CN115475745B - 一种氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料制备工艺及镀膜方法 - Google Patents

一种氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料制备工艺及镀膜方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料制备工艺及镀膜方法。该方法通过稀土氧化物溶胶工艺、铁氧体溶胶工艺、稀土铁氧体溶胶凝胶工艺、掺钒溶胶凝胶浆料工艺得到氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料，该浆料可通过改进的提拉镀膜和丝网印刷镀膜工艺完成基体镀膜。本发明解决了磁膜材料在使用过程中出现磁膜脱离基体而导致材料失活，材料的分补不均导致磁膜材料出现裂口和缝隙等问题，同时改善了磁性薄膜材料的性能。

Description

一种氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料制备工艺及 镀膜方法
技术领域
本发明属于钒基功能材料领域，具体涉及，钒氧化物作为热膨胀调节添加剂制备铁氧体磁性复合材料及其成材技术。
背景技术
“十四五”期间国家明确大力发展5G基站、光伏、风电、储能、新能源汽车等领域，与磁材行业发展而言，是难得的拓展机遇期，谁能抢占市场需求先机，谁就能获得更强的竞争力和更长远的生命力。
铁磁性的金属氧化物材料主要包括永磁铁氧体材料和软磁铁氧体材料，是应用最为广泛的磁性材料之一。氧化铁粉是制备铁磁性的金属氧化物材料的主要原料，主要来源于钢铁制造行业和化工行业。永磁铁氧体材料是以三氧化二铁为主要原料，通过陶瓷工艺方法制造而成的具有强抗退磁能力和高的剩余磁感应强度的强磁性材料。永磁铁氧体材料分为烧结永磁铁氧体材料和粘结永磁铁氧体材料，其中烧结永磁铁氧体材料分为干压永磁铁氧体材料和湿压永磁铁氧体材料。铁氧体软磁材料是在较弱的磁场下，易磁化也易退磁的一种铁氧体材料。铁氧体软磁材料分为锰锌铁氧体材料，镍锌铁氧体材料，镁锌铁氧体材料以及锂锌铁氧体材料。
稀土由于其独特的4f电子层结构，可以在一些与3d元素化合物组合成的晶体结构中形成单轴磁各向异性，而具有十分优异的超常磁性能，如稀土永磁体中铷铁硼的磁能积最高，钐钴永磁体工作温度高，温度系数低。
目前已有研究表明纳米晶双相交换耦合稀土永磁材料具备较好的耐高温和高磁能积的优点，这种双相耦合稀土永磁材料是高磁晶各向异性的稀土永磁材料与高饱和磁化强度的软磁材料在纳米尺度交换耦合得到的。其理论最大磁能积远远超过铷铁硼，并且具备比铁钴镍高几十倍磁致伸缩系数。稀土氧化物掺杂铁氧体可以极大的优化铁氧体的性能，满足高端工业生产产品的应用需求，特别是在磁性薄膜材料中具备极高的应用前景。
磁性薄膜材料是指厚度较薄的强磁性(铁磁性和亚铁磁性)材料，简称磁膜材料。目前工业上应用比较普遍的镀膜方法主要是提拉镀膜法和丝网印刷镀膜法，这两种方法因流程较短，成本较低具备较高的实际应用性，但存在因膜材料与基体的热膨胀系数难匹配，在使用过程中出现磁膜脱离基体而导致材料失活，材料的分补不均导致磁膜材料出现裂口和缝隙等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料制备工艺及镀膜方法。利用氧化钒材料具有细化晶粒的效果，在磁膜材料中添加适量的氧化钒材料可以在一定程度上起到调节磁膜材料与金属基体材料的热膨胀系数匹配性，解决磁膜材料在使用过程中出现磁膜脱离基体而导致材料失活，材料的分补不均导致磁膜材料出现裂口和缝隙等问题，同时改善磁性薄膜材料的性能。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料制备工艺及镀膜方法包括如下步骤：
S1，氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料的制备工艺：
S1.1，稀土氧化物溶胶工艺：将稀土类硝酸盐溶解到水中形成饱和溶液，加入分散剂和络合剂，搅拌使其分散均匀，置于油浴锅或水浴锅中搅拌直至溶胶生成，得到稀土氧化物溶胶；
