[发明专利]一种钙永磁铁氧体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钙永磁铁氧体及其制造方法，涉及永磁铁氧体领域，特别是与烧结永磁铁氧体有关。

背景技术

铁氧体按照其特性和用途，一般分为永磁、软磁、矩磁、旋磁和压磁铁氧体等五类，其中，高性能永磁铁氧体，因其具有较高的剩余磁感应强度、较强的抗退磁性能以及制造成本低廉等优势，广泛应用于电子、信息、摩托车、汽车、电动工具等行业。大量使用的铁氧体材料，是具有M型磁铅石结构的Sr铁氧体(SrFe₁₂O₁₉)和Ba铁氧体(BaFe₁₂O₁₉)，这些铁氧体是以氧化铁和Sr或Ba的碳酸盐为原料，用粉末冶金法制造而成，首先，将氧化铁、碳酸锶或碳酸钡等原料进行混合，通过预烧，发生初步的固相反应，得到预烧料块(或料球)，将其粗破碎，然后以水为介质，将其细粉碎到平均粒径为0.5～0.7μm的颗粒。在细粉碎过程中，常常加入可以控制产品晶粒生长、提高产品致密度从而改善材料磁性能的添加剂，如SiO₂，SrCO₃，CaCO₃，H₃BO₃，Al₂O₃，Cr₂O₃等添加剂，然后，将磨好的料浆在磁场中成型，将所得的坯体烧结、磨成规定的形状，制成永磁铁氧体磁体。

永磁铁氧体磁体的最终磁性能，一般是由剩磁Br，内禀矫顽力H_CJ来衡量。近年来，汽车电机的小型化、轻量化、电气设备用电机的高效率化，要求永磁铁氧体保持高剩磁Br的同时，具有更强的抗退磁能力，即材料的内禀矫顽力H_CJ要求高。

当材料的磁性能达到一定程度后，很难进一步提高。如果要进一步提高，通常的做法是将料浆进一步磨细，而实际上，如果在经湿式微粉碎而得到的料浆，其微粒平均粒径若低于0.7μm，料浆在磁场中成型时，排水的时间会明显增加，成型效率大大下降，这将导致磁铅石型烧结永磁铁氧体磁体的制造成本增加；如采用平均粒径为0.7μm以上的料浆在磁场中成型，则成型效率将明显提高，但本领域公知的，永磁铁氧体的磁性能会随料浆的平均粒度的增加而降低。

已知的以La³⁺，Co²⁺等离子部分置换Sr-Fe的配方技术，大幅度地提高了永磁铁氧体材料的磁性能，如中国申请专利CN200510006196.6，CN00801815.4，但因加入了较多的Co等贵重金属元素，其生产成本较高，因此，近年来，人们对钙或钙镧永磁铁氧体展开了研究。

H.Yamamoto et al.IEEE Trans Maga MAG-15(1979)的学术论文中，提到一种Ca-La永磁铁氧体，其化学组成为(CaO·Fe₂O₃)_100-X(La₂O₃)_X，当X＝2～3时，发现了该化合物中存在M型磁铅石结构，当X＝3时，材料的磁性能取得最佳值，其最佳值为：Br＝4100Gs，H_CB＝2050Oe，H_CJ＝2100Oe，其磁性能较低。

赵福建在《贵州大学学报》.1997.14(2)：97-100发表的学术论文《M型锶钙铁氧体的研究》中提到了Ca²⁺在M型锶钙六角铁氧体(Ca_XSr_(1-X)Fe₁₂O₁₉)中的最大固溶量X_m≈0.5，在固溶范围内，Ca²⁺部分置换Sr²⁺后，对M型Sr铁氧体的基本磁学参数没有明显的影响。

专利申请号为CN200810061850.7的中国专利提到了一种钙永磁铁氧体材料，其分子式为CaO_(0.5～0.9)SrO_(0.5～0.1).(5.5～6.5)Fe₂O₃，作为其优选，添加了0.3～3％的La₂O₃，但所获得磁体的磁性能较低，其典型值为：Br＝3910Gs(391mT)，H_CB＝2764 Oe(220kA/m)，H_CJ＝2890 Oe(230kA/m)。