專利名稱：一種燒結(jié)永磁鐵氧體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燒結(jié)永磁鐵氧體及其制造方法，屬于磁性復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
燒結(jié)永磁鐵氧體由于具有較高的磁性能、耐腐蝕性以及較低廉的價(jià)格，故廣泛應(yīng)用于汽車及家電行業(yè)。目前燒結(jié)永磁鐵氧體多采用磁鉛石型(M型)的鍶鐵氧體或鋇鐵氧體來(lái)燒制磁體。表征磁體磁性能的參數(shù)主要有兩個(gè)，即剩余磁通密度(Br)和內(nèi)稟矯頑力(Hcj)0磁體的Br是正比于磁體的密度、磁體的取向度及由晶體結(jié)構(gòu)決定的飽和磁化強(qiáng)度。以鍶鐵氧體為例，其飽和磁化強(qiáng)度的理論值約為465mT，但由于密度和取向度的限制，使 得傳統(tǒng)鍶鐵氧體的Br至多為446mT，在已有技術(shù)中實(shí)現(xiàn)Br大于450mT基本上不可能。磁體的He j與各向異性場(chǎng)(HA=2K I /1 s )乘以單疇晶粒分?jǐn)?shù)(f c )的乘積(HA X f c )成正比。Kl是由晶體結(jié)構(gòu)決定的磁晶各向異性常數(shù)。M型鋇鐵氧體具有的Kl = 3. 3X106erg/cm3，M型鍶鐵氧體具有的Kl = 3. 5 X 106erg/cm3。傳統(tǒng)技術(shù)中M型鍶鐵氧體具有最大的K1，難以實(shí)現(xiàn)Kl的進(jìn)一步改善。因此要提高磁體的Hcj，就要使磁體中的單疇晶粒盡可能的多，這是因?yàn)殍F氧體晶粒為單疇時(shí)，可實(shí)現(xiàn)最大的內(nèi)秉矯頑力Hcj。以鍶鐵氧體為例，其單疇臨界尺寸約為I μ m,因此要想獲得更大的矯頑力，就必須將燒結(jié)磁體的晶粒尺寸控制I μ m以內(nèi)。考慮到燒結(jié)階段中晶粒的生長(zhǎng)，模壓成型階段的顆粒尺寸應(yīng)控制在O. 5μπι以內(nèi)。但是這種尺寸的顆粒容易造成生產(chǎn)效率的降低，且磁體容易開(kāi)裂。在現(xiàn)有的磁體制造工藝中，為了獲得優(yōu)異的磁性能，要求成型用料漿的顆粒平均粒度低于O. 7微米，這就導(dǎo)致料漿在成型過(guò)程中，排水時(shí)間延長(zhǎng)，成型效率大幅下降，從而導(dǎo)致燒結(jié)鐵氧體磁體的制造成本增加。如平均粒度大于O. 7微米，成型效率將明顯提高，但磁性能會(huì)隨著平均粒度的增加而降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有的磁體制造技術(shù)中存在的成型效率較低、磁性能較低的問(wèn)題，進(jìn)而提供了一種燒結(jié)永磁鐵氧體及其制造方法。為此，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案一種燒結(jié)永磁鐵氧體，所述燒結(jié)永磁鐵氧體以六角形鐵氧體為主相，并包含元素A、R、M、Ti和Fe，并具有以下特征的分子式(I — x)AO (x/2) R2O3 (n-z-y/2) Fe203zM203yTi02 ；相應(yīng)的元素A表示Sr或Ba中的至少一種元素；元素R表示在選自稀土元素和Y中的至少一種元素，并且必須包含元素La ;元素M表示Co、Mn或Zn中的至少一種元素，并且必須包含元素Co ;X、y、z分別表示各金屬氧化物的摩爾數(shù)，η表示摩爾比，其中，O. 04 彡 X 彡 O. 5,0. 04 彡 ζ 彡 O. 4,0. 005 彡 y 彡 O. 15,5. 5 彡 η 彡 6. O。一種燒結(jié)永磁鐵氧體的制造方法，包括
按照組成式(I— x)A0(x/2)R2O3(n-z_y/2)Fe203zM203yTi0；^#稱取的原材料通過(guò)混合獲得平均粒度小于I. O微米的混合物；在1160°C 1260°C的條件下對(duì)所述混合物進(jìn)行一次燒結(jié)，獲得所述混合物的粉末；按預(yù)定的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)在所述混合物的粉末中加入分散劑，并通過(guò)研磨獲得平均粒度為O. 7 O. 9微米的料漿；將所述料漿的含水量調(diào)整至在所述料漿中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為30% 45%，并將所述料漿在磁場(chǎng)中成型，獲得成型體；將所述成型體在100°C 500°C的條件下進(jìn)行熱處理，并在1180°C 1220°C的條件下進(jìn)行二次燒結(jié)，保溫預(yù)定時(shí)間后獲得所述燒結(jié)永磁鐵氧體。 本發(fā)明提供了一種在磁場(chǎng)中成型時(shí)成型效率高，在燒結(jié)時(shí)產(chǎn)品不容易開(kāi)裂，磁性能優(yōu)異的燒結(jié)鐵氧體及其制造方法。


