一种提高永磁铁氧体剩磁和内禀矫顽力的方法
【专利摘要】一种提高永磁铁氧体剩磁和内禀矫顽力的方法，包括以下步骤：（1）配料：取永磁铁氧体预烧料粉，加入碳酸钙和氯化钠，得永磁铁氧体预烧料混合粉；（2）球磨：加入水，球磨至平均粒度≤0.95μm，得永磁铁氧体料浆；（3）沉淀过滤：将料浆沉淀，过滤，得成型料浆；（4）注模成型：将成型料浆注入模具，在磁场条件下加压成型，得成型生坯；（5）烧结：将成型生坯在1100～1200℃下烧结，得永磁铁氧体磁体毛坯。本发明方法通过在球磨过程中添加碳酸钙和氯化钠，实现了既提高永磁铁氧体剩磁又保持较高内禀矫顽力，制得了Br为4300～4400GS和Hcj为4600～4900Oe的高性能永磁铁氧体。
【专利说明】一种提高永磁铁氧体剩磁和内稟矫顽力的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种提高永磁铁氧体磁性能的方法，具体涉及一种提高永磁铁氧体剩 磁和内禀矫顽力的方法。
【背景技术】
[0002] 近年来随着产品小型化、轻型化、薄型化以及环保节能要求的不断提高，对永磁 铁氧体材料的性能提出了更高的要求。M型永磁铁氧体属六角晶系，因其具有很高的单轴磁 晶各向异性、优越的性价比、较高的居里温度以及化学稳定性等特点，被作为一种重要的永 磁材料和磁记录材料，广泛应用于家电、计算机、汽车、通信等各个领域。探索和研发高性能 永磁铁氧体材料及其制备技术，对改善目前高端铁氧体产品的结构构成，有着重要的创新 意义，一直以来也都是磁性材料研宄领域的重点之一。
[0003] 现有提高永磁铁氧体剩磁和内禀矫顽力Hcj的方法主要是在制造永磁铁氧体的 球磨阶段单独或者混合添加碳酸钙、石英砂、氧化铝、氧化铬或高岭土。
[0004] 在单独或者混合添加氧化铝、氧化铬、高岭土的情况下，磁体内禀矫顽力Hcj随着 添加量的增加而不断提高，但是当这些材料添加的总重量超过永磁铁氧体主原料重量的 〇. 3%时，永磁铁氧体的剩磁会明显降低，因此，单独或者混合添加氧化铝、氧化铬、高岭土难 以在获得尚内票矫顽力Hcj的情况下使磁体的综合性能有效提尚。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种既提高永磁铁氧体剩磁又保持较高内禀 矫顽力的方法。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种提高永磁铁氧体剩磁和内禀 矫顽力的方法，包括以下步骤： (1) 配料：取永磁铁氧体预烧料粉置于球磨罐中，加入相当于其质量〇. 15?0. 35% (优 选0. 20?0. 30%，更优选0. 25%)的碳酸钙和相当于其质量0. 4?3. 0% (优选0. 5?2. 5%， 更优选1. 0%)的氯化钠，得永磁铁氧体预烧料混合粉； (2) 球磨：在步骤（1)所得永磁铁氧体预烧料混合粉中加入相当于其质量1. 5?2. 0倍 的水，球磨至平均粒度< 0. 95 μ m，得永磁铁氧体预烧料料衆； (3) 沉淀过滤：将步骤（2)所得永磁铁氧体预烧料料浆沉淀3?5h，过滤至含水量为 30?40wt% (优选32?36wt%)，得成型料衆； (4) 注模成型：将步骤（3)所得成型料浆注入模具，在磁场强度500?540kA/m的条件 下加压13?18MPa压力成型，得成型生坯； (5) 烧结：将步骤（4)所得成型生坯置于电窑中，在温度达到1100?1200°C (优选 1130?1180°C)后烧结10?15 (优选11?14h)，得永磁铁氧体磁体毛坯。
[0007] 进一步，步骤（1)中，所述永磁铁氧体预烧料粉为北矿磁材生产12. 1系列预烧料。
[0008] 步骤（3)中，所述沉淀和过滤都在沉淀塔中完成。
[0009] 进一步，步骤（4)中，所述加压的压力是14?17MPa，成型生坯的大小为直径 27. 0?28. Omm的圆饼。
