CN106431380A - 一种制备可低温烧结的纳米钡铁氧体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备可低温烧结的纳米钡铁氧体的方法，包括按照Ba：Fe：Cu：Zn＝1：(8～10)：(0.2～0.6)：(0.1～0.3)的物质摩尔比分别称取分析纯的Ba(NO3)2、Fe(NO3)3、Fe(NO3)2、Cu(NO3)2和Zn(NO3)2；再将它们并溶于蒸馏水中，搅拌均匀；配制氢氧化钠溶液，缓慢滴定直至沉淀完全；将滴定后的混合液的pH值调节至9～11，再进行搅拌并陈化3～6h；将溶液转移到高压反应釜中之后，给高压反应釜中加入蒸馏水使高压反应釜的填充率达到70％～85％，进行反应；反应完成后自然冷却后取出产物，用蒸馏水洗涤5～8次，再用无水乙醇洗涤1～3次后进行干燥，得到纳米钡铁氧体粉末；成型、低温烧结后得到纳米钡铁氧体。本发明的方法工艺简单不仅制备成的产物粒径均匀分散性好，而且实现低温烧结，可广泛应用于LTCC低温烧结技术。

Description

一种制备可低温烧结的纳米钡铁氧体的方法
技术领域
本发明涉及磁性材料的制备方法，尤其涉及一种制备可低温烧结的纳米钡铁氧体的方法。
背景技术
铁氧体磁性材料主要包括尖晶石型、石榴石型和磁铅石型的多晶和单晶铁氧体材料，其电阻率高、损耗小、介电性能和频率特性好，是一类重要的磁性功能材料，在现代通讯、军事、电子、信息、化工、生物、医学等领域都具有广泛的应用。铁氧体是目前广泛应用与隐身领域的吸波材料之一，而纳米级的铁氧体更是因为其粒径更小从而具有更加优良的性能，现有的制备纳米铁氧体的方法普遍存在着工艺复杂，制备成的产物的粒径控制不均匀分散性不好的问题。
近年来，随着各种微电子器件小型化和需求量急剧上升，“高贮能、低损耗、使用频率高、稳定性好”逐渐成为铁氧体材料的发展方向之一。因此，在铁氧体材料器件制备工艺中，如何提高铁氧体材料的致密度，改善微观结构和组分的均匀性，并实现器件的一体化结构，即磁介质材料能够与内导体金属(Ag、Cu等)共烧，对其性能和应用有着十分重要的影响。然而铁氧体材料内导体熔点一般都较低(例如Ag的熔点为961℃)，因此，作为磁介质的铁氧体材料必须具有较低的烧结温度。但是传统固相反应法制备的铁氧体粉料，其烧结温度一般在1200℃以上，烧成周期长，烧成过程中材料组分易偏析，材料内部晶粒易异常生长，从而恶化铁氧体的电磁特性，而且生产成本高、能耗大，因此必须设法降低其烧结温度和烧成时间，改善其性能。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种工艺简单的制备可低温烧结的纳米钡铁氧体的方法，不仅制备成的产物粒径均匀分散性好，而且实现低温烧结，可广泛应用于LTCC低温烧结技术。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明公开了一种制备可低温烧结的纳米钡铁氧体的方法，包括以下步骤：
S1：按照Ba：Fe：Cu：Zn＝1：(8～10)：(0.2～0.6)：(0.1～0.3)的物质摩尔比分别称取分析纯的Ba(NO3)2、Fe(NO3)3、Fe(NO3)2、Cu(NO3)2和Zn(NO3)2；
S2：将步骤S1中称取的各种原料一并溶于蒸馏水中，搅拌均匀；
S3：配制浓度为1～2.5mol/L的氢氧化钠溶液，缓慢滴定至步骤S2中配制的混合液中直至沉淀完全；
S4：将步骤S3中的滴定后的混合液的pH值调节至9～11，再进行搅拌，并将搅拌完成后的溶液陈化3～6h；
S5：将步骤S4中的溶液转移到高压反应釜中之后，给高压反应釜中加入蒸馏水使高压反应釜的填充率达到70％～85％，进行反应；
S6：反应完成后自然冷却后取出产物，用蒸馏水洗涤5～8次，再用无水乙醇洗涤1～3次后放入干燥箱进行干燥，得到纳米钡铁氧体粉末；
S7：对步骤S6得到的纳米钡铁氧体粉末进行成型、低温烧结，得到纳米钡铁氧体。
优选地，步骤S2和步骤S4中的搅拌步骤均是置于磁力搅拌器上进行搅拌。