S1.2，铁氧体溶胶工艺：将硝酸铁溶解到水中形成饱和溶液，加入分散剂和络合剂，搅拌使其分散均匀，置于油浴锅或水浴锅中搅拌直至溶胶生成，得到铁氧体溶胶；
S1.3，稀土铁氧体溶胶凝胶工艺：将步骤S1.1所得稀土氧化物溶胶和S1.2所得铁氧体溶胶混合搅拌，同时加入1mol L-1氨水调节PH至7.5，至稀土铁氧体溶胶凝胶形成；
S1.4，掺钒溶胶凝胶浆料工艺：将步骤S1.3所得稀土铁氧体溶胶凝胶搅拌均匀后，置恒温震荡箱中在80～90℃震荡10～12h，然后从恒温震荡箱中取出加入氧化钒前驱体搅拌均匀后，放入恒温振荡箱中继续震荡至复合凝胶形成，得到掺钒溶胶凝胶浆料，即氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料；
S2，镀膜：
步骤S1.4得到的氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料镀膜方法包括丝网印刷法和提拉法，操作步骤如下：
S2.1，丝网印刷法：
S2.1.1，将步骤S1.4所得氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料置于丝网印刷机表面，将金属基体置于丝网印刷机底面，进行印刷镀膜，丝网印刷浆料与基体质量比为1:1，印刷次数为3次，印刷浸渍时间为10～15min；
S2.1.2，将步骤S2.1.1所得镀膜后基体放入马弗炉中，80～120℃进行恒温热扩散，然后煅烧成膜，升温速率5～10℃/min，煅烧温度700～750℃，煅烧时间2～3h，再退火，退火速率10～15℃/min，退火至300～400℃，保温2～3h，最后在空气中自然冷却；
S2.2，提拉法：
S2.2.1，将基体垂直悬置于提拉机上，用步骤S1.4氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料进行提拉镀膜，浆料与基体质量比为1:3，提拉次数为5次，提拉浸渍时间30～40min；
S2.2.2，将S2.2.1中所得镀膜基体放入马弗炉中，70～100℃进行恒温热扩散，然后煅烧成膜，煅烧升温速率5～10℃/min，煅烧温度600～650℃，煅烧时间2～3h，再退火，退火速率10～15℃/min，退火至200～300℃，保温2～3h，最后在空气中自然冷却。
所述的稀土类硝酸盐包括硝酸铈、硝酸钐、硝酸钇、硝酸锆、硝酸镧；所述的络合剂为一水合柠檬酸，物质的量n1稀土金属离子/n2一水合柠檬酸为10～11:1，物质的量n3Fe3+/n4一水合柠檬酸为10～11:1；所述的分散剂包括丙二醇、乙二醇，质量m1一水合柠檬酸/m2分散剂为7～8:1。
所述的油浴锅和水浴锅的温度为80～100℃，所述的搅拌速率为70～100r/min。
所述的稀土氧化物溶胶和铁氧体溶胶按照稀土元素与铁元素的摩尔比1～1.2:0.8～1计算二者加入量。
所述的氧化钒前驱体包括硫酸氧钒，稀土氧化物溶胶和氧化钒前驱体的质量比为0～1:5～6。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明采用添加复合稀土的可极大的提高磁材的性能；
(2)本发明对两种传统的镀膜工艺丝网印刷和提拉镀膜进行了优化，得到的膜层性能优异；
(3)采用氧化钒前驱体调节膜材料与基体的热膨胀系数的匹配性，避免出现磁膜脱离基体而导致材料失活，材料的分补不均导致磁膜材料出现裂口和缝隙等问题。
附图说明
图1是钇锆稀土氧化物膜层XRD图。
图2是钐铈稀土氧化物膜层XRD图。
具体实施方式
一种氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料制备工艺及镀膜方法，采用以下实施案例举例说明了本发明的具体实施方式和实施效果。
【实施例1】：
一种氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料制备工艺及镀膜方法按照如下步骤进行：
S1，氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料的制备工艺：
