1。2 钴铁氧体的研究现状

1。3 制备钴铁氧体的方法

近年来，随着钴铁氧体应用的广泛，各国学者发现了不少制备各种不同性能的钴铁氧体粉体的经济、高效的方法。化学溶液路线先后成为有效、方便，较少的能源需求和减少材料消耗的合成工艺，例如溶胶凝胶法[15]、化学共沉淀法[16]、水热法[17]和微乳液法[18]固相合成法[19]等。

溶胶凝胶法是 从60 年代发展起来的一种制备玻璃、陶瓷等无机材料的新工艺，它的优点具有产物纯度高、烧结温度低、操作简单等。在2012年，Sivakumar等［20］采用溶胶凝胶法制备的钴铁氧体纳米颗粒的磁化强度达到了106。6 emu /g，剩磁比为0。34。虽然溶胶-凝胶法优点很多，但是在溶胶凝胶的过程中，也存在着不少缺点。比如通常由于溶胶变成凝胶的反应周期长，而且凝胶中存在大量气孔，在干燥过程中气体会逸出造成收缩。原材料一般为各种有机物，反应成本高且对人体有害，环境友好度不高。这些缺点都会限制着它的发展。现实生活中溶胶凝胶法的应用也就局限于对某些薄膜涂层的制备。因此，这些问题我们都需要进一步地解决。该方法也是制备具有高矫顽力的钴铁氧体薄膜的理想方法，早已拥有成熟的技术和设备[21]。文中的制备钴铁氧体方法固相合成法比较简单，将原料混合在球磨机中球磨3h后再放入规定的温度的烧结炉中烧结即可。球磨的过程中反应物在与球磨机内的钢球反复碰撞挤压，导致反应物不断变形、断裂、复合，原子间发生了相互扩散，或者形成合金，所得固体进过煅烧得到终产物。固相反应法的特点是：制备工艺非常简单，产量大，成本低。但是它的缺点也非常明显，效率低、而且制备的粒子尺寸偏大、容易引入杂质，但是在工业生产上此方法颇受青睐。1988 年，Shingu 等人首次利用高能机械研磨法成功制备出了 Al−Fe纳米晶体材料，为纳米材料的制备提供了一种行之有效的方法。时至今日可以利用此方法制备出各种锌铁氧体[22]、锰锌铁氧体[23]等尖晶石铁氧体材料。

本文中另一种制备微米级钴铁氧体的方法及是化学沉淀法，化学沉淀法通常是指在溶液状态下将不同化学成分的物质混合，加入适当的沉淀剂得到沉淀物,再将沉淀物进行干燥或锻烧，从而制得相应的粉体颗粒。该方法制备的钴铁氧体会受到溶液的pH值和温度的影响。在pH＞10时，钴铁氧体的颗粒大小随着阳离子浓度的增大而增长，随着温度降低而减小[24]。共沉淀法的优点在于：可以通过溶液中各种化学反应直接得到化学成分均一的纳米粉体材料。另一优点容易制备的纳米粉体材料颗粒分布均匀的，粒子细小。化学沉淀法是在溶液中进行的，这种环境下获得的产物反应充分均匀，活性高。在常温下进行，工艺设备简单，经济高效，可以批量生产等的优点是颇受国内外厂家的重视的原因。但是一旦溶液中没有充分反应，分子间容易发生团聚现象，不好分解，使得最终获得的颗粒大小不均匀。而且沉淀剂的不同也会对颗粒的大小产生影响。沉淀物多为胶体，不好清洗，只能不停的进行换水进行洗涤。在清洗过程中部分胶体会分解在水中，造成不必要的损失。

水热法，又称为热液法，是指水溶液在密封的高温高压的反应釜中进行反应。该方法由于在高温高压下进行早在十九世纪[25]中叶地质学家模拟自然界成矿作用而开始研究的使用水热法制备晶体。到二十世纪中叶军事上采用水热法合成水晶并大量投入生产，后来，这一技术被人们不断改善。按水热反应的温度进行分类，可以分为亚临界反应和超临界反应，前者反应温度在100～240℃之间，适于工业或实验室操作。在水热条件下，水可以作为一种原料进行反应，既是溶剂又是矿化剂，还是压力的传递介质。该方法可以克服某些高温制备中不可避免的硬团聚的缺点，其具有粉末细(纳米级)、纯度高、分散性好、均匀、无团聚、和利于环境净化无需复杂的后续处理等优点。可以通过调节实验中溶液的温度、压强、pH值控制产品的颗粒大小[26]。但是密封的条件下操作员无法观察反应情况，而且实验器材所需的要求比较高，对于原料纯度的要求也比较高。预计该方法在制备纳米磁性结构材料上是一个有前途的技术选择。文献综述