[0010] 研宄表明，本发明方法中添加了碳酸钙和氯化钠，可以大大提高了铁氧体的磁性 能，因为添加的碳酸钙，在高温下会分解成氧化钙，氧化钙在较低的温度下即成熔融状态， 可降低烧结温度，有利于固相反应，增加了烧结体的致密度，进而提高剩磁和内禀矫顽力； 添加的氯化钠在烧结过程中会液化，提高表面张力，减小晶粒间缝隙，有利于晶粒间收缩靠 拢，提高密度，改善铁氧体的内在结构进而提高剩磁和内禀矫顽力。但是在含有锶的永磁铁 氧体预烧料，比如北矿预烧料12. 1系列中，随着碳酸钙的增加，钙离子会取代锶离子，致使 晶粒胀大，降低了内禀矫顽力，因此，碳酸钙的用量需要控制在相当于永磁铁氧体预烧料质 量0. 15?0. 35%的范围内；而随着氯化钠的增加，减小晶粒间缝隙作用会减弱直至不起作 用，反而不利于晶粒间收缩靠拢，因此，氯化钠的用量需要控制在相当于永磁铁氧体预烧料 质量〇. 4?3. 0%的范围内。
[0011] 本发明的有益效果是：本发明方法通过在球磨过程中同时添加碳酸钙和氯化钠， 获得的产品磁性能优于单独添加碳酸钙或氯化钠的产品，且永磁铁氧体的磁性能得到显著 提高；特别是当相对于预烧料质量，碳酸钙的添加量为〇. 20?0. 30%，氯化钠为0. 5?2. 5% 时，效果更好，获得了 Br为4300?4400Gs，Hcj为4600?49000e的高性能永磁铁氧体。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0013] 实施例1 (1)配料：选取I kg永磁铁氧体预烧料粉：北矿预烧料12. 1系列（主要成分为SrO和 Fe2O3)作为主原料置于球磨罐中，加入2. 5g碳酸钙和IOg氯化钠，得永磁铁氧体预烧料混 合粉；（2)球磨：在步骤（1)所得永磁铁氧体预烧料混合粉中加入I. 5kg水，球磨至平均粒 度0. 85 μ m，得永磁铁氧体预烧料料衆；（3 )沉淀过滤：将步骤（2 )所得永磁铁氧体预烧料料 浆在沉淀塔中沉淀4h，用沉淀箱过滤至含水量为32wt%，得成型料浆；（4)注模成型：将步骤 (3)所得成型料浆注入模具，在磁场强度为530kA/m的条件下在150T湿式成型压机中加压 16MPa成型为直径Φ27. Imm的圆饼，得成型生坯；（5)烧结：将步骤（3)所得成型生坯置于 电窑中，在1160°C下烧结12h，得永磁铁氧体磁体毛坯。
[0014] 将本实施例所得永磁铁氧体磁体毛坯的上下两表面磨削抛光，采用TYU-2000型 磁性材料自动测量装置对制得的产品的磁性能进行测试，测试结果参见表1。
[0015] 实施例2 (1)配料：选取I kg永磁铁氧体预烧料粉：北矿预烧料12. 1系列（主要成分为SrO和 Fe2O3)作为主原料置于球磨罐中，加入2. Og碳酸钙和15g氯化钠，得永磁铁氧体预烧料混 合粉；（2)球磨：在步骤（1)所得永磁铁氧体预烧料混合粉中加入2kg水，球磨至平均粒度 0. 85 μ m，得永磁铁氧体预烧料料衆；（3 )沉淀过滤：将步骤（2 )所得永磁铁氧体预烧料料衆 在沉淀塔中沉淀3h，用沉淀箱过滤至含水量为34wt%，得成型料浆；（4)注模成型：将步骤 (3)所得成型料浆注入模具，在磁场强度为530kA/m的条件下在150T湿式成型压机中加压 16. 5MPa成型为直径Φ27. Imm的圆饼，得成型生坯；（5)烧结：将步骤（3)所得成型生坯置 于电窑中，在1170°C下烧结11. 5h，得永磁铁氧体磁体毛坯。
[0016] 将本实施例所得永磁铁氧体磁体毛坯的上下两表面磨削抛光，采用TYU-2000型 磁性材料自动测量装置对制得的产品的磁性能进行测试，测试结果参见表1。
[0017] 实施例3 (1)配料：选取I kg永磁铁氧体预烧料粉：北矿预烧料12. 1系列（主要成分为SrO和 Fe2O3)作为主原料置于球磨罐中，加入3. Og碳酸钙和20g氯化钠，得永磁铁氧体预烧料混 合粉；（2)球磨：在步骤（1)所得永磁铁氧体预烧料混合粉中加入I. 5kg水，球磨至平均粒 度0. 85 μ m，得永磁铁氧体预烧料料衆；（3 )沉淀过滤：将步骤（2 )所得永磁铁氧体预烧料料 浆在沉淀塔中沉淀4h，用沉淀箱过滤至含水量为32wt%，得成型料浆；（4)注模成型：将步骤 (3)所得成型料浆注入模具，在磁场强度为520kA/m的条件下在150T湿式成型压机中加压 HMPa成型为直径Φ27. Imm的圆饼，得成型生坯；（5)烧结：将步骤（3)所得成型生坯置于 电窑中，在1145°C下烧结llh，得永磁铁氧体磁体毛坯。