优选地，步骤S3中缓慢滴定氢氧化钠溶液至溶液中的n(OH-)/n(NO3 -)＝2～5。
优选地，步骤S5中在高压反应釜中的反应温度为180℃～240℃，反应时间为2～6h。
优选地，步骤S6中干燥温度为60℃～80℃，干燥时间为2～3h。
优选地，步骤S7中的低温烧结具体为将成型后的纳米钡铁氧体放置在隧道窑炉中进行烧结，烧结温度为900℃～950℃。
优选地，步骤S7中的低温烧结过程中保温120min，烧结气氛为空气。
优选地，其中Fe(NO3)2：Fe(NO3)3的摩尔比值小于1。
优选地，其中Fe(NO3)2：Fe(NO3)3的摩尔比值为1：7。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的制备可低温烧结的纳米钡铁氧体的方法工艺简单，其一，采用水热法制备的超细粉末最小粒径已经达到纳米级水平，水热法在水溶液中反应，粒子不团聚，制得的磁粉分散性好、结晶性好，粒径分布较窄，产物纯度高；其二，通过加入一定量的含Zn和Cu的物质，水热合成其掺杂的Zn和Cu的纳米钡铁氧体粉料，掺杂后使用水热法合成的纳米尺寸的钡铁氧体粉末，可以实现低温烧结致密化，从而制备致密的磁体，可以广泛地应用于LTCC(低温共烧陶瓷)低温烧结技术，进而广泛地实现LTCC材料技术。
在进一步的方案中，采用硝酸亚铁和硝酸铁的混合物或者硝酸铁作为铁元素的原料，其中采用硝酸亚铁和硝酸铁的混合物时，硝酸亚铁与硝酸铁的摩尔比值小于1，该摩尔比值也可以为0，即为采用硝酸铁作为铁元素的原料；当硝酸亚铁与硝酸铁的摩尔比值为1：7时，可以使得制得的纳米钡铁氧体粉末进行低温烧结时的致密度进一步提高，而且磁导率也进一步提高。
在更进一步的方案中，本发明采用的水热法，在高压反应釜中的反应温度为180℃～240℃，得到的产物结晶性更好。
附图说明
图1是本发明实施例1制得的钡铁氧体粉末的XRD图；
图2是本发明实施例1制得的钡铁氧体粉末的SEM图；
图3a是本发明实施例1制得的经低温烧结的钡铁氧体材料的SEM图；
图3b是本发明实施例2制得的经低温烧结的钡铁氧体材料的SEM图；
图3c是本发明实施例3制得的经低温烧结的钡铁氧体材料的SEM图；
图3d是本发明对比例1制得的经低温烧结的钡铁氧体材料的SEM图；
图3e是本发明对比例2制得的经低温烧结的钡铁氧体材料的SEM图；
图3f是本发明对比例3制得的经低温烧结的钡铁氧体材料的SEM图。
具体实施方式
下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。
本发明的实施例公开了一种制备可低温烧结的纳米钡铁氧体的方法，包括以下步骤：
S1：按照Ba：Fe：Cu：Zn＝1：(8～10)：(0.2～0.6)：(0.1～0.3)的物质摩尔比分别称取分析纯的Ba(NO3)2、Fe(NO3)3、Fe(NO3)2、Cu(NO3)2和Zn(NO3)2，其中Fe(NO3)2：Fe(NO3)3的摩尔比值小于1，更进一步地，Fe(NO3)2：Fe(NO3)3的摩尔比值为1：7；
S2：将步骤S1中称取的各种原料一并溶于蒸馏水中，搅拌均匀；
S3：配制浓度为1～2.5mol/L的氢氧化钠溶液，缓慢滴定至步骤S2中配制的混合液中直至沉淀完全；
S4：将步骤S3中的滴定后的混合液的pH值调节至9～11，再进行搅拌，并将搅拌完成后的溶液陈化3～6h；
S5：将步骤S4中的溶液转移到高压反应釜中之后，给高压反应釜中加入蒸馏水使高压反应釜的填充率达到70％～85％，进行反应；
S6：反应完成后自然冷却后取出产物，用蒸馏水洗涤5～8次，再用无水乙醇洗涤1～3次后放入干燥箱进行干燥，得到纳米钡铁氧体粉末；
S7：对步骤S6得到的纳米钡铁氧体粉末进行成型、低温烧结，得到纳米钡铁氧体。
