固溶体结构添加剂和制备方法及在铁氧体永磁材料制备中的应用技术

本发明专利技术所述固溶体结构添加剂，原料组分为铁氧体永磁材料用普通添加剂和锶铁氧体磁粉，所述铁氧体永磁材料用普通添加剂与锶铁氧体磁粉的质量比为(0.4～1.2):1，所述铁氧体永磁材料用普通添加剂为CaO粉体、SiO2粉体、Al2O3粉体和MO粉体，所述MO为B2O3、Bi2O3、ZnO中的至少一种。所述固溶体结构添加剂的制备方法，步骤为：(1)配料与混料；(2)烧结；(3)破碎与干燥。试验表明，使用本发明专利技术所述固溶体结构添加剂制备的铁氧体永磁材料与使用常规普通添加剂制备的铁氧体永磁材料相比，磁性能明显提高，尤其是矫顽力提高的幅度很大。

【技术实现步骤摘要】
固溶体结构添加剂和制备方法及在铁氧体永磁材料制备中的应用
本专利技术属于铁氧体永磁材料添加剂领域，涉及固溶体结构添加剂和制备方法，以及固溶体结构添加剂在铁氧体永磁材料制备中的应用。
技术介绍
铁氧体永磁材料由于性能稳定，价格较低的优势，在市场中一直占有很大的比例。随着电子器件的集成小型化，要求铁氧体永磁材料具有更高的磁性能。为了达到这一目的，实际生产中通过加入普通添加剂调整磁体的密度及晶粒尺寸实现磁性能的提高。现有普通添加剂包括CaCO3、SiO2、H3BO3、Al2O3、SrSO4、La2O3、B2O3、Bi2O3、高岭土等，使用时根据需要添加两种或两种以上的普通添加剂，由于普通添加剂的总量一般为铁氧体预烧料质量的0.4～5％，因此每一种普通添加剂的量很少，导致部分水溶性添加剂易流失，且很难做到各普通添加剂在料浆和生坯中有效均匀分布，从而影响了添加剂对铁氧体永磁材料性能的改善效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供固溶体结构添加剂和制备方法及固溶体结构添加剂在铁氧体永磁材料制备中的应用，以避免添加剂的流失并使添加剂所含微量元素在料浆和生坯中分布更加均匀，从而改善铁氧体永磁材料的烧结条件，提高其磁性能。本专利技术所述固溶体结构添加剂，原料组分为铁氧体永磁材料用普通添加剂和锶铁氧体磁粉，所述铁氧体永磁材料用普通添加剂与锶铁氧体磁粉的质量比为(0.4～1.2):1，将各原料粉体混合均匀烧结后形成以锶铁氧体为溶剂、普通添加剂中金属和非金属元素为溶质的固溶体，将所述固溶体破碎即得到固溶体结构添加剂。上述固溶体结构添加剂，所述铁氧体永磁材料用普通添加剂为CaO粉体、SiO2粉体、Al2O3粉体和MO粉体，CaO的质量百分数为15％～30％，SiO2粉体的质量百分数为20％～35％，Al2O3粉体的质量百分数为15％～25％，MO粉体的质量百分数为10％～50％，所述MO为B2O3、Bi2O3、ZnO中的一种。上述固溶体结构添加剂，平均粒径为0.5μm～0.8μm。本专利技术所述固溶体结构添加剂的制备方法，步骤如下：(1)配料与混料原料为锶铁氧体磁粉及铁氧体永磁材料用分析纯普通添加剂粉体，所述铁氧体永磁材料用普通添加剂粉体与锶铁氧体磁粉的质量比为(0.4～1.2):1，将计量好的各原料粉体采用干法球磨混合均匀；(2)烧结将步骤(1)混合均匀的原料粉体在常压下升温至1100℃～1400℃烧结1h～3h，然后随炉冷却至室温得到以锶铁氧体为溶剂、普通添加剂中金属和非金属元素为溶质的固溶体；(3)破碎与干燥将步骤(2)得到的固溶体采用湿法球磨破碎至平均粒径0.5μm～0.8μm，然后烘干即得到固溶体结构添加剂。