[发明专利]一种制备非稀土高磁性永磁铁氧体材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备永磁铁氧体材料的方法，特别是涉及一种不采用稀土元素取代制备磁铅石结构的永磁铁氧体材料的方法。

 

背景技术

铁氧体永磁材料是以Fe₂O₃为主要组元的复合氧化物永磁材料。

非稀土取代制备的永磁铁氧体也称为M型六角晶系铁氧体。一般M型六角晶系铁氧体可以表示为：

MO·nFe₂O₃

式中M为Ba、Sr、Pb等，n为摩尔比，且n值满足5.5≤n≤6.5。

      具有实用价值的永磁铁氧体是六角对称的磁铅石型铁氧体。每个磁铅石型铁氧体晶胞含有两个锶铁氧体分子。锶铁氧体的晶体结构可以简单地认为是由含有锶离子的“R块”和尖晶石结构的“S块”堆砌而成。

由于M型永磁铁氧体不含有Ni、Co以及稀土等高价格金属元素，因此价格较低。M型永磁铁氧体剩磁适中，化学稳定性好，相对质量较低，性价比高于其他永磁材料，在市场上已占主导地位。永磁铁氧体材料作为磁性材料的一个重要组成部分，在家电、计算机、汽车、通信等行业发挥着重要的作用。

一般对铁氧体材料来说，居里温度在400℃以上。Hcb称为材料矫顽力，也称之为外禀性能，与材料制备工艺，形状等有关。永磁材料磁性能，主要由内禀特性决定，通常我们更关心下列三个参数：

      Br = σs??ρ ??f ＝Ms??f                              

      Hcj = (K1/Ms) ??fc                                

      (BH)max = Wmax= 1/2(BdHd)max

                 = 1/2(Br/μ0) ??1/2Br=1/4??Br2/(μ0)            

式中Ms为饱和磁化强度，ρ为密度，f为取向度，K1为磁晶各向异性常数，fc为单畴颗粒的存在，其中μ0＝4π×10-7(H/m)，Br为剩余磁感应强度，Hcj为內禀矫顽力, (BH)max为最大磁能积。

目前永磁铁氧体材料在不采用稀土取代制备时，无法在剩余磁感应强度Br≥400mT时同时达到內禀矫顽力Hcj≥318.3kA/m。

 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在不采用稀土取代的工艺条件下，制备一种与现有工艺得到的永磁铁氧体材料相比，同时具有高剩余磁感应强度Br和內禀矫顽力Hcj的永磁铁氧体材料。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种制备非稀土高磁性永磁铁氧体材料的新工艺，包括如下步骤：

    混料工序：将预烧料混合后用湿式球磨机进行1~10小时的混合、破碎处理，料浆烘干后比表面积为1~10m²/g；

    其中预烧料包括主、副成分和助磨剂，主成分为Fe₂O₃和SrCO₃，摩尔比为5.95~6.2，换算得知Fe₂O₃：80.7wt%~87.0wt%，SrCO₃：12.1wt%~13.3wt%；副成分为CaCO3：0.1wt%~1.5wt%；SiO₂:0.2wt%~1.0wt%；Al₂O₃：0wt%~3.0wt%。

    预烧工序：将混料工序所得混合物在空气中进行预烧，预烧温度为1150~1350℃，保温时间小于6小时，获得一次预烧物；将所得一次预烧物进行二次煅烧，温度为1150~1350℃，保温时间小于6小时，获得二次煅烧物；

    粗碎工序：将上述二次煅烧物利用粉碎机粉碎，同时进行粒级筛分，要求过80~200目筛，粒度达到1~6μm；

    细磨工序：将粗碎工序所得粉料用球磨机进行细磨，分散介质为水，粉碎粒径为0.2~1.0μm，比表面积为7~12m²/g；