在进一步的实施例中，步骤S2和步骤S4中的搅拌步骤均是置于磁力搅拌器上进行搅拌；步骤S3中缓慢滴定氢氧化钠溶液至溶液中的n(OH-)/n(NO3 -)＝2～5；步骤S5中在高压反应釜中的反应温度为180℃～240℃，反应时间为2～6h；步骤S6中干燥温度为60℃～80℃，干燥时间为2～3h；步骤S7中的低温烧结具体为将成型后的纳米钡铁氧体放置在隧道窑炉中进行烧结，烧结温度为900℃～950℃；步骤S7中的低温烧结过程中保温120min，烧结气氛为空气。
按照本发明方法中记载的用水热法制备的超细粉末最小粒径已经达到纳米级水平；水热法在水溶液中反应，粒子不团聚，制得的磁粉分散性好、结晶性好，粒径分布较窄，产物纯度高。这是目前进行铁氧体合成和应用研究比较活跃的方法之一。进一步地，本发明方法中通过加入一定量的含Zn和Cu的物质，水热合成其掺杂的Zn和Cu的纳米钡铁氧体粉料，掺杂后使用水热法合成的纳米尺寸的钡铁氧体粉末，可以实现低温烧结致密化，从而制备致密的磁体，可以广泛地应用于LTCC(低温共烧陶瓷)低温烧结技术，进而广泛地实现LTCC材料技术；而现有的未掺杂的钡铁氧体，烧结温度至少在1100℃以上才能烧结出较为致密的磁体。
下述结合具体实施例和对比例对本发明的制备可低温烧结的纳米钡铁氧体的方法进行进一步说明。
实施例1
一种制备可低温烧结的纳米钡铁氧体的方法，具体按照以下步骤实施：
S1：称取原料，以分析纯的Ba(NO3)2、Fe(NO3)3、Cu(NO3)2和Zn(NO3)2(其中Ba：Fe：Cu：Zn的摩尔比为1：10：0.3：0.2)为原料，按化学计量摩尔比称取这四种原料；
S2：将步骤S1中称取的四种原料并溶于蒸馏水中，然后置于磁力搅拌器上搅拌均匀；
S3：配制浓度为1.5mol/L的氢氧化钠溶液，缓慢滴定到步骤S2中配制的混合液中直到沉淀完全；
S4：将步骤S3中滴定后的混合液的pH值调节至9，置于磁力搅拌器上进行搅拌，并将搅拌完成的溶液陈化3h；
S5：将步骤S4中的溶液转移至高压反应釜中之后，给高压反应釜中加入蒸馏水使高压反应釜的填充率达到70％，然后设定反应温度为220℃，反应时间为2h，进行反应；
S6：反应完成后自然冷却后取出产物，用蒸馏水洗涤5次，再用无水乙醇洗涤1次后放入干燥箱进行干燥，干燥温度为60℃，干燥时间为2h，即得到颗粒尺寸为50～200nm的纳米钡铁氧体粉末，其中纳米钡铁氧体粉末的XRD图如图1所示，说明生成了钡铁氧体晶体，该纳米钡铁氧体粉末的SEM图如图2所示，其尺寸大小在50～200nm之间。
S7：对步骤S6制得的纳米钡铁氧体粉末进行成型、低温烧结(900℃)，将压制成型后的纳米钡铁氧体放置在隧道窑炉中进行烧结，烧结温度为900℃，保温120min，烧结气氛为空气，烧结结束后随炉冷却至室温，得到烧结致密的钡铁氧体材料，其SEM图见图3a，并测试烧结后的钡铁氧体材料的密度和初始磁导率μi(见表1)。
实施例2
S1：称取原料，以分析纯的Ba(NO3)2、Fe(NO3)3、Cu(NO3)2和Zn(NO3)2(其中Ba：Fe：Cu：Zn的摩尔比为1：8：0.3：0.2)为原料，按化学计量摩尔比称取这四种原料；
S2：将步骤S1中称取的四种原料并溶于蒸馏水中，然后置于磁力搅拌器上搅拌均匀；
S3：配制浓度为1.5mol/L的氢氧化钠溶液，缓慢滴定到步骤S2中配制的混合液中直到沉淀完全；
S4：将步骤S3中滴定后的混合液的pH值调节至10，置于磁力搅拌器上进行搅拌，并将搅拌完成的溶液陈化6h；
S5：将步骤S4中的溶液转移至高压反应釜中之后，给高压反应釜中加入蒸馏水使高压反应釜的填充率达到75％，然后设定反应温度为220℃，反应时间为3h，进行反应；
S6：反应完成后自然冷却后取出产物，用蒸馏水洗涤8次，再用无水乙醇洗涤3次后放入干燥箱进行干燥，干燥温度为70℃，干燥时间为3h，即得到纳米钡铁氧体粉末。
S7：对步骤S6制得的纳米钡铁氧体粉末进行成型、低温烧结(920℃)，将压制成型后的纳米钡铁氧体放置在隧道窑炉中进行烧结，烧结温度为920℃，保温120min，烧结气氛为空气，烧结结束后随炉冷却至室温，得到烧结致密的钡铁氧体材料，其SEM图见图3b，并测试烧结后的钡铁氧体材料的密度和初始磁导率μi(见表1)。
实施例3
