一种Ce-Mn掺杂的锶铁氧体及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种Ce

【技术实现步骤摘要】
一种Ce
‑
Mn掺杂的锶铁氧体及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于永磁铁氧体材料
，具体涉及一种Ce
‑
Mn掺杂的锶铁氧体及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]M型铁氧体是重要的永磁材料，自1950年发现以来就一直是许多研究的关注点。在铁氧体中，锶铁氧体(SrFe
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)具有特殊的地位，并且在许多工业应用中都有显著的需求，加上其独特的特性，它们已被广泛研究。尽管SrFe
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的磁性能不如稀土磁体，但这些磁体的使用量在全球永磁市场上已增加到124万吨。这是由于原材料的可得性和丰富性等诸多特性的良好结合，与稀土磁体相比生产成本相对便宜，性价比高，化学稳定性和防腐性能优异，居里温度较高～470℃。由于这些诸多优点，SrFe
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已广泛应用于许多技术应用，例如电动机、汽车零件、微波吸收器、磁记录介质、磁光系统、电力电子和变压器铁芯、传感器和生物医药等。
[0003]铁鳞，又称氧化铁皮，通常是指钢材在加热或轧制过程中表面受到氧化而形成的氧化层，剥落下来的鱼鳞状物质，用资源丰富、成本低廉的铁鳞作为原材料生产永磁铁氧体，是我国永磁行业的一项重大技术创新，但目前用铁鳞生产永磁铁氧体的产品质量仍不稳定，磁性能也有待提升，目前通过铁鳞只能生产中低档永磁铁氧体。在以往的研究中，为了改善SrM的固有磁性能，例如饱和磁化强度(Ms)或磁晶各向异性，研究者已经对M型结构中的阳离子取代进行了很多尝试。据报道，Zn
2+
部分取代Fe
3+
和La
3+
部分取代Sr
2+
会增加MS，因为非磁性Zn
2+
离子选择性地取代下自旋位点(4f1)中的Fe
3+
离子。然而，La
‑
Zn取代的SrM由于其矫顽力(Hc)的显着降低而尚未商业化。目前，La
‑
Co取代制得的La
‑
Co SrM已得到广泛应用，然而，在铁氧体磁体中掺杂高成本元素La和Co会导致其产品价格大幅上涨。因此，在不影响磁性能的情况下降低材料成本也是磁体研发的一个非常重要的方面。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种Ce
‑
Mn掺杂的锶铁氧体及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。
[0005]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0006]本专利技术实施例提供了一种Ce
‑
Mn掺杂的锶铁氧体的制备方法，其包括：
[0007]对铁鳞进行预处理，获得预处理铁鳞；
[0008]使包含所述预处理铁鳞、锶源、铈源、锰源的混合物进行球磨处理，获得球磨混合物；
[0009]以及，对所述球磨混合物进行分段退火处理，制得Ce
‑
Mn掺杂的锶铁氧体。
[0010]本专利技术实施例还提供了前述的制备方法制得的Ce
‑
Mn掺杂的锶铁氧体。
[0011]本专利技术实施例还提供了前述的Ce
‑
Mn掺杂的锶铁氧体于制备电动机、汽车零件、微波吸收器、磁记录介质、磁光系统、电力电子、变压器铁芯或传感器的用途。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0013](1)本专利技术以钢材在加热或轧制过程中表面受到氧化而形成的铁鳞为主要原料，通过控制碳酸锶、铁鳞、氧化铈和四氧化三锰的添加量，经球磨配料和分步控温制得Ce
‑
Mn掺杂的锶铁氧体，工艺简单，若应用于生产，可直接在原有设备上进行工艺调整；
[0014](2)本专利技术在确定氧化铈和四氧化三锰的添加量时，结合了铁鳞中所含的杂质元素的量，方案科学，可有效提高锶铁氧体的磁性能，另外，还将铁鳞中所含的Mn元素利用了起来，亦可减少添加剂的使用量；
[0015](3)本专利技术退火步骤采用多步控温法，可制得由Ce
‑
