[发明专利]添加纳米成分的永磁铁氧体材料及其烧结磁体和磁性粉末

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁性材料，更具体的说，本发明涉及一种添加纳米成分的永磁铁氧体材料，同时本发明还涉及一种所述材料制备的烧结磁体和磁性粉末。

背景技术

铁氧体磁性材料是与金属磁性材料并驾齐驱的重要磁性材料，有力地推动了汽车、民用电器、无线电电子、通信、微波电子以及信息存储与处理等科学技术的迅速发展。自六十年代以来，全球磁性材料特别是永磁材料的产值10年翻了一番。当前世界磁性材料的销售额超过100亿美元，居电子材料行业之首。随着西方发达国家生产成本的增加，其国内磁性材料产品大量从劳动力便宜的、有资源优势的第三世界国家进口，拉动了第三世界国家，特别是中国和东南亚等国家的磁性材料工业的快速发展。近十年来，国际、国内铁氧体磁性材料产销量的年增长率分别为10％和20％以上。随着美、日、欧、港台等发达国家和地区的磁性材料工业及电机、变压器、电声、电感等配套器件行业投资及生产向中国大陆转移速度的加快，中国将发展成为全球最大的磁性材料生产基地和销售、配套市场。当前，高性能永磁铁氧体和软磁铁氧体磁性材料是国家优先扶持与支持重点发展的产业，是加入世贸组织后受惠产业之一。据业内专家分析，2005年国内永磁铁氧体市场将达到21万吨左右，软磁铁氧体市场将达到9万吨左右，稀土烧结永磁体0.8～1万吨，稀土粘结永磁1万吨，而非晶态软磁合金达0.2～0.3万吨。预计到2010年全球对磁性材料的需求量将比目前翻一番。永磁铁氧体材料对发展中国汽车、摩托车、电子信息等国民经济支柱产业及出口创汇具有重大意义，因此，磁性材料发展前景十分广阔：现有的铁氧体材料主成分及添加剂均采用微米级成分进行混合后烧结形成烧结磁体或磁性粉末，添加剂在烧结过程中大部分成分都固溶在晶界上，只有微量成分进入晶粒内，这样这些微量成分在铁氧体晶界与晶粒内的分布不均匀，如果想制备具有较高磁性能的铁氧体，那么需要该微量元素较多，由于这些微量元素属于贵重的稀有金属氧化物，如果想得到具有高磁性能的铁氧体，则必然要增加了微量元素的用量，从而增加了铁氧体的成本；另外由于添加元素在晶体内外分布不均匀，会导致铁氧体杂相的产生，而影响到磁特性。

发明内容

本发明主要是解决现有技术的铁氧体由于添加微米级成分所存在的大部分微米级成分在烧结时固溶在晶界上从而导致离子分布不均匀，如果达到较高的磁性能需要添加大量微米级成分的缺点提供一种添加纳米成分的永磁铁氧体材料及其烧结磁体和磁性粉末，该永磁铁氧体材料采用纳米级成分替代微米级成分，该纳米级成分在铁氧体的晶界和晶粒内的分布较均匀，添加少量的纳米级成分就可以达到很高的磁性能，此外本发明还提供由上述永磁铁氧体材料制备的烧结磁体和磁性粉末。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种添加纳米成分的永磁铁氧体材料，该铁氧体材料通过包括含有A、B、R和Fe元素的成分组成；

其中A代表Sr、Ba、Ca、Pb中的一种或两种元素；

B代表选自稀土元素和Bi中的至少一种元素；

R代表Co、Mn、Zn、Ge、As中的至少一种元素，其特征在于含有元素B、R的成分是以纳米级氧化物颗粒进行添加。

采用纳米材料作为添加物，由于其颗粒尺寸比微米颗粒细一千倍左右，比表面积很大，粒子的表面原子所处的晶体场环境及结合能与内部原子有所不同，键态严重失配，出现许多活性中心，吸附性大大提高，具有很高的表面活性和固相反应活性。当B和R以纳米级氧化物颗粒进行添加时，B离子和R离子在晶界与晶粒内分布较均匀，晶界含量略高于晶粒内的含量。所以铁氧体材料的磁性能得到大大提高，在同等条件下，使用量比微米级的B和R元素添加少的多就可以达到相同的磁性能，由于B和R元素是比较贵重的稀有金属氧化物，所以采用纳米级材料作为添加物大大减少了这些元素的用量，降低了铁氧体的成本；由于添加元素在永磁铁氧体晶体内外分布均匀，防止了杂相的产生，而提高了永磁铁氧体的磁特性。

在上述添加纳米成分的永磁铁氧体材料中，该材料添加含有元素B、R的纳米级氧化物颗粒粒径为50～500纳米。作为优选，所述的含有元素B的成分是以纳米级的La₂O₃、Nd₂O₃颗粒中的一种或两种进行添加；粒径为50～500纳米；所述的含有元素R的成分是以纳米级的ZnO、CoO或Co₂O₃颗粒中的一种或多种进行添加；粒径为50～500纳米。