S1：称取原料，以分析纯的Ba(NO3)2、Fe(NO3)3、Fe(NO3)2、Cu(NO3)2和Zn(NO3)2(其中Fe(NO3)3：Fe(NO3)2的摩尔比为7：1，Ba：Fe：Cu：Zn的摩尔比为1：8：0.3：0.2)为原料，按化学计量摩尔比称取这五种原料；
S2：将步骤S1中称取的五种原料并溶于蒸馏水中，然后置于磁力搅拌器上搅拌均匀；
S3：配制浓度为2.0mol/L的氢氧化钠溶液，缓慢滴定到步骤S2中配制的混合液中直到沉淀完全；
S4：将步骤S3中滴定后的混合液的pH值调节至9，置于磁力搅拌器上进行搅拌，并将搅拌完成的溶液陈化4h；
S5：将步骤S4中的溶液转移至高压反应釜中之后，给高压反应釜中加入蒸馏水使高压反应釜的填充率达到80％，然后设定反应温度为250℃，反应时间为4h，进行反应；
S6：反应完成后自然冷却后取出产物，用蒸馏水洗涤6次，再用无水乙醇洗涤2次后放入干燥箱进行干燥，干燥温度为60℃，干燥时间为2.5h，即得到纳米钡铁氧体粉末。
S7：对步骤S6制得的纳米钡铁氧体粉末进行成型、低温烧结(930℃)，将压制成型后的纳米钡铁氧体放置在隧道窑炉中进行烧结，烧结温度为930℃，保温120min，烧结气氛为空气，烧结结束后随炉冷却至室温，得到烧结致密的钡铁氧体材料，其SEM图见图3c，并测试烧结后的钡铁氧体材料的密度和初始磁导率μi(见表1)。加入少量的Fe(II)，可使得烧结后的钡铁氧体材料的烧结密度更大，因而使得磁导率越大，但是加入过多的Fe(II)，就会生成较多的Fe2O3，烧结后就会出现孔洞较多的现象(见对比例3)，造成其密度不足4.0g/cm3。发明人经过大量实验证实，在原料配方中，Fe(NO3)2：Fe(NO3)3的摩尔比小于1有助于提高钡铁氧体材料的烧结密度和提高磁导率，其中Fe(NO3)2：Fe(NO3)3的摩尔等于1：7效果最佳。
对比例1
具体按照以下步骤实施：
S1：称取原料，以分析纯的Ba(NO3)2、Fe(NO3)3、Cu(NO3)2和Zn(NO3)2(其中Ba：Fe：Cu：Zn的摩尔比为1：12：0.3：0.2)为原料，按化学计量摩尔比称取这四种原料；
S2：将步骤S1中称取的四种原料并溶于蒸馏水中，然后置于磁力搅拌器上搅拌均匀；
S3：配制浓度为1.5mol/L的氢氧化钠溶液，缓慢滴定到步骤S2中配制的混合液中直到沉淀完全；
S4：将步骤S3中滴定后的混合液的pH值调节至9，置于磁力搅拌器上进行搅拌，并将搅拌完成的溶液陈化3h；
S5：将步骤S4中的溶液转移至高压反应釜中之后，给高压反应釜中加入蒸馏水使高压反应釜的填充率达到70％，然后设定反应温度为220℃，反应时间为2h，进行反应；
S6：反应完成后自然冷却后取出产物，用蒸馏水洗涤5次，再用无水乙醇洗涤1次后放入干燥箱进行干燥，干燥温度为60℃，干燥时间为2h，即得到纳米钡铁氧体粉末。
S7：对步骤S6制得的纳米钡铁氧体粉末进行成型、低温烧结(920℃)，将压制成型后的纳米钡铁氧体放置在隧道窑炉中进行烧结，烧结温度为920℃，保温120min，烧结气氛为空气，烧结结束后随炉冷却至室温，得到钡铁氧体材料，其SEM图见图3d，并测试烧结后的钡铁氧体材料的密度和初始磁导率μi(见表1)。
对比例2
具体按照以下步骤实施：
S1：称取原料，以分析纯的Ba(NO3)2、Fe(NO3)3、Cu(NO3)2和Zn(NO3)2(其中Ba：Fe：Cu：Zn的摩尔比为1：10：0.1：0.2)为原料，按化学计量摩尔比称取这四种原料；
S2：将步骤S1中称取的四种原料并溶于蒸馏水中，然后置于磁力搅拌器上搅拌均匀；
S3：配制浓度为1.5mol/L的氢氧化钠溶液，缓慢滴定到步骤S2中配制的混合液中直到沉淀完全；
S4：将步骤S3中滴定后的混合液的pH值调节至10，置于磁力搅拌器上进行搅拌，并将搅拌完成的溶液陈化6h；
S5：将步骤S4中的溶液转移至高压反应釜中之后，给高压反应釜中加入蒸馏水使高压反应釜的填充率达到75％，然后设定反应温度为220℃，反应时间为3h，进行反应；