[0018] 将本实施例所得永磁铁氧体磁体毛坯的上下两表面磨削抛光，采用TYU-2000型 磁性材料自动测量装置对制得的产品的磁性能进行测试，测试结果参见表1。
[0019] 对比例1 采用与实施例1相同的主原料和工艺，区别仅在于：在球磨时不添加任何配料。
[0020] 将本对比例所得永磁铁氧体磁体毛坯的上下两表面磨削抛光，采用TYU-2000型 磁性材料自动测量装置对制得的产品的磁性能进行测试，测试结果参见表1。
[0021] 对比例2 采用与实施例1相同的主原料和基本相同的工艺，区别仅在于：在球磨时添加的配方 料为相当于永磁铁氧体预烧料粉0. 25%的碳酸钙（2. 5g)。
[0022] 将本对比例所得永磁铁氧体磁体毛坯的上下两表面磨削抛光，采用TYU-2000型 磁性材料自动测量装置对制得的产品的磁性能进行测试，测试结果参见表1。
[0023] 对比例3 采用与实施例1相同的主原料和基本相同的工艺，区别仅在于：在球磨时添加的配方 料为相当于永磁铁氧体预烧料粉1. 0%的氯化钠（l〇g)。
[0024] 将本对比例所得永磁铁氧体磁体毛坯的上下两表面磨削抛光，采用TYU-2000型 磁性材料自动测量装置对制得的产品的磁性能进行测试，测试结果参见表1。
[0025] 表1实施例1?3和对比例1?3所得永磁铁氧体磁体毛坯磁性能对比表
【权利要求】
1. 一种提高永磁铁氧体剩磁和内禀矫顽力的方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 配料：取永磁铁氧体预烧料粉置于球磨罐中，加入相当于其质量0. 15?0. 35%的 碳酸钙和相当于其质量〇. 4?3. 0%的氯化钠，得永磁铁氧体预烧料混合粉； (2) 球磨：在步骤（1)所得永磁铁氧体预烧料混合粉中加入相当于其质量1. 5?2. 0倍 的水，球磨至平均粒度< 0. 95 ym，得永磁铁氧体预烧料料衆； (3) 沉淀过滤：将步骤（2)所得永磁铁氧体预烧料料浆沉淀3?5h，过滤至含水量为 30?40wt%，得成型料衆； (4) 注模成型：将步骤（3)所得成型料浆注入模具，在磁场强度500?540kA/m的条件 下加压13?18MPa压力成型，得成型生坯； (5) 烧结：将步骤（4)所得成型生坯置于电窑中，在温度达到1100?1200°C后烧结 10?15h，得永磁铁氧体磁体毛坯。
2. 根据权利要求1所述提高永磁铁氧体剩磁和内禀矫顽力的方法，其特征在于：步骤 (1)中，所述碳酸钙的加入量相当于永磁铁氧体预烧料粉质量的〇. 20?0. 30%，氯化钠的加 入量相当于永磁铁氧体预烧料粉质量的〇. 5?2. 5%。
3. 根据权利要求2所述提高永磁铁氧体剩磁和内禀矫顽力的方法，其特征在于：步骤 (1)中，所述碳酸妈的加入量相当于永磁铁氧体预烧料粉质量的0. 25%，氯化钠的加入量相 当于永磁铁氧体预烧料粉质量的1. 0%。
4. 根据权利要求1?3之一所述提高永磁铁氧体剩磁和内禀矫顽力的方法，其特征在 于：步骤（3)中，过滤至含水量为32?36wt%。
5. 根据权利要求1?3之一所述提高永磁铁氧体剩磁和内禀矫顽力的方法，其特征在 于：步骤（4)中，所述加压的压力是14?17MPa。
6. 根据权利要求1?3之一所述提高永磁铁氧体剩磁和内禀矫顽力的方法，其特征在 于：步骤（5)中，所述烧结的温度为1130?1180°C。
7. 根据权利要求1?3之一所述提高永磁铁氧体剩磁和内禀矫顽力的方法，其特征在 于：步骤（5)中，所述烧结的时间为11?14h。
8. 根据权利要求1?3之一所述提高永磁铁氧体剩磁和内禀矫顽力的方法，其特征在 于：步骤（1)中，所述永磁铁氧体预烧料粉为北矿磁材生产12. 1系列预烧料。
【文档编号】C04B35/26GK104446418SQ201410755447
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月11日 优先权日:2014年12月11日
【发明者】汪德良, 郑亮, 张铁军 申请人:湖南航天磁电有限责任公司