上述固溶体结构添加剂的制备方法，原料中的铁氧体永磁材料用普通添加剂粉体为CaO粉体、SiO2粉体、Al2O3粉体和MO粉体，CaO的质量百分数为15％～30％，SiO2粉体的质量百分数为20％～35％，Al2O3粉体的质量百分数为15％～25％，MO粉体的质量百分数为10％～50％，所述MO为B2O3、Bi2O3、ZnO中的一种。上述固溶体结构添加剂的制备方法，步骤(2)中将混合均匀的原料粉体升温至1100℃～1400℃的升温速度不大于4℃/min；步骤(3)中的烘干温度小于400℃。上述固溶体结构添加剂的制备方法，步骤(1)中各原料粉体干法球磨时料与磨球的质量比为1：(8～10)，步骤(3)中固溶体湿法球磨破碎时，固溶体质量：磨球质量：水的质量＝1：(8～10)：(1.2～1.5)。本专利技术所述固溶体结构添加剂和制备方法，以不同添加剂对磁性能的影响为基础，结合固溶体生成的基本条件并根据铁氧体永磁材料的整体性能要求选择原料粉体及其含量。由于CaO和SiO2的联合添加可提高铁氧体永磁材料密度、剩磁及矫顽力，适量添加Al2O3可明显提升矫顽力，且不会影响剩磁，因而将CaO粉体、SiO2粉体和Al2O3粉体作为是必不可少的原料粉体；MO中的B2O3、Bi2O3能促进固相烧结，提升剩磁，但过多的添加则使晶粒长大明显，从而降低矫顽力，MO中的ZnO可明显提升剩磁，但对矫顽力不利，因此可根据铁氧体永磁材料的整体性能要求选择B2O3、Bi2O3、ZnO中的至少一种作为原料粉体，并根据它们对磁性能、固相烧结的影响确定其含量。本专利技术所述固溶体结构添加剂在铁氧体永磁材料制备中的应用，步骤如下：(1)配料与混合以锶铁氧体预烧料和本专利技术所述固溶体结构添加剂为原料，所述固溶体结构添加剂的量为锶铁氧体预烧料质量的0.5％～8％，将计量好的各原料采用湿法球磨破碎混合，得到平均粒径在0.7μm～0.8μm的料浆；(2)压制生坯将步骤(1)得到的料浆过滤水分，控制含水率在35％～45％，然后采用湿压磁场取向压制成生坯，脉冲磁场强度为8KOe～10KOe，压制压力为7MPa～8MPa；(3)烧结将步骤(2)得到的生坯在常压下从室温升温至250℃～400℃保温2h～4h，以去除磁体中的水分及杂质，然后再升温至1100℃～1250℃保温1h～3h，即得到晶粒尺寸均匀的高性能铁氧体永磁材料。上述应用中，步骤(1)中湿法球磨破碎混合时，料的质量：水的质量：磨球质量＝1：(1.2～1.5)：(10～13)；步骤(3)中，升温时的升温速度不大于4℃/min。本专利技术有以下有益效果：1、试验表明，使用本专利技术所述固溶体结构添加剂制备的铁氧体永磁材料与使用常规普通添加剂制备的铁氧体永磁材料相比，磁性能明显提高，尤其是矫顽力提高的幅度很大(见各实施例和对比例)。2、由于使用本专利技术所述固溶体结构添加剂制备的铁氧体永磁材料磁性能明显提高，因而表明使用本专利技术所述固溶体结构添加剂制备的铁氧体永磁材料晶粒更小、更均匀。3、本专利技术所述固溶体结构添加剂的制备方法不仅工艺简单，而且所用设备为常规设备，便于工业化生产。具体实施方式下面对本专利技术所述固溶体结构添加剂和制备方法及固溶体结构添加剂在铁氧体永磁材料制备中的应用作进一步说明。下述实施例、应用例、对比例中，分析纯CaO粉体、分析纯SiO2粉体、分析纯Al2O3粉体和分析纯MO粉体均通过市场购买，锶铁氧体磁粉和锶铁氧体预烧料通过市场购买，锶铁氧体预烧料过120目筛筛分。