一种低成本烧结永磁铁氧体材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低成本烧结永磁铁氧体材料及其制备方法，它包括包括含有A、Bi、Fe和M的六角型铁氧体主相，并具有以下特征的分子式：A1-xBix(Fe12-yMy)zO19，其中，A代表Sr、Ba、Ca中的两种或两种以上元素，但必须含有Sr和Ca；M代表Al和Cr中的一种或两种，但必须含有Al；x、y、z代表摩尔比，并且x为0.01～0.1；y为0～0.25；z为0.8～1.2。本发明专利技术的有益效果是：采用成本相对更低的M元素氧化物(Al2O3和Cr2O3)代替了昂贵的Co氧化物，同时完全不添加价格高昂且市场不稳定的稀土元素，大幅度降低材料成本；制备方法简单，成本低；制备而成的烧结永磁铁氧体材料能获得较高的剩余磁感应强度和较好的内禀矫顽力；使得烧结永磁铁氧体材料的退磁曲线方形度得以显著提升。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，它包括包括含有A、Bi、Fe和M的六角型铁氧体主相，并具有以下特征的分子式：A1-xBix(Fe12-yMy)zO19，其中，A代表Sr、Ba、Ca中的两种或两种以上元素，但必须含有Sr和Ca；M代表Al和Cr中的一种或两种，但必须含有Al；x、y、z代表摩尔比，并且x为0.01～0.1；y为0～0.25；z为0.8～1.2。本专利技术的有益效果是：采用成本相对更低的M元素氧化物(Al2O3和Cr2O3)代替了昂贵的Co氧化物，同时完全不添加价格高昂且市场不稳定的稀土元素，大幅度降低材料成本；制备方法简单，成本低；制备而成的烧结永磁铁氧体材料能获得较高的剩余磁感应强度和较好的内禀矫顽力；使得烧结永磁铁氧体材料的退磁曲线方形度得以显著提升。【专利说明】
本专利技术涉及磁性材料相关
，尤其是指一种低成本烧结永磁铁氧体材料及 其制备方法。
技术介绍
烧结永磁铁氧体具有磁性能稳定，抗退磁能力强；不易锈蚀，无需涂覆保护层；质 硬而脆，可用于特殊刀具加工、切割；而且价格低廉，使用成本低等优点，因而广泛地适用于 汽车、家用电器，工业自动化等行业。制作烧结永磁铁氧体采用的是六角晶系烧结铁氧体磁 体，尤其是六角型磁铅石铁氧体的应用更为广泛。氧化物永磁铁氧体材料主要是采用具有 磁铅石六角结构锶铁氧体（SrOMFe 2O3)和钡铁氧体（BaOMFe2O3)作为原料来制造烧结永 磁铁氧体的。 近几十年来，为提高烧结永磁铁氧体材料的磁性能，本领域技术人员主要 采用LaCo联合离子取代技术，如中国专利申请号CN96109422. 2、中国专利申请号 CN200510023312. 5等。近年来，CaLaCo联合取代技术更是进一步提高了材料的性能，如专 利中国申请号CN201080030766. 4等。但是这些技术由于添加了越来越多的昂贵稀土元素 和稀有金属Co等，造成材料成本显著上升，而且受限于不稳定的稀土市场价格变化，因此 未来发展前景值得忧虑。 众所周知,衡量永磁材料磁性能主要包括三个参数，即剩余磁通密度（Br)、内禀矫 顽力（Hcj)以及最大磁能积（BH)max，但是近来作为评估永磁材料退磁曲线理想状态的参 量-退磁曲线的方形度日趋受到重视，其表征了磁体在动态工作条件下的稳定性。所谓退 磁曲线的方形度是指Hk/Hcj，其中Hk定义为在永磁永磁材料J-H退磁曲线上0. 9Br所对 应的磁场强度。理论研究表明，永磁材料退磁曲线的方形度主要影响因素是材料主相晶粒 的取向度，同时材料的显微结构也是一个重要的影响因素。在材料的实际制备过程中，凡是 能够影响到上述两项的配方和工艺改进均能有效提升材料的退磁曲线方形度。在常规无稀 土低成本永磁铁氧体基础配方中，材料的退磁曲线方形度Hk/Hcj -般都在0. 8左右，难以 满足部分材料实际应用需求。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种可以提高退磁曲线方 形度的低成本烧结永磁铁氧体材料及其制备方法。 为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案： -种低成本烧结永磁铁氧体材料，包括含有A、Bi、Fe和M的六角型铁氧体主相，并 具有以下特征的分子式：A 1Jix (Fe12_yMy) z019,其中， A代表Sr、Ba、Ca中的两种或两种以上元素，但必须含有Sr和Ca ; M代表Al和Cr中的一种或两种，但必须含有Al ; x、y、z代表摩尔比，并且X为0· 01?0· I ;y为0?0· 25 ;z为0· 8?L 2。 