S1.1，稀土氧化物溶胶工艺：将硝酸钇，硝酸锆溶解到水中形成饱和溶液，按照物质的量n1稀土金属离子(钇离子+锆离子)/n2一水合柠檬酸10.5:1加入络合剂一水合柠檬酸，按照质量m1一水合柠檬酸/m2丙二醇7.2:1加入分散剂丙二醇，搅拌(70r/min)使其分散均匀，然后置于80℃油浴锅中搅拌(70r/min)至溶胶生成，得到稀土氧化物溶胶；
S1.2，铁氧体溶胶工艺：将硝酸铁溶解到水中形成饱和溶液，按照物质的量n3Fe3+/n4一水合柠檬酸10.5:1加入络合剂一水合柠檬酸，按照质量m1一水合柠檬酸/m2丙二醇7.2:1加入分散剂丙二醇，搅拌(70r/min)使其分散均匀，然后置于80℃油浴锅中搅拌(70r/min)至溶胶生成，得到铁氧体溶胶；
S1.3，稀土铁氧体溶胶凝胶工艺：将步骤S1.1所得稀土氧化物溶胶和S1.2所得铁氧体溶胶，按照稀土元素与铁元素的摩尔比1:1混合搅拌(70r/min)，同时加入1mol L-1氨水调节PH至7.5，至稀土铁氧体溶胶凝胶形成；
S1.4，掺钒溶胶凝胶浆料工艺：将步骤S1.3所得稀土铁氧体溶胶凝胶搅拌(70r/min)均匀后，置恒温震荡箱中在80～90℃震荡10～12h，然后从恒温震荡箱中取出加入硫酸氧钒，稀土氧化物溶胶和硫酸氧钒的质量比为1:5，搅拌(70r/min)均匀后，放入恒温振荡箱中继续震荡至复合凝胶形成，得到掺钒溶胶凝胶浆料，即氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料；
S2，镀膜：
S2.1，丝网印刷法：
S2.1.1，将步骤S1.4所得氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料置于丝网印刷机表面，将金属基体置于丝网印刷机底面，进行印刷镀膜，丝网印刷浆料与基体质量比为1:1，印刷次数为3次，印刷浸渍时间为10min；
S2.1.2，将步骤S2.1.1所得镀膜后基体放入马弗炉中，80℃进行恒温热扩散，然后煅烧成膜，升温速率5℃/min，煅烧温度700℃，煅烧时间2h，再退火，退火速率10℃/min，退火至300℃，保温2h，最后在空气中自然冷却。
【实施例2】：
一种氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料制备工艺及镀膜方法按照如下步骤进行：
S1，氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料的制备工艺：
S1.1，稀土氧化物溶胶工艺：将硝酸钇，硝酸锆溶解到水中形成饱和溶液，按照物质的量n1稀土金属离子(钇离子+锆离子)/n2一水合柠檬酸10.5:1加入络合剂一水合柠檬酸，按照质量m1一水合柠檬酸/m2丙二醇7.2:1加入分散剂丙二醇，搅拌(70r/min)使其分散均匀，然后置于80℃油浴锅中搅拌(70r/min)至溶胶生成，得到稀土氧化物溶胶；
S1.2，铁氧体溶胶工艺：将硝酸铁溶解到水中形成饱和溶液，按照物质的量n3Fe3+/n4一水合柠檬酸10.5:1加入络合剂一水合柠檬酸，按照质量m1一水合柠檬酸/m2丙二醇7.2:1加入分散剂丙二醇，搅拌(70r/min)使其分散均匀，然后置于80℃油浴锅中搅拌(70r/min)至溶胶生成，得到铁氧体溶胶；
S1.3，稀土铁氧体溶胶凝胶工艺：将步骤S1.1所得稀土氧化物溶胶和S1.2所得铁氧体溶胶，按照稀土元素与铁元素的摩尔比1:1混合搅拌(70r/min)，同时加入1mol L-1氨水调节PH至7.5，至稀土铁氧体溶胶凝胶形成；
S1.4，掺钒溶胶凝胶浆料工艺：将步骤S1.3所得稀土铁氧体溶胶凝胶搅拌(70r/min)均匀后，置恒温震荡箱中在80～90℃震荡10～12h，然后从恒温震荡箱中取出加入硫酸氧钒，稀土氧化物溶胶和硫酸氧钒的质量比为1:5，搅拌(70r/min)均匀后，放入恒温振荡箱中继续震荡至复合凝胶形成，得到掺钒溶胶凝胶浆料，即氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料；
S2，镀膜：
S2.2，提拉法：
S2.2.1，将基体垂直悬置于提拉机上，用步骤S1.4氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料进行提拉镀膜，浆料与基体质量比为1:3，提拉次数为5次，提拉浸渍时间30min；
