宜职院铁氧体生产工艺技术课件03盐类分解法和共沉淀法制备铁氧体粉料

盐类分解法和共沉淀法制备

铁氧体粉料

《铁氧体生产工艺技术》教学目标：了解用盐类分解法和共沉淀法制备铁氧体粉料的工艺过程，以及与氧化物法的比较。职业技能教学点：一、

盐类分解法制备铁氧体粉料工艺过程；二、

化学共沉淀法制备铁氧体粉料工艺过程：1、中和法；2、氧化法；3、混合法。教学设计：复习——讲授——小结——作业布置教学手段：课堂讲授，

《铁氧体生产工艺技术》复习上次课重点：一、干压成型；二、对粘合剂的要求：三、干压成型粒料制备有两种方式：四、常用的成型方法五、烧结的升温，保温，降温三个阶段《铁氧体生产工艺技术》§1、5盐类分解法常温下极不易稳定的（如MnO，CaO，Li2O，BaO等）、或者活性不好（如惰性Al2O3）的氧化物原料，常采用相应的碳酸盐（如MnCO3，LiCO3，BaCO3）或氢氧化物（如Al（OH）3）替代.

MnCO3→MnO+CO2↑,Li2CO3→Li2O+CO2↑《铁氧体生产工艺技术》刚分解出的氧化物活性好，有利于固相反应的进行。

针对氧化物活性较差的特点，为了增进原料的活性，可采用锰锌铁等金属的硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐或草酸盐作为原料，将它们按比例混合加热分解，分解时得到活性较大的氧化物，同时部分的铁氧体化。

BaCO3→BaO+CO2↑，2Al（OH）3→Al2O3+3H2O《铁氧体生产工艺技术》将盐类分解法与喷雾技术相结合而发展起来的喷雾热解法现已广泛应用于软磁铁氧体，六角晶系等材料的制备中。§1.6化学共沉淀法将铁及其它金属的盐（SO42—或Cl—）按比例配好，在溶液状态中均匀混合，再用强碱如NaOH，NH4OH或（NH4）2C2O4，（NH4）2CO3等盐类作沉淀剂，将所需的多种金属离子共沉淀下来化学共沉淀法制备铁氧体粉料，是高质量铁氧体的重要工艺。《铁氧体生产工艺技术》沉淀剂的选择十分重要，早期采用NaOH作沉淀剂，但由于所得沉淀呈胶体状，Na+很难洗涤干净，残留的Na+对磁性影响很大，导致密度，磁导率急剧下降，《铁氧体生产工艺技术》沉淀剂的选择十分重要，目前大多采用胺盐，例如NH4OH，（NH4）2CO3等，如仅用NH4OH，由于生成易溶于水的络合物，如[ZN（NH3）4]2+，以至Ni2+，Zn3+均难完全沉淀，采用（NH4）2C2O4沉淀效果好，但价格较贵。《铁氧体生产工艺技术》为改善成型压制特性，可将共沉淀粉料置于8000C或以上温度下进行预烧。氧化法是将配好的二价金属离子水溶液（SO42—）加入强碱（NaOH）,保持PH为一定值，即形成悬浮液，然后将溶液加温，同时通入空气进行氧化，

《铁氧体生产工艺技术》混合法是将金属离子硫酸盐或卤化物通过溶液反应转化为草酸盐或碳酸盐沉淀，然后在氧气氛中高温煅烧，以获得铁氧体粉料的方法。

《铁氧体生产工艺技术》化学共沉淀工艺中的核心问题溶液中各种离子能共同沉淀下来，以至残留在溶液中的离子浓度很低（＜10-5M），这就要求阳离子的溶度积Hap尽可能小，同时结合理论计算和实验相结合，选择适宜的PH值条件。《铁氧体生产工艺技术》化学共沉淀法优点原料在离子状态下进行混合，比机械混合法更均匀，并减少掺杂的机会，精确控制计算成分较易，颗粒度可根据反应条件进行控制，粒度分布较窄，化学活性好，因而可以在较低的烧结温度下进行充分的固相反应，得到较佳的显微结构。

《铁氧体生产工艺技术》化学共沉淀法缺点是常呈现分层沉淀，以致沉淀物的组成常偏离原始配方，尤其当配方中含有少量掺杂元素时，要达到这些离子的沉淀与均匀分布尚有困难，从经济上考虑成本较氧化物工艺高。《铁氧体生产工艺技术》1、盐类分解法的工艺、特点、应用2、化学共沉淀法制备工艺、制得粉料的优缺点课后小结：《铁氧体生产工艺技术》第八讲其它制备铁氧体粉料的方法

教学目标：了解除氧化物法、盐类分解法、共沉淀法以外的其它制备铁氧体粉料的方法。职业技能教学点：1、溶剂蒸发法；2、金属醇盐分解法；3、溶胶凝胶法；4、盐溶合成法。教学设计：复习——讲授——小结——作业布置教学手段：课堂讲授