Mn掺杂的锶铁氧体，有效避免高温烧结现象，有利于磁体制造工艺中后续的破碎。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本专利技术实施例1制得的Ce
‑
Mn掺杂的永磁锶铁氧体粉料的X射线衍射图；
[0018]图2是本专利技术实施例1制得的Ce
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Mn掺杂的永磁锶铁氧体粉料的磁滞回线图；
[0019]图3是本专利技术实施例2制得的Ce
‑
Mn掺杂的永磁锶铁氧体粉料的磁滞回线图；
[0020]图4是本专利技术实施例3制得的Ce
‑
Mn掺杂的永磁锶铁氧体粉料的磁滞回线图；
[0021]图5是本专利技术对比例1中未添加氧化铈和四氧化三锰制得的锶铁氧体粉料的磁滞回线图。
具体实施方式
[0022]鉴于现有技术的缺陷，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案，下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]具体的，作为本专利技术技术方案的一个方面，其所涉及的一种Ce
‑
Mn掺杂的锶铁氧体的制备方法包括：
[0024]对铁鳞进行预处理，获得预处理铁鳞；
[0025]使包含所述预处理铁鳞、锶源、铈源、锰源的混合物进行球磨处理，获得球磨混合物；
[0026]以及，对所述球磨混合物进行分段退火处理，制得Ce
‑
Mn掺杂的锶铁氧体。
[0027]在一些优选实施方案中，所述锶源包括碳酸锶和/或氧化锶，且不限于此。
[0028]进一步地，所述锶源包括碳酸锶。
[0029]进一步地，所述碳酸锶的粒度为小于1μm。
[0030]进一步地，所述碳酸锶的粒度为小于1.5μm。
[0031]进一步地，所述碳酸锶的粒度为小于2μm。
[0032]在一些优选实施方案中，所述铈源包括氧化铈和/或三氧化二铈，且不限于此。
[0033]进一步地，所述铈源包括氧化铈。
[0034]进一步地，所述氧化铈中CeO2的含量在99.9wt％以上；
[0035]在一些优选实施方案中，所述锰源包括四氧化三锰、氧化锰、二氧化锰中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。
[0036]进一步地，所述锰源包括四氧化三锰。
[0037]进一步地，所述四氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Ce
‑
Mn掺杂的锶铁氧体的制备方法，其特征在于包括：对铁鳞进行预处理，获得预处理铁鳞；使包含所述预处理铁鳞、锶源、铈源、锰源的混合物进行球磨处理，获得球磨混合物；以及，对所述球磨混合物进行分段退火处理，制得Ce
‑
Mn掺杂的锶铁氧体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述锶源包括碳酸锶和/或氧化锶；优选的，所述锶源包括碳酸锶；优选的，所述碳酸锶的粒度为小于1μm；和/或，所述铈源包括氧化铈和/或三氧化二铈；优选的，所述铈源包括氧化铈；优选的，所述氧化铈中CeO2的含量在99.9wt％以上；和/或，所述锰源包括四氧化三锰、氧化锰、二氧化锰中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述锰源包括四氧化三锰；优选的，所述四氧化三锰中Mn3O4的含量在99.7wt％以上。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述铁鳞包括铁元素及杂质元素，其中，所述杂质元素包括锰、硅、钙及铝。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述铁鳞中铁元素的含量为72.706～76.813wt％；和/或，所述铁鳞中锰的含量为0.467～0.518wt％；和/或，所述铁鳞中硅的含量为0.372～0.527wt％；和/或，所述铁鳞中钙的含量为0.047～0.054wt％；和/或，所述铁鳞中铝的含量为0.045～0.050wt％。5.根据权利要求1所述的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：边宝茹，金乾，张健，宫华扬，沈保根，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：