一種永磁鋇鐵氧體材料及其製備方法
2023-05-04 02:06:41
專利名稱：一種永磁鋇鐵氧體材料及其製備方法
技術領域：
本發明屬於永磁鐵氧體技術領域，具體是一種永磁鋇鐵氧體材料及其製備方法。
背景技術：
永磁鐵氧體屬主軸型六角晶系，主要為鋇鐵氧體、鍶鐵氧體、鉛鐵氧體等,此類化合物的一般分子式為AB12019。其中A為半徑與氧離子相近的陽離子，如Ba2+、Sr2+、Pb2+等，B為三價陽離子，如Fe、Al、Mn等。此類化合物的晶體結構與磁鉛石礦同型，屬六角晶系空間群，天然磁鉛石礦的化學組成近似為Pb (Fe7.5、Mn3.5、Al0.5、Ti0.5) Oigo人造永磁鐵氧體首先是1933年加藤和武井研製成功的立方晶系的鈷鐵氧體，1938年，科查特確定了磁鉛石礦的六角晶繫結構，1952年各向同性研究問世，1954年各向異性問世。我國1966年研製成鍶鐵氧體小批量生產，70年代實行大批量生產 ，超過當時的招鎳鈷永磁的產量。隨著應用的需要，永磁鐵氧體提高性能參數、降低成本、提高效率的研究一直不斷我國許多國營工廠把磁性能參數提高很多級別，一面滿足國內軍工通訊及升級應用的需求，一面不斷地與世界同行競爭發展。1978年日本《粉體技術與粉末冶金》報導研究高矯頑力鋇鐵氧體的可能，並有實驗室一些試驗結果。1988年，成都電訊工程學院《磁性材料》教材中，揭示了永磁鐵氧體中離子替代微晶控制的可能性方案「Ba2+離子的取代某些具有較大離子半徑的稀土離子(如La、Pr、Nd、Sm、Eu等)可取代Ba2+……，Fe3+離子的取代(如:Co2+、Ni2+、Zn2+等)……。」 「對於BaFe12O19的離子取代，一是利用離子半徑相近於氧離子半徑的某些離子Ca2+、Sr2+、Pb2+等離子取代二價的Ba2+離子……。」
90年代，日本TDK公司將在永磁鐵氧體中用La3+、Co3+離子部分替代Sr2+、Fe3+離子製成微晶結構製造高性能申報本國專利成功。對於生產高矯頑力鋇鐵氧體的研究報導不少，形成領先技術及產量化生產的未見報到。
發明內容
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種永磁鋇鐵氧體材料及其製備方法。—種永磁鋇鐵氧體材料,具有如下結構式BaO. nFe203，其特徵在於其中n=5
5.9。所述的一種永磁鋇鐵氧體材料，其特徵在於其中n=5. 3 5. 9。所述的一種永磁鋇鐵氧體材料的製備方法，其特徵在於其包括如下步驟
1)按照BaO和Fe2O3的摩爾比，稱取BaCo3和軋鋼鐵磷；
2)按照料球水=1:6:1.3的重量比在球磨機中進行球磨,使粒度達到Ium ；
3)將球磨料過濾烘乾，壓製成蜂窩壓料餅；4)加入煤氣隧道窯中預燒，使燒結後的料餅在放大鏡下看到片形六角晶出現；
5)將料餅再次球磨，同時加入Bi-Si氧化物作耦合劑，球磨至粒度為O.95um ；
6)將球磨料成型，進行二次燒結得到產品。所述的一種永磁鋇鐵氧體材料的製備方法，其特徵在於步驟I)中BaCo3的純度為97%，軋鋼鐵磷的含鐵量為73%。所述的一種永磁鋇鐵氧體材料的製備方法，其特徵在於步驟2)中球磨時間為18—24小時，優選20小時。所述的一種永磁鋇鐵氧體材料的製備方法，其特徵在於步驟3)中壓製成直徑IOOmm,高度80mm的蜂窩壓料餅。所述的一種永磁鋇鐵氧體材料的製備方法，其特徵在於步驟4)中預燒溫度為 1200°C — 1240°C，優選1220°C，燒結時保溫2小時，並且保持窯內空氣含氧量為6%以上。所述的一種永磁鋇鐵氧體材料的製備方法，其特徵在於步驟5)中加入重量百分含量為O. 