煅烧铁氧体和烧结铁氧体磁体及其制备方法技术

一种烧结铁氧体磁体具有由通式Ca

【技术实现步骤摘要】
煅烧铁氧体和烧结铁氧体磁体及其制备方法
本专利技术涉及烧结铁氧体磁体及其制备方法，以及用于制备这样的烧结铁氧体磁体的煅烧铁氧体，所述烧结铁氧体磁体具有调整的金属元素Ca、R、A、Fe和Co的组成以在即使Co含量比常规SrLaCo磁体和CaLaCo磁体更小的情况下也表现出高磁性。
技术介绍
烧结铁氧体磁体具有出色的性价比和极高的化学稳定性，因为尽管它们的最大磁能积仅是烧结稀土磁体(例如，烧结NdFeB磁体)的最大磁能积的1/10，但是它们的主要原料是廉价的铁氧化物。因此，它们用于各种应用，如电动机、扬声器等，并且在目前的所有磁体材料中，它们以最大的权重全球生产。典型的烧结铁氧体磁体为具有磁铅石结构的Sr铁氧体，其基本组成由SrFe12O19表示。在20世纪90年代后期，通过在SrFe12O19中用La3+取代一部分的Sr2+并用Co2+取代一部分的Fe3+而具有显著改善的磁性的烧结Sr-La-Co铁氧体磁体(以下可以简称为“SrLaCo磁体”)投入实际使用。另外，在2007年，具有进一步改善的磁性的烧结Ca-La-Co铁氧体磁体(以下可以简称为“CaLaCo磁体”)投入实际使用。在上述SrLaCo磁体和CaLaCo磁体二者中，Co对于获得高磁性来说是必不可少的。SrLaCo磁体含有原子比为约0.2的Co(Co/Fe＝0.017，Fe含量的约1.7％)，并且CaLaCo磁体含有原子比高达约0.3的Co(Co/Fe＝0.03，Fe含量的约3％)。因为作为Co的原料的钴氧化物比铁氧化物(烧结铁氧体磁体的一种主要原料)昂贵十到几十倍，所以CaLaCo磁体与SrLaCo磁体相比必然具有更高的成本。因此，尽管CaLaCo磁体具有更高的磁性，但目前与CaLaCo磁体相比使用更多的具有较低材料成本的SrLaCo磁体。因为由于电动车的增加，对Li离子电池的需求增大，近年来Co的价格快速升高。由于这样的趋势，即使具有出色性价比的SrLaCo磁体也面临在保持其价格低方面的困难。在这样的情况下，必须在保持其磁性的同时减少铁氧体磁体中的Co的使用。作为具有降低的Co含量的烧结Ca-La-Co铁氧体磁体，WO2008/105449A公开了一种烧结铁氧体磁体，其包括具有六方晶体结构的铁氧体相作为主相，构成该主相的金属元素的组成由通式RxCamA1-x-m(Fe12-yMy)z表示，其中R是选自由La、Ce、Pr、Nd和Sm组成的组中的至少一种元素，包括La作为必不可少的组分；A是Sr和/或Ba；M为选自由Co、Zn、Ni、Mn、Al和Cr组成的组中的至少一种元素，包括Co作为必不可少的组分；并且x、m、y和z分别满足：0.2≤x≤0.5，0.13≤m≤0.41，0.7(x-m)≤0.15，0.18≤yz≤0.31，并且9.6≤12z≤11.8。在上述通式中，Co含量按原子比计为0.18-0.31。然而，在WO2008/105449A的实施例中，当Co含量按原子比计低至0.18时，按原子比计Sr相对于(Ca+La+Sr)的百分比大于0.5，Sr含量高于Ca含量。即，在具有低Co含量的区域内，WO2008/105449A的烧结铁氧体磁体具有与基于Sr-La-Co的烧结铁氧体磁体的组成接近的组成，从而表明WO2008/105449A并未描述当Co含量按原子比计为0.18时含有比Sr更多的Ca的基于Ca-La-Co的烧结铁氧体磁体的实施例。JP2018-30751A公开了一种Ca-La-Co铁氧体化合物，其具有六方M型磁铅石结构，以及由通式Ca1-xLaxFe2n-zCoz表示的金属元素Ca、La、Fe和Co按原子比计的组成，其中x、z和n满足0.3≤x≤0.6、0.1≤z≤0.24并且4.5≤n≤5.5。在该Ca-La-Co铁氧体化合物中，Co含量按原子比计为0.1-0.24。然而，因为JP2018-30751A的Ca-La-Co铁氧体化合物不含Sr和/或Ba，所以La含量x高达0.3≤x≤0.6。在JP2018-30751A的实施例中，虽然Co含量z低至0.090-0.180，但样品1-4的La含量x高达0.450-0.550。特别地，Co含量z低至0.090和0.095的比较例的样品1和2的La含量x高达0.550，具有低的饱和磁化σs和各向异性磁场HA。另外，甚至在Co含量z为0.134和0.180的样品3和4中，La含量x也高达0.524和0.450。为了降低烧结铁氧体磁体的材料成本，重要的是不仅降低Co含量，而且降低昂贵的La的含量。因此，尽管具有高性能，但是从成本降低方面考虑，JP2018-30751A的Ca-La-Co铁氧体化合物是不足以令人满意的。专利技术目的因此，本专利技术的一个目的是提供烧结铁氧体磁体及其制备方法，以及用于提供这样的烧结铁氧体磁体的煅烧铁氧体，该烧结铁氧体磁体即使在Co含量降低的情况下也具有与常规SrLaCo磁体和CaLaCo磁体的磁性相同水平或者更高水平的磁性。
技术实现思路
因此，本专利技术的煅烧铁氧体具有由通式Ca1-x-yRxAyFe2n-zCoz表示的金属元素Ca、R、A、Fe和Co的组成，其中R是稀土元素中的至少一种且必须包括La；A是Sr和/或Ba；x、y、z和n表示Ca、R、A、Fe和Co的原子比；2n表示由2n＝(Fe+Co)/(Ca+R+A)表示的摩尔比；并且x、y、z和n满足以下条件：0.30≤(1-x-y)≤0.55，0.25≤x≤0.35，0.15≤y≤0.40，(1-x-y)>y，0＜z≤0.18，并且9.0≤(2n-z)＜11.0。在本专利技术的煅烧铁氧体中，原子比(1-x-y)优选地满足0.40≤(1-x-y)≤0.50。在本专利技术的煅烧铁氧体中，原子比y优选地满足0.20≤y≤0.35。在本专利技术的煅烧铁氧体中，原子比z优选地满足0＜z≤0.17。在本专利技术的煅烧铁氧体中，原子比(2n-z)优选地满足9.0≤(2n-z)≤10.5。在本专利技术的煅烧铁氧体中，原子比(2n-z)优选地满足9.0≤(2n-z)≤10.0。本专利技术的烧结铁氧体磁体具有由通式Ca1-x-yRxAyFe2n-zCoz表示的金属元素Ca、R、A、Fe和Co的组成，其中R是稀土元素中的至少一种且必须包括La；A是Sr和/或Ba；x、y、z和n表示Ca、R、A、Fe和Co的原子比；2n表示由2n＝(Fe+Co)/(Ca+R+A)表示的摩尔比；并且x、y、z和n满足以下条件：0.15≤x≤0.35，0.05≤y≤0.40，(1-x-y)>y，0＜z≤0.18，并且7.5≤(2n-z)＜11.0。在本专利技术的烧结铁氧体磁体中，原子比(1-x-y)优选地满足0.40≤(1-x-y)≤0.50。在本专利技术的烧结铁氧体磁体中，原子比y优选地满足0.20≤y≤0.35。在本专利技术的烧结铁氧体磁体中，原子比z优选地满足0＜z≤0.17。...