圖I為本發(fā)明通過(guò)實(shí)施例4提供的技術(shù)方案獲得燒結(jié)體的磁性能示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供了一種燒結(jié)永磁鐵氧體，所述燒結(jié)永磁鐵氧體以六角形鐵氧體為主相，并包含元素A、R、M、Ti和Fe，并具有以下特征的分子式(I — x)AO (x/2) R2O3 (n-z-y/2) Fe203zM203yTi02 ；相應(yīng)的元素A表示Sr或Ba中的至少一種元素；元素R表示在選自稀土元素和Y中的至少一種元素，并且必須包含元素La ;元素M表示Co、Mn或Zn中的至少一種元素，并且必須包含元素Co ;X、y、z分別表示各金屬氧化物的摩爾數(shù)，η表示摩爾比，其中，O. 04 彡 X 彡 O. 5,0. 04 彡 ζ 彡 O. 4,0. 005 彡 y 彡 O. 15,5. 5 彡 η 彡 6. O。通過(guò)在燒結(jié)永磁鐵氧體中加入適量的Ti4+，使元素Ti可以在預(yù)燒過(guò)程中進(jìn)入鐵氧體晶格中，從而改善燒結(jié)鐵氧體粉末及磁體的微觀形貌，并能有效抑制晶粒的生長(zhǎng)，減少氣孔，從而明顯的改善了材料的磁性能。本發(fā)明的具體實(shí)施方式
還提供了一種燒結(jié)永磁鐵氧體的制造方法，包括按照組成式(I— x)A0(x/2)R203(n-z_y/2)Fe203zM203yTi02將稱取的原材料通過(guò)混合獲得平均粒度小于I. O微米的混合物；在1160°C 1260°C的條件下對(duì)所述混合物進(jìn)行一次燒結(jié)，獲得所述混合物的粉末；按預(yù)定的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)在所述混合物的粉末中加入分散劑，并通過(guò)研磨獲得平均粒度為O. 7 O. 9微米的料漿；將所述料漿的含水量調(diào)整至在所述料漿中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為30 % 45%，并將所述料漿在磁場(chǎng)中成型，獲得成型體；將所述成型體在100°C 500°C的條件下進(jìn)行熱處理，并在1180°C 1220°C的條件下進(jìn)行二次燒結(jié)，保溫預(yù)定時(shí)間后獲得所述燒結(jié)永磁鐵氧體。優(yōu)選的，相應(yīng)的分散劑可以為占所述原材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 4 I. 5%的聚羧酸鹽。雖然采用傳統(tǒng)的分散劑(如葡萄糖酸鈣)也能提高一定量的磁體性能，但是采用聚羧酸鹽作為分散劑在一次燒結(jié)后加入，不僅能夠提高取向度，還能細(xì)化晶粒、提高矯頑力，與傳統(tǒng)的分散劑相比進(jìn)一步提高了磁性能。下面通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的技術(shù)方案作詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例I采用如下原材料Fe2O3粉末(純度≥99.3%，含有Mn等雜質(zhì)，平均粒度≤0.7μπι，)，添加量為84. 5wt% ；SrCO3粉末(純度≥98. O %，含有Ba、Ca等雜質(zhì)，平均粒度≤2 μ m)，添加量為10. 9wt% ；La2O3粉末(純度≥99.9%，平均粒度≤2 μ m)，添加量為3. 0wt% ；Co2O3粉末(純度≥99. 0%，平均粒度≤2 μ m)，添加量為I. 5wt% ；TiO2粉末(純度≥99. 0%，平均粒度≤I μ m)，添加量為O. Iwt% ；將上述質(zhì)量百分比稱取各組分原材料，并加入若干種添加劑，采用干法方式混合，隨后進(jìn)行造粒，并在空氣中于1200°C進(jìn)行一次燒結(jié)，保溫2小時(shí)，獲得預(yù)燒料，其晶粒尺寸控制在I 2μπι，晶粒尺寸大小均勻，氣孔少。該預(yù)燒料鐵氧體具有的主相為O. 8SrOO. lLa2035. 765Fe2030. ICo2O3O. OlTiO2將所得預(yù)燒料在干式振動(dòng)球磨機(jī)中進(jìn)行20分鐘的粗粉碎，粉碎后的料粉平均粒度為3. O μ m，稱取上述粉料300g,添加I. 4wt %的CaCO3,0. 