下述应用例、对比例中，采用排水法测量所制备的铁氧体永磁材料的密度；将所制备的铁氧体永磁材料进行表面磨削加工，得到可测量标准块，按照GB/T3217-92国家标准进行磁性能检测。实施例1本实施例中，固溶体结构添加剂的制备方法步骤如下：(1)配料与混料原料为锶铁氧体磁粉及铁氧体永磁材料用分析纯普通添加剂粉体，所述铁氧体永磁材料用普通添加剂粉体与锶铁氧体磁粉的质量比为1:1；铁氧体永磁材料用分析纯普通添加剂粉体由分析纯CaO粉体、分析纯SiO2粉体、分析纯Al2O3粉体和分析纯MO粉体组成，其中，CaO粉体的质量百分数30％，SiO2粉体的质量百分数为35％，Al2O3粉体的质量百分数为20％，MO粉体的质量百分数为15％，所述MO为B2O3；将计量好的各原料粉体采用滚筒球磨机干法球磨混合均匀，干法球磨时料与磨球的质量比为1：8；(2)烧结将混合均匀的原料粉体在常压下以3℃/min的升温速度从室温升温至1330℃烧结1h，然后随炉冷却至室温得到以锶铁氧体为溶剂、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.固溶体结构添加剂，其特征在于原料组分为铁氧体永磁材料用普通添加剂和锶铁氧体磁粉，所述铁氧体永磁材料用普通添加剂与锶铁氧体磁粉的质量比为(0.4～1.2):1，将各原料粉体混合均匀烧结后形成以锶铁氧体为溶剂、普通添加剂中金属和非金属元素为溶质的固溶体，将所述固溶体破碎即得到固溶体结构添加剂。

【技术特征摘要】
1.固溶体结构添加剂，其特征在于原料组分为铁氧体永磁材料用普通添加剂和锶铁氧体磁粉，所述铁氧体永磁材料用普通添加剂与锶铁氧体磁粉的质量比为(0.4～1.2):1，将各原料粉体混合均匀烧结后形成以锶铁氧体为溶剂、普通添加剂中金属和非金属元素为溶质的固溶体，将所述固溶体破碎即得到固溶体结构添加剂。2.根据权利要求1所述固溶体结构添加剂，其特征在于所述铁氧体永磁材料用普通添加剂为CaO粉体、SiO2粉体、Al2O3粉体和MO粉体，CaO的质量百分数为15％～30％，SiO2粉体的质量百分数为20％～35％，Al2O3粉体的质量百分数为15％～25％，MO粉体的质量百分数为10％～50％，所述MO为B2O3、Bi2O3、ZnO中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述固溶体结构添加剂，其特征在于该添加剂的平均粒径为0.5μm～0.8μm。4.一种固溶体结构添加剂的制备方法，其特征在于步骤如下：(1)配料与混料原料为锶铁氧体磁粉及铁氧体永磁材料用分析纯普通添加剂粉体，所述铁氧体永磁材料用普通添加剂粉体与锶铁氧体磁粉的质量比为(0.4～1.2):1，将计量好的各原料粉体采用干法球磨混合均匀；(2)烧结将步骤(1)混合均匀的原料粉体在常压下升温至1100℃～1400℃烧结1h～3h，然后随炉冷却至室温得到以锶铁氧体为溶剂、普通添加剂中金属和非金属元素为溶质的固溶体；(3)破碎与干燥将步骤(2)得到的固溶体采用湿法球磨破碎至平均粒径0.5μm～0.8μm，然后烘干即得到固溶体结构添加剂。5.根据权利要求4所述固溶体结构添加剂的制备方法，其特征在于所述铁氧体永磁材料用普通添加剂粉体为CaO粉体、SiO2粉体、Al2O3粉体和MO粉体，CaO的质量百分数为15％～30％，SiO2粉体的质量百分数为20...

【专利技术属性】
技术研发人员：王怡伟，陈一可，
申请(专利权)人：成都锦钛精工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51