S6：反应完成后自然冷却后取出产物，用蒸馏水洗涤5次，再用无水乙醇洗涤1次后放入干燥箱进行干燥，干燥温度为80℃，干燥时间为2h，即得到纳米钡铁氧体粉末。
S7：对步骤S6制得的纳米钡铁氧体粉末进行成型、低温烧结(920℃)，将压制成型后的纳米钡铁氧体放置在隧道窑炉中进行烧结，烧结温度为920℃，保温120min，烧结气氛为空气，烧结结束后随炉冷却至室温，得到钡铁氧体材料，其SEM图见图3d，并测试烧结后的钡铁氧体材料的密度和初始磁导率μi(见表1)。从SEM图中可以看出该钡铁氧体材料的孔洞较多，烧结不致密，因其Cu含量较少，造成其在低温烧结下不能完全烤熟，使得烧结密度较低，远低于钡铁氧体的密度(4.6g/cm3)。
对比例3
具体按照以下步骤实施：
S1：称取原料，以分析纯的Ba(NO3)2、Fe(NO3)3、Fe(NO3)2、Cu(NO3)2和Zn(NO3)2(其中Fe(NO3)3：Fe(NO3)2的摩尔比为4：4，Ba：Fe：Cu：Zn的摩尔比为1：8：0.3：0.2)为原料，按化学计量摩尔比称取这五种原料；
S2：将步骤S1中称取的五种原料并溶于蒸馏水中，然后置于磁力搅拌器上搅拌均匀；
S3：配制浓度为2.0mol/L的氢氧化钠溶液，缓慢滴定到步骤S2中配制的混合液中直到沉淀完全；
S4：将步骤S3中滴定后的混合液的pH值调节至9，置于磁力搅拌器上进行搅拌，并将搅拌完成的溶液陈化4h；
S5：将步骤S4中的溶液转移至高压反应釜中之后，给高压反应釜中加入蒸馏水使高压反应釜的填充率达到80％，然后设定反应温度为250℃，反应时间为4h，进行反应；
S6：反应完成后自然冷却后取出产物，用蒸馏水洗涤5次，再用无水乙醇洗涤1次后放入干燥箱进行干燥，干燥温度为80℃，干燥时间为2h，即得到纳米钡铁氧体粉末。
S7：对步骤S6制得的纳米钡铁氧体粉末进行成型、低温烧结(920℃)，将压制成型后的纳米钡铁氧体放置在隧道窑炉中进行烧结，烧结温度为920℃，保温120min，烧结气氛为空气，烧结结束后随炉冷却至室温，得到钡铁氧体材料，其SEM图见图3f，并测试烧结后的钡铁氧体材料的密度和初始磁导率μi(见表1)。
低温烧结制作工艺包含以下步骤：对其各纳米钡铁氧体材料进行预烧工艺，于900℃温度以下进行预烧；及烧结步骤，上述预烧料于950℃以下的烧结温度下进行烧结；烧结完毕，测试其钡铁氧体的初始磁导率和烧结磁体的密度。
表1各个实施例和各个对比例的配方及测试结果
最终测试结果：钡铁氧体材料的磁导率μi在10以内。从表1中可以看出：实施例1、2、3制得的钡铁氧体材料烧结致密，其烧结密度可达4.6g/cm3以上，其初始磁导率μi约在8～10之间；而对比例1、2、3制得的钡铁氧体材料未烧熟，其烧结密度不到4.0g/cm3，其初始磁导率μi不到3。从实施例和对比例的测试结果可以看出，通过本发明的制备可低温烧结的纳米钡铁氧体的方法制得的纳米钡铁氧体粉末可以实现低温烧结致密化，从而制备致密的磁体，可以广泛地应用于LTCC低温烧结技术，而对比例中制得的纳米钡铁氧体的燃结密度远低于纳米钡铁氧体材料的燃结密度，初始磁导率极低，未烤熟，不能实现低温烧结，因此也不能应用于LTCC低温烧结技术。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种制备可低温烧结的纳米钡铁氧体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：按照Ba：Fe：Cu：Zn＝1：(8～10)：(0.2～0.6)：(0.1～0.3)的物质摩尔比分别称取分析纯的Ba(NO3)2、Fe(NO3)3、Fe(NO3)2、Cu(NO3)2和Zn(NO3)2；
S2：将步骤S1中称取的各种原料一并溶于蒸馏水中，搅拌均匀；
S3：配制浓度为1～2.5mol/L的氢氧化钠溶液，缓慢滴定至步骤S2中配制的混合液中直至沉淀完全；
S4：将步骤S3中的滴定后的混合液的pH值调节至9～11，再进行搅拌，并将搅拌完成后的溶液陈化3～6h；
S5：将步骤S4中的溶液转移到高压反应釜中之后，给高压反应釜中加入蒸馏水使高压反应釜的填充率达到70％～85％，进行反应；