S2.2.2，将S2.2.1中所得镀膜基体放入马弗炉中，100℃进行恒温热扩散，然后煅烧成膜，煅烧升温速率5℃/min，煅烧温度600℃，煅烧时间2h，再退火，退火速率10℃/min，退火至200℃，保温2h，最后在空气中自然冷却。
【实施例3】：
一种氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料制备工艺及镀膜方法按照如下步骤进行：
S1，氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料的制备工艺：
S1.1，稀土氧化物溶胶工艺：将硝酸铈，硝酸钐溶解到水中形成饱和溶液，按照物质的量n1稀土金属离子(铈离子+钐离子)/n2一水合柠檬酸10.5:1加入络合剂一水合柠檬酸，按照质量m1一水合柠檬酸/m2丙二醇7.2:1加入分散剂丙二醇，搅拌(70r/min)使其分散均匀，然后置于80℃油浴锅中搅拌(70r/min)至溶胶生成，得到稀土氧化物溶胶；
S1.2，铁氧体溶胶工艺：将硝酸铁溶解到水中形成饱和溶液，按照物质的量n3Fe3+/n4一水合柠檬酸10.5:1加入络合剂一水合柠檬酸，按照质量m1一水合柠檬酸/m2丙二醇7.2:1加入分散剂丙二醇，搅拌(70r/min)使其分散均匀，然后置于80℃油浴锅中搅拌(70r/min)至溶胶生成，得到铁氧体溶胶；
S1.3，稀土铁氧体溶胶凝胶工艺：将步骤S1.1所得稀土氧化物溶胶和S1.2所得铁氧体溶胶，按照稀土元素与铁元素的摩尔比1:1混合搅拌(70r/min)，同时加入1mol L-1氨水调节PH至7.5，至稀土铁氧体溶胶凝胶形成；
S1.4，掺钒溶胶凝胶浆料工艺：将步骤S1.3所得稀土铁氧体溶胶凝胶搅拌(70r/min)均匀后，置恒温震荡箱中在80～90℃震荡10～12h，然后从恒温震荡箱中取出加入硫酸氧钒，稀土氧化物溶胶和硫酸氧钒的质量比为1:5，搅拌(70r/min)均匀后，放入恒温振荡箱中继续震荡至复合凝胶形成，得到掺钒溶胶凝胶浆料，即氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料；
S2，镀膜：
S2.1，丝网印刷法：
S2.1.1，将步骤S1.4所得氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料置于丝网印刷机表面，将金属基体置于丝网印刷机底面，进行印刷镀膜，丝网印刷浆料与基体质量比为1:1，印刷次数为3次，印刷浸渍时间为10min；
S2.1.2，将步骤S2.1.1所得镀膜后基体放入马弗炉中，80℃进行恒温热扩散，然后煅烧成膜，升温速率5℃/min，煅烧温度700℃，煅烧时间2h，再退火，退火速率10℃/min，退火至300℃，保温2h，最后在空气中自然冷却。
【实施例4】：
一种氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料制备工艺及镀膜方法按照如下步骤进行：
S1，氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料的制备工艺：
S1.1，稀土氧化物溶胶工艺：将硝酸铈，硝酸钐溶解到水中形成饱和溶液，按照物质的量n1稀土金属离子(铈离子+钐离子)/n2一水合柠檬酸10.5:1加入络合剂一水合柠檬酸，按照质量m1一水合柠檬酸/m2丙二醇7.2:1加入分散剂丙二醇，搅拌(70r/min)使其分散均匀，然后置于80℃油浴锅中搅拌(70r/min)至溶胶生成，得到稀土氧化物溶胶；
S1.2，铁氧体溶胶工艺：将硝酸铁溶解到水中形成饱和溶液，按照物质的量n3Fe3+/n4一水合柠檬酸10.5:1加入络合剂一水合柠檬酸，按照质量m1一水合柠檬酸/m2丙二醇7.2:1加入分散剂丙二醇，搅拌(70r/min)使其分散均匀，然后置于80℃油浴锅中搅拌(70r/min)至溶胶生成，得到铁氧体溶胶；
S1.3，稀土铁氧体溶胶凝胶工艺：将步骤S1.1所得稀土氧化物溶胶和S1.2所得铁氧体溶胶，按照稀土元素与铁元素的摩尔比1:1混合搅拌(70r/min)，同时加入1mol L-1氨水调节PH至7.5，至稀土铁氧体溶胶凝胶形成；