通过利用非磁性的Al3+离子或Cr3+离子部分取代Fe 3+离子，少量Bi3+离子部分取 代A位置的离子，同时配合以更严格的工艺条件，不需要添加昂贵的稀土元素和稀有元素 Co,也能获得较高的磁性能。在本专利技术中，可以通过主配方中M的取代量来控制最终烧结永 磁铁氧体的磁性能指标；当M的取代量y在0. 0?0. 08之间时，所制备的烧结永磁铁氧体 具有不低于4350Gs的Br ;当y在0. 15?0. 25之间，所制备的烧结永磁铁氧体具有不低于 50000e的Hcj，同时获得4000Gs以上的Br ;当y在0. 08?0. 15之间时，所制备的烧结磁 体具有不低于4250Gs的Br,同时获得40000e以上的Hcj。 作为优选，所述A位置中离子Sr和Ca的摩尔组成比例范围为85 : 15到99 : 1， M位置中离子Al和Cr的摩尔组成比例范围为65 : 35到90 : 10。在上述配方基础上，通 过优化A位置离子各元素的加入量，尤其是Sr和Ca离子的组合，同时M位置中的取代离子 用部分Cr代替Al后能明显提升烧结永磁铁氧体材料退磁曲线的方形度。 作为优选，所述A位置中离子Sr和Ca的摩尔组成比例范围为90 : 10到95 : 5， M位置中离子Al和Cr的摩尔组成比例范围为75 : 25到85 : 15。这样设计能够进一步 提升烧结永磁铁氧体材料退磁曲线的方形度。 此外，本专利技术还提供了上述低成本烧结永磁铁氧体材料的制备方法，具体操作步 骤如下： (1)配料：按照各元素的摩尔配比将含有所需元素的化合物进行混合，将所得的 混合物通过湿式混合工艺进行粉碎，混合前各原料的平均粒度不大于2. 0 μ m，混和后料浆 颗粒的平均粒度不超过0. 8 μ m ; (2)预烧：将上述经过湿式混合后的料浆烘干，压成块状，在空气中进行预烧，预 烧温度为1100°C?1250°C，保温时间为0. 5?3小时； (3)球磨：将上述预烧后的块状磁体进行干式粉粉碎，制成平均粒度约为3-5 μ m 的磁粉，称取上述磁粉，并以质量配比方式加入二次添加料和添加剂，将所得的混合物采用 湿法方式连续球磨，球磨至楽料颗粒的平均粒度〇. 75 μ m以下； (4)成型：将上述球磨所得到的浆料中的含水量进行调整，其中调整至浆料固含 量为55?75wt%，然后在磁场中成型； (5)烧结：将上述成型体在富氧气氛下进行烧结，其中烧结温度为1150°C? 1300°C，保温时间为0. 5?3小时；烧结后即得到烧结永磁铁氧体。 采用本专利技术的制备方法，可以在保证烧结永磁铁氧体材料的三项磁性能指标（即 剩余磁通密度（Br)、内禀矫顽力（Hcj)以及最大磁能积（BH)max)基本不变的基础上，将退 磁曲线的方向度提高到〇. 95以上。 作为优选，在步骤（1)的配料工序中，配料时湿法混和时间控制在3?5h，混和后 料浆平均粒度不大于〇. 8 μ m。如果混和后料浆粒度过大，在预烧过程中容易引起预烧不充 分，使得生成M相铁氧体的含量过低。 作为优选，在步骤（2)的预烧工艺中，预烧温度优选为1180°C?1230°C，保温时间 优选为1?2小时。当预烧温度过低或者预烧时间太短时，容易造成预烧不充分，使得生成 M相铁氧体的含量过低；而若是预烧温度过高或者预烧时间太长时，则会引起预烧料中晶 粒过分长大，难以获得高的磁性能，尤其会造成内秉矫顽力（Hcj)急剧下降。 作为优选，在步骤（3)的球磨工艺中，二次添加物包括Si02、CaC0 3、A1203、Cr203、 Zn本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低成本烧结永磁铁氧体材料，其特征是，包括含有A、Bi、Fe和M的六角型铁氧体主相，并具有以下特征的分子式：A1‑xBix(Fe12‑yMy)zO19，其中，A代表Sr、Ba、Ca中的两种或两种以上元素，但必须含有Sr和Ca； M代表Al和Cr中的一种或两种，但必须含有Al； x、y、z代表摩尔比，并且x为0.01～0.1；y为0～0.25；z为0.8～1.2。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨武国，郭超阳，金志洪，李军华，吴云飞，李玉平，
申请(专利权)人：横店集团东磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33