3 O. 8%的Bi-Si氧化物作耦合劑。所述的一種永磁鋇鐵氧體材料的製備方法，其特徵在於步驟5)中加入重量百分含量為O. 05-0. 15%的Bi2o3、重量百分含量為O. 25—0. 65%的SiO2，優選重量百分含量為O. 1%的Bi2o3、重量百分含量為O. 4%的Si02。所述的一種永磁鋇鐵氧體材料的製備方法，其特徵在於步驟6)中二次燒結的溫度為 1220°C—1260°C，優選 1240。。。本發明的一種永磁鋇鐵氧體材料的製備方法，採用適當溫度和含氧氣的技術使配方球磨後的粉料固相反應成微晶結構的永磁鋇鐵氧體材料，在預燒料二次球磨過程中添加低熔點的Bi-Si氧化物組合劑作耦合劑，使該料經成型成產品後在二次燒結過程中在較低的溫度下變成低粘度的液相，使材料內部原子擴散速度加快，得到密度高、磁性能高的永磁鋇鐵氧體產品。本發明提供了一種低成本、磁性能高的永磁鐵氧體材料，在生產和應用中擴大了永磁鐵氧體的種類，降低了成本促進了永磁鐵氧體材料的技術發展。本發明成本低，表現在BaCo3資源豐富，價格低，為SrCo3的1/4，另外本發明採用低溫固相反應，節省能源，還延長窯爐使用壽命，增加窯爐產量；本發明鋇鐵氧體材料其剩磁Br高，矯頑力相對常規鋇鐵氧體較高，適合用於小氣隙磁路及閉合磁路的音響、話筒、傳感器中。
具體實施方式
實施例I
按BaO = Fe2O3=I :5. 3的摩爾比，採用97%純度的BaCo3和含鐵量73%的軋鋼鐵磷配比，稱取原料後集中存放，不增加其他添加劑，按照料球水=1:6:1. 3的重量比投入球磨機，球磨機總裝料為一噸，球磨20小時,粒度達到Ium,將球磨料過濾烘乾,壓製成Φ 100 X 80mm蜂窩壓料餅，加入煤氣隧道窯中預燒，燒結溫度為1220°C，保溫2小時，同時保持窯內空氣含氧量為6%以上。燒結後的料餅，在放大鏡下看到片形六角晶出現。將該料再球磨，同時按重量加入Bi2o3 O. l%、Si02 O. 4%，球磨至O. 95um,此料經成型和二次1240°C燒結後，經過測定，固相反應的生成率為95%以上，磁性能達到Br:412mT，Hcb:175KA/m, Hcj : 185KA/m,(BH)max:30. 8KA/m3。該材料產品成本低，取代高價格的鍶鐵氧體廣泛用於音響喇叭之中。
實施例2
按BaO = Fe2O3=I :5. 6的摩爾比，採用97%純度的BaCo3和含鐵量73%的軋鋼鐵磷配比，稱取原料後集中存放，不增加其他添加劑，按照料球水=1:6:1. 3的重量比投入球磨機，球磨機總裝料為一噸，球磨18小時,粒度達到Ium,將球磨料過濾烘乾,壓製成Φ 100X80mm蜂窩壓料餅，加入煤氣隧道窯中預燒，燒結溫度為1200°C，保溫2小時，同時保持窯內空氣含氧量為6%以上。燒結後的料餅，在放大鏡下看到片形六角晶出現。將該料再球磨，同時按重量加入Bi2o3 O. 05%、SiO2 O. 25%，球磨至O. 95um,此料經成型和二次1220°C燒結後，經過測定，固相反應的生成率為95%以上，磁性能達到Br:410mT，Hcb:176KA/m, Hcj : 188KA/m, (BH)max:31. 3KA/m3。該材料產品成本低,取代高價格的銀鐵氧體廣泛用於音響喇機之中。實施例3按BaO = Fe2O3=I :5. 9的摩爾比，採用97%純度的BaCo3和含鐵量73%的軋鋼鐵磷配比，稱取原料後集中存放，不增加其他添加劑，按照料球水=1:6:1. 