S1.4，掺钒溶胶凝胶浆料工艺：将步骤S1.3所得稀土铁氧体溶胶凝胶搅拌(70r/min)均匀后，置恒温震荡箱中在80～90℃震荡10～12h，然后从恒温震荡箱中取出加入硫酸氧钒，稀土氧化物溶胶和硫酸氧钒的质量比为1:5，搅拌(70r/min)均匀后，放入恒温振荡箱中继续震荡至复合凝胶形成，得到掺钒溶胶凝胶浆料，即氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料；
S2，镀膜：
S2.2，提拉法：
S2.2.1，将基体垂直悬置于提拉机上，用步骤S1.4氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料进行提拉镀膜，浆料与基体质量比为1:3，提拉次数为5次，提拉浸渍时间30min；
S2.2.2，将S2.2.1中所得镀膜基体放入马弗炉中，100℃进行恒温热扩散，然后煅烧成膜，煅烧升温速率5℃/min，煅烧温度600℃，煅烧时间2h，再退火，退火速率10℃/min，退火至200℃，保温2h，最后在空气中自然冷却。
为了证明本工艺能得到完好的稀土相，本发明研究了稀土(硝酸铈和硝酸钐)/(硝酸钇和硝酸锆)经过整个制备过程后得到膜层的物相。具体方法是通过S1.1、S1.3(不添加氧化铁氧体溶胶)、S1.4(不添加硫酸氧钒)、S2.1制备出基体薄膜，对膜层进行不同区间的原位高温XRD检测，钇锆稀土氧化物膜层见图1和钐铈稀土氧化物膜层图2。由图可以看出所得膜层金属氧化物呈现完好的相结构，没有其他杂相生成，并且通过对比原位高温XRD测试结果说明，所得氧化物薄膜具备良好的热化学稳定性。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜制备工艺，其特征在于，该工艺包括如下步骤：
S1，氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料的制备工艺：
S1.1，稀土氧化物溶胶工艺：将稀土类硝酸盐溶解到水中形成饱和溶液，加入分散剂和络合剂，搅拌使其分散均匀，置于油浴锅或水浴锅中搅拌直至溶胶生成，得到稀土氧化物溶胶；
S1.2，铁氧体溶胶工艺：将硝酸铁溶解到水中形成饱和溶液，加入分散剂和络合剂，搅拌使其分散均匀，置于油浴锅或水浴锅中搅拌直至溶胶生成，得到铁氧体溶胶；
S1.3，稀土铁氧体溶胶凝胶工艺：将步骤S1.1所得稀土氧化物溶胶和S1.2所得铁氧体溶胶混合搅拌，同时加入1mol·L-1氨水调节pH至7.5，至稀土铁氧体溶胶凝胶形成；
S1.4，掺钒溶胶凝胶浆料工艺：将步骤S1.3所得稀土铁氧体溶胶凝胶搅拌均匀后，置恒温震荡箱中在80~90℃震荡10~12h，然后从恒温震荡箱中取出加入氧化钒前驱体搅拌均匀后，放入恒温振荡箱中继续震荡至复合凝胶形成，得到掺钒溶胶凝胶浆料，即氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料；
S2，镀膜：
步骤S1.4得到的氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料镀膜方法包括丝网印刷法和提拉法；
所述的稀土类硝酸盐包括硝酸铈、硝酸钐、硝酸钇、硝酸镧；所述的络合剂为一水合柠檬酸，物质的量n1稀土金属离子/n2一水合柠檬酸为10~11:1，物质的量n3Fe3+/n4一水合柠檬酸为10~11:1；所述的分散剂包括丙二醇、乙二醇，质量m1一水合柠檬酸/m2分散剂为7~8:1；
所述的油浴锅和水浴锅的温度为80~100℃，所述的搅拌速率为70~100r/min；
所述的稀土氧化物溶胶和铁氧体溶胶按照稀土元素与铁元素的摩尔比1~1.2:0.8~1计算二者加入量；
所述的氧化钒前驱体包括硫酸氧钒，稀土氧化物溶胶和氧化钒前驱体的质量比为X1:X2，且0＜X1≤1，5≤X2≤6。
2.根据权利要求1所述的一种氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜制备工艺，其特征在于，所述的镀膜操作步骤分别如下：
S2.1，丝网印刷法：