《铁氧体生产工艺技术》新课教学

§1.7其它制备方法

一、溶剂蒸发法（喷雾法）《铁氧体生产工艺技术》化学共沉淀法存在以下问题：（1）沉淀为胶状物，水洗、过滤困难；（2）沉淀剂（NaOH，KOH）作为杂质易混入最终的粉料而导致性能下降；（3）如果使用能够分解除去的胺盐作沉淀剂，则Cu2+，Ni2+，Zn2+等易形成可溶性络离子而不能完全沉淀；（4）沉淀过程中各种成分的分离；（5）水洗时，部分沉淀的重新溶解。如何解决？《铁氧体生产工艺技术》发展了不同沉淀剂的溶剂蒸发法。在溶剂蒸发中，为了保持蒸发过程中液体的均匀性，要使溶剂分散成小滴，以使成分偏折的体积最小；要急剧蒸发，使液滴内的成分偏析最小。为了满足以上两点，需用喷雾法。采用喷雾法生成的氧化物颗粒一般为球体，流动性好，易于处理。为了解决上述问题，《铁氧体生产工艺技术》法制备氧化物粉末常用的方法1、冰冻干燥法2、喷雾干燥法3、喷雾热分解法《铁氧体生产工艺技术》喷雾干燥法将溶液喷雾至热风中而使之急剧干燥的方法。采用这种方法制得的铁氧体粉末，比用固相反应法制得的粉末具有更微细的结构。如用氧化物溶液进行喷雾、焙烧、热分解，可制得多种铁氧体粉料。喷雾干燥法也广泛应用于造粒，粉末合成法通常是将粉末悬浮在含有第二成分的溶液中，形成料浆，再将这种料浆进行喷雾干燥而使各种成分混合均匀。

《铁氧体生产工艺技术》喷雾干燥塔《铁氧体生产工艺技术》该机工作原理：空气通过滤清器进入加热器，交换成热空气，进入干燥室顶部的热空气分配器，使空气均匀地呈旋转状进入干燥室。料液需经过筛后由高压泵送至设在干燥室中部的喷嘴或离心喷雾头，将料液雾化，使液滴的表面积大大增加，与热空气相遇接触，使水份迅速蒸发，在极短的时间里干燥成为颗粒产品。大部分成品由设在塔底部的出料口收集，废气和微小粉粒经旋风分离器分离，成品由旋风器下端收集桶收集，废气由抽风机排出。《铁氧体生产工艺技术》该机通常可用于固含量30－70％的料液进行喷雾，一次性成为颗粒或粉状产品。本机是采用混流压力形式达到干燥造粒，因此用户可根据自己需要的产品颗粒大小，加以调节喷液量和喷嘴孔径及料液浓度或离心盘转速，使之达到所需的粒度要求。

《铁氧体生产工艺技术》喷雾热分解法将金属盐溶液喷雾至高温气氛中，使溶剂蒸发和金属盐热解同在瞬间发生，用一道工序制得氧化物粉末的方法。该方法也被称为喷雾焙烧法、火焰喷雾法等。喷雾热分解法中，有将溶液喷雾至加热的反应器中和喷雾至高温火焰中两种方法，多数情况下采用可燃性溶剂（一般为乙醇），并将其燃烧热进行回收利用。

《铁氧体生产工艺技术》二、金属醇盐水解法醇盐水解法是研究很活跃的方法，可制得微细，高纯度粉末，金属醇盐是金属与乙醇反应而生成的M—O—C健的有机金属化合物，可以广义式M（OR）n代表之，其中M是金属，R是烷基或丙烯基，M+nROH→M（OR）n+n/2H2，金属醇盐一般可溶于乙醇，用水容易水解成乙醇和构成醇盐的金属元素氧化物、氢氧化物和化合物的沉淀。经氧化后可以生成铁氧体。金属醇盐具有挥发性，容易精制，水解时不需添加其它阳离子或阴离子便可得高纯度的生成物。

《铁氧体生产工艺技术》三、溶胶——凝胶法溶胶--凝胶工艺是发展起来的一种崭新制备方法。《铁氧体生产工艺技术》溶胶-凝胶法的优点（1）工艺过程温度低，材料制备过程易于控制，可以制得一些传统方法难以得到或根本得不到的材料；（2）

制品的均匀性好，尤其是多组分制品，其均匀度可达到分子或原子尺度；（3）

制品的纯度高，采用这种工艺可制备出各种形状的无机材料，其中包括粉体、薄膜、块体、纤维等。《铁氧体生产工艺技术》溶胶——凝胶法制备氧化物陶瓷的一般过程原料物质（金属醇盐或无机盐）→水解→溶胶→缩聚（凝胶化）→凝胶→干燥→干凝胶→烧结→无机材料《铁氧体生产工艺技术》醇盐溶解于有机溶剂中，通过加入蒸馏水等使其水解、聚合，形成溶胶，再采取适当的方法使之形成凝胶，并在真空状态下低温干燥，得疏松的干凝胶，再作高温煅烧处理，即可得纳米级氧化物粉末。金属有机化合物溶胶-凝胶法《铁氧体生产工艺技术》凝胶的结构和性质取决于其后的干燥致密过程，并最终决定材料的性能。各种化学添加剂往往被引入到溶胶-凝胶反应过程中，用以改变水解、偏聚反应速度，改善凝胶结构均匀性，同时也能够控制其干燥行为。应用？《铁氧体生产工艺技术》此法的特点粒度小，制品纯度高，反应过程易控制，尤其是多组分的制品，其均匀度可达分子或原子尺度；烧结温度低，可比传统方法低400～500℃；从同一原料出发，改变工艺过程可获得不同的制品；与共沉淀法相比，该法合成的纳米粉体仅在烧结时才出现团聚，且在不高的温度（700～800℃）晶化完全，相态单一。但此法仍存在原料价格高、干燥时易开裂、有机溶剂有毒等缺陷。《铁氧体生产工艺技术》有人用该法控制温度在973～1323K时合成了平均粒径在13～35nm的NiZnFe2O