3的重量比投入球磨機，球磨機總裝料為一噸，球磨24小時,粒度達到Ium,將球磨料過濾烘乾,壓製成Φ 100 X 80mm蜂窩壓料餅，加入煤氣隧道窯中預燒，燒結溫度為1250°C，保溫2小時，同時保持窯內空氣含氧量為6%以上。燒結後的料餅，在放大鏡下看到片形六角晶出現。將該料再球磨，同時按重量加入Bi2o3 O. 15%、SiO2 O. 65%，球磨至O. 95um,此料經成型和二次1260°C燒結後，經過測定，固相反應的生成率為95%以上，磁性能達到Br:408mT，Hcb:171KA/m, Hcj : 187KA/m, (BH)max:30. 2KA/m3。該材料產品成本低，取代高價格的鍶鐵氧體廣泛用於音響喇叭之中。以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種永磁鋇鐵氧體材料,具有如下結構式BadnFe2O3,其特徵在於其中n=5 5. 9。
2.如權利要求I所述的一種永磁鋇鐵氧體材料，其特徵在於其中n=5.3 5. 9。
3.如權利要求I所述的一種永磁鋇鐵氧體材料的製備方法，其特徵在於其包括如下步驟 1)按照BaO和Fe2O3的摩爾比，稱取BaCo3和軋鋼鐵磷； 2)按照料球水=1:6:1.3的重量比在球磨機中進行球磨,使粒度達到Ium ； 3)將球磨料過濾烘乾，壓製成蜂窩壓料餅； 4)加入煤氣隧道窯中預燒，使燒結後的料餅在放大鏡下看到片形六角晶出現； 5)將料餅再次球磨，同時加入Bi-Si氧化物作耦合劑，球磨至粒度為O.95um ； 6)將球磨料成型，進行二次燒結得到產品。
4.所述的一種永磁鋇鐵氧體材料的製備方法，其特徵在於步驟I)中BaCo3的純度為97%，軋鋼鐵磷的含鐵量為73%。
5.所述的一種永磁鋇鐵氧體材料的製備方法，其特徵在於步驟2)中球磨時間為18—24小時，優選20小時。
6.所述的一種永磁鋇鐵氧體材料的製備方法，其特徵在於步驟3)中壓製成直徑IOOmm,高度80mm的蜂窩壓料餅。
7.所述的一種永磁鋇鐵氧體材料的製備方法，其特徵在於步驟4)中預燒溫度為1200°C — 1240°C，優選1220°C，燒結時保溫2小時，並且保持窯內空氣含氧量為6%以上。
8.所述的一種永磁鋇鐵氧體材料的製備方法，其特徵在於步驟5)中加入重量百分含量為O. 3 O. 8%的Bi-Si氧化物作耦合劑。
9.所述的一種永磁鋇鐵氧體材料的製備方法，其特徵在於步驟5)中加入重量百分含量為O. 05-0. 15%的Bi2o3、重量百分含量為O. 25—0. 65%的SiO2，優選重量百分含量為O. 1%的Bi2o3、重量百分含量為O. 4%的Si02。
10.所述的一種永磁鋇鐵氧體材料的製備方法，其特徵在於步驟6)中二次燒結的溫度為 1220°C—1260°C，優選 1240。。。
全文摘要
本發明提供了一種永磁鋇鐵氧體材料及其製備方法，本發明的一種永磁鋇鐵氧體材料，具有如下結構式:BaO.nFe2O3,其中n=5.3～5.9，本發明成本低，表現在BaCo3資源豐富，價格低，為SrCo3的1/4，另外本發明採用低溫固相反應，節省能源，還延長窯爐使用壽命，增加窯爐產量；本發明鋇鐵氧體材料其剩磁Br高，矯頑力相對常規鋇鐵氧體較高，適合用於小氣隙磁路及閉合磁路的音響、話筒、傳感器中。
文檔編號C04B35/622GK102815933SQ20121033176
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月10日 優先權日2012年9月10日
發明者葛一航 申請人:浙江省東陽市中航磁性有限公司