S6：反应完成后自然冷却后取出产物，用蒸馏水洗涤5～8次，再用无水乙醇洗涤1～3次后放入干燥箱进行干燥，得到纳米钡铁氧体粉末；
S7：对步骤S6得到的纳米钡铁氧体粉末进行成型、低温烧结，得到纳米钡铁氧体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2和步骤S4中的搅拌步骤均是置于磁力搅拌器上进行搅拌。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中缓慢滴定氢氧化钠溶液至溶液中的n(OH-)/n(NO3 -)＝2～5。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中在高压反应釜中的反应温度为180℃～240℃，反应时间为2～6h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S6中干燥温度为60℃～80℃，干燥时间为2～3h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S7中的低温烧结具体为将成型后的纳米钡铁氧体放置在隧道窑炉中进行烧结，烧结温度为900℃～950℃。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S7中的低温烧结过程中保温120min，烧结气氛为空气。
8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，其中Fe(NO3)2：Fe(NO3)3的摩尔比值小于1。
9.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，其中Fe(NO3)2：Fe(NO3)3的摩尔比值为1：7。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110342921A (zh) * 2019-06-11 2019-10-18 深圳顺络电子股份有限公司 一种微波铁氧体材料及其制备方法、叠层片式器件

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1280373A (zh) * 2000-08-25 2001-01-17 清华大学 高性能低烧甚高频叠层片式电感材料的组成及其制备方法
CN1812019A (zh) * 2004-12-29 2006-08-02 巨东英 磁性铁氧体及电感材料的低温烧结制备工艺
CN105502506A (zh) * 2014-10-15 2016-04-20 西安艾菲尔德复合材料科技有限公司 一种利用水热法制备纳米钡铁氧体的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1280373A (zh) * 2000-08-25 2001-01-17 清华大学 高性能低烧甚高频叠层片式电感材料的组成及其制备方法
CN1812019A (zh) * 2004-12-29 2006-08-02 巨东英 磁性铁氧体及电感材料的低温烧结制备工艺
CN105502506A (zh) * 2014-10-15 2016-04-20 西安艾菲尔德复合材料科技有限公司 一种利用水热法制备纳米钡铁氧体的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110342921A (zh) * 2019-06-11 2019-10-18 深圳顺络电子股份有限公司 一种微波铁氧体材料及其制备方法、叠层片式器件
CN110342921B (zh) * 2019-06-11 2021-11-12 深圳顺络电子股份有限公司 一种微波铁氧体材料及其制备方法、叠层片式器件

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