[发明专利]一种六方晶系锶铁氧体材料及其制备方法

说明书

技术领域

     本发明涉及一种铁氧体材料及其制备方法，具体的说涉及一种六方晶系锶铁氧体材料及其制备方法。

技术背景

    六方晶系铁氧体是目前应用型铁磁材料与器件中的具有典型代表性、应用广泛的一类材料，它被广泛地用于永磁电机、磁选设备及各类电子器件。由于其价廉，提升或调控其电磁性能以满足不同应用场合的性能要求已是目前研究六角晶型铁氧体材料的热点之一。其中具有M型磁铅石结构的锶铁氧体（SrFe₁₂O₁₉）被广泛应用。目前对于M型锶铁氧体磁体主要着眼于使铁氧体晶粒的粒径接近单畴粒径，使铁氧体晶粒在磁各向异性方向排列以及进行高密度化方面，一直进行高性能化的努力。这种努力的结果是M型锶铁氧体磁体的磁性能已接近其上限，难以期望磁性能得到飞跃性提高。因此进一步开发创新永磁铁氧体，推动磁体磁性能的高性能化，以满足不同应用场合性能要求已成为目前永磁材料研究的重点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能六方晶系锶铁氧体材料及其制备方法，实现较高温度烧结时内禀矫顽力变化小，剩余磁通密度大幅提高。

    为实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

    一种六方晶系锶铁氧体材料，其组成分子结构为Sr_1-xA_x[Fe_12-yM_yV_2.5-y]_zO₁₉,其中，A为La或Pr中一种或两种比例组合,M为选自Ni、Co、Mg、Al、Ga中的一种或者几种；0.0≤x≤0.43，1.0≤y≤2.0，0.0≤z≤0.5。

    一种六方晶系锶铁氧体材料的制备方法，包括以下步骤：

    （1）配料混合

    以碳酸锶、铁红、五氧化二钒作为原料基本成分，根据上述分子结构计算称量含有所需元素的原料，将上述称量好的粉末放入球磨机进行湿法球磨，球磨时间控制在60-80小时，球磨后的混合物料平均粒度不大于0.45μm；

    （2）预烧

    待球磨完成后,将料浆烘干,然后将料浆在氧气含量60-80%、氟气含量10-30%的混合气体气氛下进行预烧，预烧温度为1200-1400℃，保温时间为0.5-1小时，得到预烧料颗粒；

    （3）粗粉碎

    待预烧结束后,将上述预烧料颗粒加入破碎机进行粗粉碎，过200-300目的细筛；得预烧料粗粉；

    （4）球磨

    上述预烧料粗粉中加入一定量的二次添加剂，混合均匀，将所得混合物进行湿法球磨，研磨时间控制在40-50小时，PH值控制在8.0-9.5；

    （5）成型

球磨后的料浆料浆自然沉淀，然后将料装注入模具,在磁场强度不低于12000Oe的条件下加压成型，保压时间控制在100-150s， 压力控制在80-90MPa；

    （6）烧结

将成型生坯在氧气含量大于90%氛围下进行烧结，烧结温度为1150-1250℃，烧结时间为1.0-3.0小时。

    所述的配料混合工序中，还包含有一次添加剂SiO₂和H₃BO₃，其添加比例为：SiO₂：0.5-1.0wt%，H₃BO₃：0.05-0.5wt%。

    所述的二次添加剂包括CaCO₃、Pr₆O₁₁、Cr₂O₃、Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O 、CaB₂O₃，其添加比例为：CaCO₃0.1-3.3wt%，Pr₆O₁：0.0-4.31wt%，Cr₂O₃：0.02-4.11wt%，Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O：0.02-1.57wt%，CaB₂O₃：0.02-2.65wt%。