S2.1.1，将步骤S1.4所得氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料置于丝网印刷机表面，将金属基体置于丝网印刷机底面，进行印刷镀膜，丝网印刷浆料与基体质量比为1:1，印刷次数为3次，印刷浸渍时间为10~15min；
S2.1.2，将步骤S2.1.1所得镀膜后基体放入马弗炉中，80~120℃进行恒温热扩散，然后煅烧成膜，升温速率5~10℃/min，煅烧温度700~750℃，煅烧时间2~3h，再退火，退火速率10~15℃/min，退火至300~400℃，保温2~3h，最后在空气中自然冷却；
S2.2，提拉法：
S2.2.1，将基体垂直悬置于提拉机上，用步骤S1.4氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料进行提拉镀膜，浆料与基体质量比为1:3，提拉次数为5次，提拉浸渍时间30~40min；
S2.2.2，将S2.2.1中所得镀膜基体放入马弗炉中，70~100℃进行恒温热扩散，然后煅烧成膜，煅烧升温速率5~10℃/min，煅烧温度600~650℃，煅烧时间2~3h，再退火，退火速率10~15℃/min，退火至200~300℃，保温2~3h，最后在空气中自然冷却。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115475745B (zh) * 2022-10-26 2023-10-20 鞍钢集团北京研究院有限公司 一种氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料制备工艺及镀膜方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60170213A (ja) * 1984-02-15 1985-09-03 Yoshifumi Sakurai 磁性薄膜およびその製法
CN101206945A (zh) * 2007-11-20 2008-06-25 福建师范大学 一种具有成分梯度的多组分高频铁磁薄膜材料的制备方法
CN101320617A (zh) * 2007-06-08 2008-12-10 财团法人工业技术研究院 软磁薄膜电感器及磁性多元合金薄膜
CN104923242A (zh) * 2015-06-08 2015-09-23 太原理工大学 磁性稀土钡铁氧体纳米净化催化剂及其制备方法与应用
WO2017211144A1 (zh) * 2016-06-06 2017-12-14 电子科技大学 二氧化钒薄膜生长方法
CN108585054A (zh) * 2018-05-15 2018-09-28 中国科学院合肥物质科学研究院 一种VO2(M)-CoFe2O4复合材料及其制备方法
CN109126810A (zh) * 2018-08-15 2019-01-04 四川省有色冶金研究院有限公司 一种沸石负载Bi1-xRxVO4-Fe3O4磁性纳米光催化剂及其制备方法
CN109553408A (zh) * 2018-12-31 2019-04-02 天长市中德电子有限公司 一种稀土掺杂锰锌铁氧体材料的制备方法
JP2019212735A (ja) * 2018-06-04 2019-12-12 株式会社豊田中央研究所 磁性体膜及びその製造方法
CN110911085A (zh) * 2019-08-22 2020-03-24 钢铁研究总院 具有斯格明子结构的低矫顽力的稀土-Fe-B复合薄膜及制备方法
CN113327736A (zh) * 2021-05-17 2021-08-31 湖北微硕电子科技有限公司 一种宽频、五高性能的软磁铁氧体材料及其制备方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4534305B2 (ja) * 2000-05-19 2010-09-01 Ｔｄｋ株式会社 導電性フィルムの製造方法
US7332101B2 (en) * 2004-06-25 2008-02-19 Massachusetts Institute Of Technology Permanently linked, rigid, magnetic chains