【技术保护点】
1.一种煅烧铁氧体，所述煅烧铁氧体具有由通式Ca

【技术特征摘要】
20200324 JP 2020-051978;20200918 JP 2020-156832;201.一种煅烧铁氧体，所述煅烧铁氧体具有由通式Ca1-x-yRxAyFe2n-zCoz表示的金属元素Ca、R、A、Fe和Co的组成，其中R是稀土元素中的至少一种且必须包括La；A是Sr和/或Ba；x、y、z和n表示Ca、R、A、Fe和Co的原子比；2n表示由2n＝(Fe+Co)/(Ca+R+A)表示的摩尔比；并且x、y、z和n满足以下条件：
0.30≤(1-x-y)≤0.55，
0.25≤x≤0.35，
0.15≤y≤0.40，
(1-x-y)>y，
0＜z≤0.18，并且
9.0≤(2n-z)＜11.0。


2.根据权利要求1所述的煅烧铁氧体，其中所述原子比(1-x-y)满足0.40≤(1-x-y)≤0.50。


3.根据权利要求1所述的煅烧铁氧体，其中所述原子比y满足0.20≤y≤0.35。


4.根据权利要求1所述的煅烧铁氧体，其中所述原子比z满足0＜z≤0.17。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的煅烧铁氧体，其中所述原子比(2n-z)满足9.0≤(2n-z)≤10.5。


6.根据权利要求5所述的煅烧铁氧体，其中所述原子比(2n-z)满足9.0≤(2n-z)≤10.0。


7.一种烧结铁氧体磁体，所述烧结铁氧体磁体具有由通式Ca1-x-yRxAyFe2n-zCoz表示的金属元素Ca、R、A、Fe和Co的组成，其中R是稀土元素中的至少一种且必须包括La；A是Sr和/或Ba；x、y、z和n表示Ca、R、A、Fe和Co的原子比；2n表示由2n＝(Fe+Co)/(Ca+R+A)表示的摩尔比；并且x、y、z和n满足以下条件：
0.15≤x≤0.35，
0.05≤y≤0.40，
(1-x-y)>y，
0＜z≤0.18，并且
7.5≤(2n-z)＜11.0。

【专利技术属性】
技术研发人员：谷奥泰明，吉光悠之，小林义德，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP