一种非稀土高剩磁永磁铁氧体的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工业化工领域，尤其设计了一种非稀土高剩磁永磁铁氧体的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 永磁铁氧体材料作为磁性材料的一个重要组成部分，在家电、计算机、汽车、通信 等行业发挥着重要的作用。由于永磁铁氧体材料中不含有Ni、C〇以及稀土等高价格金属元 素，因此价格较低。又因其剩磁适中，化学稳定性好，相对质量较低，性价比高于其他永磁材 料，在市场上已占主导地位。
[0003] 永磁铁氧体应用最广泛的是锶铁氧体，属于六角晶系，称为M型六角晶系铁氧体。 六角晶体的对称性低于立方晶体，具有较大的各向异性常数，从而可制备出高矫顽力的永 磁铁氧体。一般M型六角晶系铁氧体可以表示为： MO · 6Fe203 式中M为Ba、Sr、Pb等D
[0004] 随着科技进步，电子产品不断更新换代，电子设备向着小型化、轻型化、薄型化发 展，给永磁铁氧体材料的性能提出了更高的要求。目前市场上多是通过LaCo等稀土元素的 添加提高铁氧体磁性能，由于稀土元素价格较高且波动较大，添加稀土元素的永磁铁氧体 材料成本相对较高。
[0005] 目前永磁铁氧体材料在不采用稀土取代制备时，无法在剩余磁感应强度 彡 420mT 时，同时 Hcb 彡 265kA/m，Hcj 彡 270kA/m。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的就在于提供了一种非稀土高剩磁永磁 铁氧体的制备方法，在不加入稀土元素的情况下，制备一种与现有方法永磁铁氧体材料相 比，同时具有高剩余磁感应强度Br彡420mT，较高矫顽力Hcb彡265kA/m和内禀矫顽力 Hcj彡270kA/m的永磁铁氧体材料。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种非稀土高剩磁永磁铁 氧体的制备方法，包括下列步骤： (1) 湿磨混料：以水为湿磨分散介质，将原料和一次添加剂同时加入球磨机中，进行 1~20小时的湿磨混料，获得湿磨料浆，浆烘干后粉体比表面积为l~10m 2/g ; (2) -次预烧：将混料工序所得料浆在空气中进行预烧，温度为1150~1380°C，保温时 间1~5小时，获得一次预烧料； (3) 粗粉碎：将上述一次预烧料利用球磨机粉碎，获得粗粉，同时进行粒级筛分，粒度达 到 1~6 μ m ; (4) 细磨：将粗粉碎所得粗粉添加二次添加剂采用球磨机进行细磨，以水为分散介质， 获得细磨料浆，细磨料浆烘干后粉体粒度为〇. 2~1. 0 ym，比表面积为l~12m2/g ; (5) 湿压磁场成型：采用湿法磁场成型，将上述细磨得到的细磨料浆浓缩为含水为 35~55%的成型料衆，在外加磁场为6~18kOe、成型压力为0. 1~1. Oton/cm2的条件下压制成 生坯； (6) 二次烧结：将成型所得生坯在空气中进行烧结，温度为1160~1230°C，保温时间2~6 小时，获得熟还； (7) 磨加工：采用自动磨床将熟坯进行打磨。
[0008] 通过本发明提供的制备方法，在不加入稀土元素的情况下，制备一种与现有方法 永磁铁氧体材料相比，同时具有高剩余磁感应强度Br多420mT，较高矫顽力Hcb多265kA/m 和内禀矫顽力Hcj彡270kA/m的永磁铁氧体材料。
[0009] 作为一种优选方案，所述步骤（1)中，湿磨混料根据Fe2O3与SrCO 3摩尔比 η=6· 02~6· 10 进行主料的配制，一次添加剂配比为！CaCO3=O. 1~0· 5wt%，SiO2=O. 1~0· 5wt%， Α1203=0~0· 8wt%，高岭土 =0~0· 8wt%。
[0010] 作为一种优选方案，细磨时还加入下列添加剂中的一种或两种及以上的二次添 加齐IJ :CaC03=0. 8~L 8wt%，SiO2=O. 1~0· 5wt%，H3BO3=O. 1~0· 8wt%，Α1203=0~0· 8wt%，高岭土 =0~0· 8wt%，SrC03=0~l. 8wt%，葡萄糖酸 1? =0· 1~L Owt%。
[0011] 与现有技术相比，本发明的有益效果：在不添加稀土元素的情况下，通过一次摩尔 比配比，一次添加剂、二次添加剂的添加，制备出具有高剩余磁感应强度Br彡420mT时，同 时 Hcb ^ 265kA/m，Hcj ^ 270kA/m 的永磁铁氧体。
【附图说明】
[0012] 图1为实施例1中样品退磁曲线图。
【具体实施方式】
[0013] 以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体 实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0014] 实施例1 一种非稀土高剩磁永磁铁氧体的制备方法，包括下列步骤： (1) 湿磨混料：以水为湿磨分散介质，将原料和一次添加剂同时加入球磨机中，进行 2小时的湿磨混料，获得湿磨料浆，浆烘干后粉体比表面积为2m 2/g。在本实施例中主料 铁红和碳酸锶，根据Fe2O3与SrCO 3摩尔比n=6. 08进行主料的配制，一次添加剂配比为： CaCO3=O. 2wt%? SiO2=O. 3wt°/〇 ； (2) -次预烧：将混料工序所得料浆在空气中进行预烧，温度为1315°C，保温时间3小 时，获得一次预烧料； (3) 粗粉碎：将上述一次预烧料利用球磨机粉碎，获得粗粉，同时进行粒级筛分，粒度达 到 4. 0 μ m ; (4) 细磨：将粗粉碎所得粗粉添加二次添加剂采用球磨机进行细磨，以水为分散介质， 获得细磨料浆，细磨料浆烘干后粉体粒度为〇. 7 μπι左右，浆烘干后粉体比表面积为2. 2 m2/g。添加下列二次添加剂：CaCO3=L 2wt%，Al2O3=O. lwt%，SiO2=O. 2wt%，H3BO3=O. 2wt%， SrCO3=O. 3wt%，葡萄糖酸 1? =0· 5wt% ; (5) 湿压磁场成型：采用湿法磁场成型，将上述细磨得到的细磨料浆浓缩为含水为40% 的成型料衆，在外加磁场为15kOe、成型压力为0. 35ton/cm2的条件下压制成Φ28. 5mm的圆 柱形生坯； (6) 二次烧结：将成型所得生坯在空气中进行烧结，温度为1200°C，保温时间2小时，获 得熟还； (7) 磨加工：采用自动磨床将熟坯圆柱上下表面进行打磨。
[0015] 最后得到永磁铁氧体样品。
[0016] 上述样品检测磁性能出r=422. 3mT，Hcb=266. 5kA/m，Hcj=275kA/m，（BH) max=34.01kj/m3。样品退磁曲线参见图I。
[0017] 实施例2 一种非稀土高剩磁永磁铁氧体的制备方法，包括下列步骤： (1) 湿磨混料：以水为湿磨分散介质，将原料和一次添加剂同时加入球磨机中，进行 10小时的湿磨混料，获得湿磨料浆，浆烘干后粉体比表面积为5m 2/g。在本实施例中主料 铁红和碳酸锶，根据Fe2O3与SrCO 3摩尔比n=6. 08进行主料的配制，一次添加剂配比为： CaCO3=O. 2wt%? SiO2=O. 3wt°/〇 ； (2) -次预烧：将混料工序所得料浆在空气中进行预烧，温度为1355°C，保温时间3小 时，获得一次预烧料； (3) 粗粉碎：将上述一次预烧料利用球磨机粉碎，获得粗粉，同时进行粒级筛分，粒度达 到 4. 0 μ m ; (4) 细磨：将粗粉碎所得粗粉添加二次添加剂采用球磨机进行细磨，以水为分散介质， 获得细磨料浆，细磨料浆烘干后粉体粒度为〇. 7 μπι左右，浆烘干后粉体比表面积为2. 2 m2/g。添加下列二次添加剂：CaCO3=L 4wt%，Al2O3=O. lwt%，SiO2=O. 2wt%，H3BO3=O. 2wt%， SrCO3=O. 7wt%，葡萄糖酸 1? =0· 5wt% ; (5) 湿压磁场成型：采用湿法磁场成型，将上述细磨得到的细磨料浆浓缩为含水为40% 的成型料衆，在外加磁场为15k0e、成型压力为0. 35ton/cm2的条件下压制成Φ28. 5mm的圆 柱形生坯； (6) 二次烧结：将成型所得生坯在空气中进行烧结，温度为1180°C，保温时间2小时，获 得熟还； (7) 磨加工：采用自动磨床将熟坯圆柱上下表面进行打磨。
[0018] 最后得到永磁铁氧体样品。
[0019] 上述样品检测磁性能：Br=424. lmT，Hcb=267. 4kA/m，Hcj=279. 4kA/m，（BH) max=34kJ/m3〇
[0020] 实施例3 一种非稀土高剩磁永磁铁氧体的制备方法，包括下列步骤： (1) 湿磨混料：以水为湿磨分散介质，将原料和一次添加剂同时加入球磨机中，进行 10小时的湿磨混料，获得湿磨料浆，浆烘干后粉体比表面积为5m 2/g。在本实施例中主料 铁红和碳酸锶，根据Fe2O3与SrCO 3摩尔比n=6. 08进行主料的配制，一次添加剂配比为： CaCO3=O. 2wt%? SiO2=O. 3wt°/〇 ； (2) -次预烧：将混料工序所得料浆在空气中进行预烧，温度为1355°C，保温时间3小 时，获得一次预烧料； (3) 粗粉碎：将上述一次预烧料利用球磨机粉碎，获得粗粉，同时进行粒级筛分，粒度达 到 4· O μ m ; (4) 细磨：将粗粉碎所得粗粉添加二次添加剂采用球磨机进行细磨，以水为分散介质， 获得细磨料浆，细磨料浆烘干后粉体粒度为〇. 7 μ m左右，浆烘干后粉体比表面积为2. 2 m2/ g。添加下列二次添加剂：CaC03=l. 2wt%，SiO2=O. 3wt%，H3BO3=O. 2wt%，SrCO3=O. 5wt%，葡萄糖 酸 1? =0· 5wt% ; (5) 湿压磁场成型：采用湿法磁场成型，将上述细磨得到的细磨料浆浓缩为含水为40% 的成型料衆，在外加磁场为15k0e、成型压力为0. 35ton/cm2的条件下压制成Φ28. 5mm的圆 柱形生坯； (6) 二次烧结：将成型所得生坯在空气中进行烧结，温度为1180°C，保温时间2小时，获 得熟还； (7) 磨加工：采用自动磨床将熟坯圆柱上下表面进行打磨。
[0021] 最后得到永磁铁氧体样品。
[0022] 上述样品检测磁性能：Br=424. lmT，Hcb=266. 2kA/m，Hcj=281. 9kA/m，（BH) max=33. 7kJ/m3。
[0023] 实施例4 一种非稀土高剩磁永磁铁氧体的制备方法，包括下列步骤： (1) 湿磨混料：以水为湿磨分散介质，将原料和一次添加剂同时加入球磨机中，进行 10小时的湿磨混料，获得湿磨料浆，浆烘干后粉体比表面积为5m 2/g。在本实施例中主料 铁红和碳酸锶，根据Fe2O3与SrCO 3摩尔比n=6. 08进行主料的配制，一次添加剂配比为： CaCO3=O. 2wt%? SiO2=O. 3wt°/〇 ； (2) -次预烧：将混料工序所得料浆在空气中进行预烧，温度为1315°C，保温时间3小 时，获得一次预烧料； (3) 粗粉碎：将上述一次预烧料利用球磨机粉碎，获得粗粉，同时进行粒级筛分，粒度达 到 4. 0 μ m ; (4) 细磨：将粗粉碎所得粗粉添加二次添加剂采用球磨机进行细磨，以水为分散介质， 获得细磨料浆，细磨料浆烘干后粉体粒度为0. 7 μ m左右，浆烘干后粉体比表面积为2. 2 m2/ g。添加下列二次添加剂：CaC03=l. 4wt%，Al2O3=O. lwt%，SiO2=O. 2wt%，H3BO3=O. 2wt%，葡萄糖 酸隹丐=0. 5wt% ; (5) 湿压磁场成型：采用湿法磁场成型，将上述细磨得到的细磨料浆浓缩为含水为40% 的成型料楽，在外加磁场为15k0e、成型压力为0. 35ton/cm2的条件下压制成Φ28