6wt %的SiO2,不添加分散劑，500ml去離子水，在濕式球磨中連續(xù)研磨12小時(shí)，粉碎后的料漿顆粒的平均粒度為O. 8 μ m。將料漿的含水量調(diào)整至40wt %，然后在磁場(chǎng)中壓制成型，磁場(chǎng)強(qiáng)度為80000e，壓強(qiáng)為5MPa,所得壓還為直徑35. 2mm,高度15mm的圓柱體。在100 50(TC對(duì)壓坯進(jìn)行熱處理，將有機(jī)分散劑分解掉，然后在空氣中燒結(jié)，升溫速率為IOCTC /小時(shí)，然后在1210保溫2小時(shí)，獲得燒結(jié)體，對(duì)其上下表面進(jìn)行磨加工后，測(cè)量磁性能。對(duì)比實(shí)施例1，如果原材料中不添加TiO2,獲得預(yù)燒料的晶粒尺寸只能達(dá)到在2 4 μ m，晶粒尺寸大小不一，氣孔多。該預(yù)燒料鐵氧體具有的主相為O. 8SrOO. lLa2035. 77Fe2030. ICo2O3其余與實(shí)施例I相同。實(shí)施例I與對(duì)比實(shí)施例I的磁性能比較如下表所示
權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)永磁鐵氧體，其特征在于，所述燒結(jié)永磁鐵氧體以六角形鐵氧體為主相，并包含元素A、R、M、Ti和Fe，并具有以下特征的分子式(I — x) AO (x/2) R2O3 (n-z-y/2) Fe203zM203yTi02 ； 相應(yīng)的元素A表示Sr或Ba中的至少一種元素；元素R表示在選自稀土元素和Y中的至少一種元素，并且必須包含元素La ;元素M表示Co、Mn或Zn中的至少一種元素,并且必須包含元素Co ;x、y、z分別表示各金屬氧化物的摩爾數(shù)，η表示摩爾比，其中，O. 04≤χ≤O. 5、O.04 ≤ ζ ≤ O. 4,0. 005 ≤ y ≤ O. 15,5. 5≤ η≤ 6. O。
2.一種如權(quán)利要求I所述的燒結(jié)永磁鐵氧體的制造方法，其特征在于，包括 按照組成式(I - X) AO (x/2) R2O3 (n-z-y/2) Fe203zM203yTi02將稱取的原材料通過(guò)混合獲得平均粒度小于I. O微米的混合物； 在1160°C 1260°C的條件下對(duì)所述混合物進(jìn)行一次燒結(jié)，獲得所述混合物的粉末； 按預(yù)定的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)在所述混合物的粉末中加入分散劑，并通過(guò)研磨獲得平均粒度為O.7 O. 9微米的料漿； 將所述料漿的含水量調(diào)整至在所述料漿中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為30% 45%，并將所述料漿在磁場(chǎng)中成型，獲得成型體； 將所述成型體在100°C 500°C的條件下進(jìn)行熱處理，并在1180°C 1220°C的條件下進(jìn)行二次燒結(jié)，保溫預(yù)定時(shí)間后獲得所述燒結(jié)永磁鐵氧體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述分散劑為占所述原材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 4 I. 5%的聚羧酸鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的制造方法，其特征在于，所述原材料包含F(xiàn)e203、SrCO3,La203、Co2O3和TiO2，所述Fe2O3在所述原材料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為84. 5%，所述SrCO3在所述原材料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10.9%，所述La2O3在所述原材料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3.0%，所述Co2O3在所述原材料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1.5%，所述TiO2在所述原材料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O.1%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于，在所述混合物的粉末中加入占所述混合物的粉末的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為I. 4%的CaC03、0. 6%的SiO2和I. 5%的聚羧酸鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的制造方法，其特征在于，所述原材料包含F(xiàn)e203、SrCO3>La2O3和Co3O4,所述Fe2O3在所述原材料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為83.8%，所述SrCO3在所述原材料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為9. 5%，所述La2O3在所述原材料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為4. 5%，所述Co3O4在所述原材料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2. 2%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造方法，其特征在于，在所述混合物的粉末中加入占所述混合物的粉末的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為I. 4%的CaC03、0. 6%的SiO2和I. 5%的聚羧酸鹽。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的制造方法，其特征在于，所述原材料包含F(xiàn)e203、SrCO3>La203、Co3O4和TiO2，所述Fe2O3在所述原材料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為84. 5%，所述SrCO3在所述原材料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10.9%，所述La2O3在所述原材料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3.0%，所述Co3O4在所述原材料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1.5%，所述TiO2在所述原材料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O.05 O. 2%。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于，在所述混合物的粉末中加入占所述混合物的粉末的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為I. 4%的CaC03、0. 6%的SiO2和I. 5%的聚羧酸鹽。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種燒結(jié)永磁鐵氧體及其制造方法，包括按照組成式(1－x)AO(x/2)R2O3(n-z-y/2)Fe2O3zM2O3yTiO2將稱取的原材料通過(guò)混合獲得平均粒度小于1.0微米的混合物；在1160℃～1260℃的條件下對(duì)所述混合物進(jìn)行一次燒結(jié)，獲得所述混合物的粉末；按預(yù)定的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)在所述混合物的粉末中加入分散劑，并通過(guò)研磨獲得平均粒度為0.7～0.9微米的料漿；將所述料漿的含水量調(diào)整至在所述料漿中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為30％～45％，并將所述料漿在磁場(chǎng)中成型，獲得成型體；將所述成型體在100℃～500℃的條件下進(jìn)行熱處理，并在1180℃～1220℃的條件下進(jìn)行二次燒結(jié)，保溫預(yù)定時(shí)間后獲得所述燒結(jié)永磁鐵氧體。本發(fā)明提供了一種在磁場(chǎng)中成型時(shí)成型效率高，在燒結(jié)時(shí)產(chǎn)品不容易開(kāi)裂，磁性能優(yōu)異的燒結(jié)鐵氧體及其制造方法。
文檔編號(hào)C04B35/622GK102898127SQ201210397740
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者劉輝, 呂寶順, 徐文生, 謝光環(huán), 連江濱, 王倩, 姬軍 申請(qǐng)人:北礦磁材科技股份有限公司