US20090297626A1 (en) * 2006-11-03 2009-12-03 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Methods for preparing metal oxides
US20100135937A1 (en) * 2007-03-26 2010-06-03 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Metal oxide nanocrystals: preparation and uses
CN101367647B (zh) * 2008-09-19 2011-12-14 西北工业大学 镧掺杂纳米钡铁氧体薄膜及其制备方法
US9196760B2 (en) * 2011-04-08 2015-11-24 Ut-Battelle, Llc Methods for producing complex films, and films produced thereby
CN108395742B (zh) * 2018-05-12 2020-08-11 浙江大学 一种孔径呈正态分布的闭孔型金属防腐涂层、其制备方法和用途
CN115475745B (zh) * 2022-10-26 2023-10-20 鞍钢集团北京研究院有限公司 一种氧化钒稀土双掺杂铁氧体磁性复合薄膜浆料制备工艺及镀膜方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60170213A (ja) * 1984-02-15 1985-09-03 Yoshifumi Sakurai 磁性薄膜およびその製法
CN101320617A (zh) * 2007-06-08 2008-12-10 财团法人工业技术研究院 软磁薄膜电感器及磁性多元合金薄膜
CN101206945A (zh) * 2007-11-20 2008-06-25 福建师范大学 一种具有成分梯度的多组分高频铁磁薄膜材料的制备方法
CN104923242A (zh) * 2015-06-08 2015-09-23 太原理工大学 磁性稀土钡铁氧体纳米净化催化剂及其制备方法与应用
WO2017211144A1 (zh) * 2016-06-06 2017-12-14 电子科技大学 二氧化钒薄膜生长方法
CN108585054A (zh) * 2018-05-15 2018-09-28 中国科学院合肥物质科学研究院 一种VO2(M)-CoFe2O4复合材料及其制备方法
JP2019212735A (ja) * 2018-06-04 2019-12-12 株式会社豊田中央研究所 磁性体膜及びその製造方法
CN109126810A (zh) * 2018-08-15 2019-01-04 四川省有色冶金研究院有限公司 一种沸石负载Bi1-xRxVO4-Fe3O4磁性纳米光催化剂及其制备方法
CN109553408A (zh) * 2018-12-31 2019-04-02 天长市中德电子有限公司 一种稀土掺杂锰锌铁氧体材料的制备方法
CN110911085A (zh) * 2019-08-22 2020-03-24 钢铁研究总院 具有斯格明子结构的低矫顽力的稀土-Fe-B复合薄膜及制备方法
CN113327736A (zh) * 2021-05-17 2021-08-31 湖北微硕电子科技有限公司 一种宽频、五高性能的软磁铁氧体材料及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Mn-Zn铁氧体掺杂与结构-性能的研究进展;丁川;殷文慧;曹亮亮;曾燕伟;;电子元件与材料;第31卷(第12期);第81-86页 *
YIG薄膜制备方法研究;梁军;材料导报;第17卷(第1期);第21-26页 *
低温烧结制备钇铁氧体(YIG)及其性能的研究;李翔;黎俊初;杨刚;;热加工工艺;第36卷(第10期);第42-47页 *
缺铁量对YCaZrVIG铁氧体性能的影响;黄银寅;杨建;金宇龙;丘泰;;磁性材料及器件(第02期);第49-51、67页 *

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