本发明专利技术公开了一种永磁铁氧体材料添加剂，属于永磁铁氧体材料领域，这种添加剂组成式为MxBySizO(x+2z+3y/2)或MxBySizO(3x/2+2z+3y/2)，其中x，y，z分别表示按摩尔数计的各元素的加入比例，x＝0.5～5，y＝0.01～2.5，z＝0.01～2，M为Sr，Ba，Ca中的一种或几种，或La，该添加剂还进一步包括组成式为WnFemO(n+3m/2)的软磁铁氧体成分，其中m，n分别表示按摩尔数计的各元素的加入比例，n＝0.5～2，m＝1～4，m∶n＝1.8～2.2，W为Mn，Co，Zn，Ni，Cu中的一种或几种，两类成分能产生耦合作用，在原有材料磁性能的基础上，实现了材料磁性能的显著改善。
Permanent ferrite material additive, preparation method and application thereof
The invention discloses a permanent ferrite additive, which belongs to the field of permanent magnetic ferrite material, the additive composition is MxBySizO (x+2z+3y/2) or MxBySizO (3x/2+2z+3y/2), including X, y, Z said, the total number of massage elements adding proportion respectively, x = 0.5 ~ 5, y = 0.01 - 2.5, Z = 0.01 ~ 2 M, Sr, Ba, one or several, Ca or La, the additive composition may further include type WnFemO (n+3m/2) soft ferrite components, including m, n said, the number of elements massage adding proportion respectively, n = from 0.5 to 2, M = 1 ~ 4, M: n = 1.8 ~ 2.2 W, Mn, Co, Zn, Ni, one or several Cu, two kinds of components can produce coupling, based on the original magnetic properties of materials, can significantly improve the magnetic properties of materials.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种永磁铁氧体添加剂，特别涉及一种能明显提高磁性能，且成本低 廉的永磁铁氧体材料添加剂，并涉及这种添加剂的制备方法及应用。
技术介绍
铁氧体按照其特性和用途，一般分为永磁、软磁、矩磁、旋磁和压磁铁氧体等五类， 其中，高性能永磁铁氧体，因其具有较高的剩余磁感应强度、较强的抗退磁性能以及制造成 本低廉等优势，广泛应用于电子、信息、摩托车、汽车、电动工具等行业。大量使用的铁氧体 材料，是具有M型磁铅石结构的Sr铁氧体(SrFe12O19)和Ba铁氧体(Ba Fe12O19)，这些铁氧体 是以氧化铁和Sr或Ba的碳酸盐为原料，用粉末冶金法制造而成，首先，将氧化铁、碳酸锶或 碳酸钡等原料进行混合，通过预烧，发生初步的固相反应，得到预烧料块(或料球)，将其粗 破碎，然后以水为介质，将其细粉碎到平均粒径为0. 5 0. 7 μ m的颗粒。在细粉碎过程中， 常常加入可以控制产品晶粒生长、提高产品致密度从而改善材料磁性能的添加剂，如SiO2, SrCO3, CaCO3, H3BO3, Al2O3，Cr2O3等添加剂，然后，将磨好的料浆在磁场中成型，将所得的坯体 烧结、磨成规定的形状，制成永磁铁氧体磁体。永磁铁氧体磁体的最终磁性能，一般是由剩磁Br，内禀矫顽力1^来衡量。近年来， 汽车电机的小型化、轻量化、电气设备用电机的高效率化，要求永磁铁氧体保持高剩磁Br 的同时，具有更强的抗退磁能力，即材料的内禀矫顽力氏要求高。当材料的磁性能达到一定程度后，很难进一步提高。如果要进一步提高，通常的 做法是将料浆进一步磨细，如专利申请号为200910095297. 3的中国专利申请，其技术方案 为在预烧后球磨的粒度控制为0. 65 μ m以下，而实际上，如果在经湿式微粉碎而得到的料 浆中的微粒平均粒径低于0.7μπι时，料浆在磁场中成型时，排水的时间明显增加，成型效 率大大下降，这将导致磁铅石型烧结永磁铁氧体磁体的制造成本增加；如采用平均粒径为 0. 7μπι以上的料浆在磁场中成型，则成型效率将明显提高，但本领域公知的，永磁铁氧体的 磁性能会随料浆的平均粒度的增加而降低。专利申请号为02116956. X的中国专利，提到了一种加入添加剂提高永磁铁氧体 剩磁的方法，它主要是针对YF30(即用铁鳞制备的预烧料粉)这类中低端预烧料，该添加剂 的组成为MxSiY0z，M为Fe，Nd，Pr，Mn，Sr，C中的1 6多种的混合物，该组成不含有B元 素，且其提高材料磁性能的幅度不是特别大，如该专利技术中提到，在原料及基本工艺过程相同 的情况下，使用该专利技术的添加剂MxSiY0z，有利于提高剩磁和磁能积，加入前后对比，剩磁在 3600 4100Gs的基础上提高50 150Gs，在改善材料磁性能幅度相对较大的实例2 使 用Y30预烧料作为原料，二次工艺配方是添加质量分数为1 %的碳酸钙、为0. 5%的高岭土， 在此基础上，应用MxSiY0z添加剂前后产生的结果，其统计平均值的对比表明，产品的Br从 3940Gs 提高到了 4090Gs，但 Hcj 从 30800e 降到了 30500e。已知的以La3+，Co2+等离子，部分置换Sr-Fe的配方技术，大幅度地提高了永磁铁 氧体材料的磁性能，如中国申请专利CN200510006196. 6，CN00801815. 4等，但因加了较多的Co等贵重金属元素，其生产成本较高。专利申请号为200610048970.4的中国专利提到了一种具有交换耦合作用，促使 剩磁增强的特殊添加剂，该专利中，提到了这种特殊添加剂L的成分组成，除了含有Fe，Sr 以及Al，Ca, Mn, Co, Ni, La等金属离子外，还含有Si，P，S等非金属元素，其中没有提到这 种特殊添加剂L的制备工艺，从该专利提到的特殊添加剂L的成分范围以及该专利的表2 中的相关数据，可以看出，这种特殊添加剂L具有高性能永磁铁氧体材料的特征，且在其实 施例中，产品获得的磁性能不是特别高，其实施例涉及的图或表中的Br为4100-430068，Η^ 为 3400-35000e。1991年德国的Kneller等人从理论上阐述了软、硬磁性相晶粒之间的交换耦合作 用，可使材料同时具有硬磁相的高矫顽力和软磁相的高剩磁，因此具有很高的磁能积，有可 能发展成为新一代的永磁材料，近年来，对金属纳米复合磁体Nd2Fe14B/α-Fe研究的较多， 但对永磁铁氧体与软磁相的耦合方面研究的较少，主要原因是，难以找到一种合适的方法， 实现永磁铁氧体与软磁铁氧体成分的耦合。据报道，南京大学的刘先松等人用sol-gel方法制备出了软磁相与永磁铁氧体相 复合而成的M型锶铁氧体，并探讨了纳米晶Y -Fe2O3与SrFe12O19复合相的磁性交换耦合作 用，但在其结论1中提到“在六角铁氧体周围，尚有粒径为40nm左右小颗粒，估计是尚未 完全反应的Y_Fe203”，该文中也提到“晶粒界面接触越多，直接耦合就越多，交换耦合作 用就越强，因此，压成薄片的样品，发生交换耦合作用越强”，所获得的样品磁性能就应该越 高，但其表1中数据表明，在Y-Fe2O3与SrFe12O19两相均存在的温度，700 800°C之间， 薄片样品的磁性能，不及粉末样品的磁性能，但文中未对产生这种情况的原因进行说明，另 外，该工艺与现有制造永磁铁氧体产品的陶瓷工艺相比，工艺更复杂，生产成本更高。Rams等人的实验表明，B3+可以取代磁铅石结构中尖晶石块里八面体晶位上的 Fe3+，使两种次晶格上的磁矩变大，饱和磁感应强度和剩磁均增大，但公知的传统永磁铁氧 体的生产工艺是，在细粉碎阶段，添加质量分数为0. 1 % 0. 5 %的H3BO3或B2O3，在料 球水的质量分数比为1 4 1.5的常规细粉碎工艺条件下，所添加WH3BO3或B2O3将全 部溶于水中，料浆滤水，成型排水等生产过程中，溶于水中的H3BO3将会随水流失，只有十分 微量的B3+实际进入产品。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能明显提高磁性能且成本低廉的永磁铁氧体材料添加 剂。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的一种永磁铁氧体材料添加剂，包括组成式为MxBySiz0(x+2z+3y/2)的成分，其中X，y，ζ分 别表示按摩尔数计的各元素的加入比例，χ = 0. 5 5，y = 0. 01 2. 5，ζ = 0. 01 2，M 为Sr，Ba，Ca中的一种或几种；或者其组成式为MxBySiz0(3x/2+2z+3y/2)的成分，其中x，y，z分别 表示按摩尔数计的各元素的加入比例，χ = 0. 5 5，y = 0. 01 2. 5，ζ = 0. 01 2，M为 L 3. ο作为优先还包括耦合的组成式为WnFem0(n+3m/2)的软磁铁氧体成分，其中m，η分别 表示按摩尔数计的各元素的加入比例，η = 0. 5 2，m = 1 4，m η = 1. 8 2. 2，W为Mn，Co，Zn，Ni，Cu中的一种或几种。进一步的M为Sr，且χ = 1，y = 2，ζ = 0. 67 ；并包括与其耦合的组成式为 WnFemO(n+3m/2)的软磁铁氧体成分，其中W为Mn，m = 2，η = 0. 95。进一步的Μ为La，且χ = 4，y = 2，ζ = 本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种永磁铁氧体材料添加剂，包括组成式为ＭｘＢｙＳｉｚＯ（ｘ＋２ｚ＋３ｙ／２）的成分，其中ｘ，ｙ，ｚ分别表示按摩尔数计的各元素的加入比例，ｘ＝０．５～５，ｙ＝０．０１～２．５，ｚ＝０．０１～２，Ｍ为Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ中的一种或几种；或者其组成式为ＭｘＢｙＳｉｚＯ（３ｘ／２＋２ｚ＋３ｙ／２）的成分，其中ｘ，ｙ，ｚ分别表示按摩尔数计的各元素的加入比例，ｘ＝０．５～５，ｙ＝０．０１～２．５，ｚ＝０．０１～２，Ｍ为Ｌａ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王自敏，李春明，贺大松，李恩田，张云程，任新民，陈华容，谢瑞兵，
申请(专利权)人：宜宾职业技术学院，
类型：发明
国别省市：51
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