本发明属于陶瓷材料领域,特别涉及一种磁性陶瓷材料及其制备方法。
背景技术:
陶瓷材料按性能与特征划分,可分为高温陶瓷、超硬质陶瓷、高韧陶瓷、半导体陶瓷、电解质陶瓷、磁性陶瓷和导电性陶瓷等。
随着陶瓷材料成分、结构和工艺的不断改进,具有特殊性能的新型陶瓷层出不穷,特种陶瓷材料的主要成分有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等。同时由于特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能,因此具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。
压电陶瓷材料的应用领域很广,主要包括压电驱动元件、高压瓷片电容器,以陶瓷材料为介质的高压瓷片电容器的一个主要的特点就是耐压。随着这些领域技术的快速发展,对传统的压电陶瓷材料的压电常数提出了更高的要求,特别是一些利用压电陶瓷电致伸缩特性的换能器。基于压电常数越高,相同电压驱动下的电致伸缩幅度越大,它便于降低换能器的驱动电压,减少功耗,并可以缩小设计的尺寸。
同时,应用于电致伸缩特性的压电陶瓷材料需要优良的机械韧性,能承受高频率下的机电转换。因此,急需开发具备优良断裂韧性的高压电性能的压电陶瓷材料。
技术实现要素:
针对上述的需求,本发明特别提供了一种磁性陶瓷材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种磁性陶瓷材料,由包含以下重量份的组分制成:
二氧化锆55-62份,
氧化镁20-25份,
环氧大豆油5-12份,
碳酸钙纤维5-8份,
四氧化三铁2-3份,
硫醇锑1.5-2.5份,
三氧化二锑0.5-2份,
硫化钴0.5-1份,
铜0.05-1份。
所述碳酸钙纤维的直径为8-10微米。
所述四氧化三铁为四氧化三铁纳米粒子。
所述四氧化三铁纳米粒子的粒径为5-12纳米。
一种磁性陶瓷材料的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)称取二氧化锆55-62份、氧化镁20-25份、硫醇锑1.5-2.5份、三氧化二锑0.5-2份、硫化钴0.5-1份和铜0.05-1份,在50-80℃下高速搅拌10-20分钟;
(2)在步骤1的产物中依次加入充分球磨的四氧化三铁2-3份、碳酸钙纤维5-8份和环氧大豆油5-12份,喷雾造粒,再压制成型,在1350-1380℃中烧结2-3小时,得到磁性陶瓷材料。
步骤1中所述高速搅拌的搅拌速率为7000r/min。
本发明与现有技术相比,其有益效果为:
(1)本发明制得的磁性陶瓷材料在具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点的同时,还具有一定的磁性。
(2)本发明制得的磁性陶瓷材料通过加入硫醇锑和硫化钴使材料的耐氧化性和磁性都有提高。
(3)本发明制得的磁性陶瓷材料在不同的使用环境中仍能保持良好的稳定性和耐候性。
(4)本发明的磁性陶瓷材料,其制备方法简单,易于工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
(1)称取二氧化锆55kg、氧化镁22kg、硫醇锑1.5kg、三氧化二锑0.5kg、硫化钴0.5kg和铜0.05kg,在50℃下,以7000r/min的搅拌速率,高速搅拌10分钟;
(2)在步骤1的产物中依次加入充分球磨的粒径为5纳米的四氧化三铁2kg、直径为8微米的碳酸钙纤维5kg和环氧大豆油12kg,喷雾造粒,再压制成型,在1350℃中烧结2小时,得到磁性陶瓷材料。
实施例2
(1)称取二氧化锆62kg、氧化镁25kg、硫醇锑2.5kg、三氧化二锑1kg、硫化钴1kg和铜1kg,在70℃下,以7000r/min的搅拌速率,高速搅拌20分钟;
(2)在步骤1的产物中依次加入充分球磨的粒径为8纳米的四氧化三铁3kg、直径为8微米的碳酸钙纤维6kg和环氧大豆油5kg,喷雾造粒,再压制成型,在1380℃中烧结2小时,得到磁性陶瓷材料。
实施例3
(1)称取二氧化锆58kg、氧化镁20kg、硫醇锑2kg、三氧化二锑2kg、硫化钴0.8kg和铜0.5kg,在50℃下,以7000r/min的搅拌速率,高速搅拌15分钟;
(2)在步骤1的产物中依次加入充分球磨的粒径为12纳米的四氧化三铁2kg、直径为10微米的碳酸钙纤维8kg和环氧大豆油12kg,喷雾造粒,再压制成型,在1350℃中烧结3小时,得到磁性陶瓷材料。