一种永磁铁氧体复合材料的制作方法

xiaoxiao2020-10-23  5

一种永磁铁氧体复合材料的制作方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种永磁铁氧体复合材料,属于磁性材料领域。
【背景技术】
:
[0002]一直以来,铁氧体永磁材料由于具有较高的性价比,被广泛应用于高功率、高转速、高扭矩的各类电机,如高档汽车电机(ABS电机、启动电机等)、摩托车启动电机、家用电器以及电动工具马达等领域。
[0003]烧结铁氧体磁铁可以用于各种电动机、发电机、扬声器等各种用途中。作为代表性的烧结铁氧体磁铁,已知有具有六方晶系的M型磁铁铅矿(magneto plumbite)结构的Sr铁氧体(SrFel2019)、Ba铁氧体(BaFel2019)。这些烧结铁氧体磁铁例如以氧化铁和锶(Sr)或钡(Ba)等的碳酸盐为原料,利用粉末冶金法比较廉价地制造。
[0004]目前,为了改善永磁铁氧体的综合磁性能,主要采用的方法包括:(1)寻求更加优良的配方体系,(2)在良好配方的基础上,采用合理的后加工工艺。对高性能永磁铁氧体研宄而言,配方的改善一直是主流,近年来,随着LaCo添加配方体系、CaSrLaCo主配方工艺的出现,永磁铁氧体综合磁性能取得很大的突破。然而良好的配方更需要优良的工艺与之相配合,才能发挥其最大的潜力。

【发明内容】

:
[0005]本发明目的是,用来弥补现有技术的不足,而提供一种永磁铁氧体复合材料。
[0006]为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:
[0007]一种永磁铁氧体复合材料,以重量份数计,包括三氧化二铁150-160份、纳米陶瓷10-15份、氧化镧1-4份、二氧化硅0.2-0.5份、氧化钡3_6份、氧化铝0.02-0.08份、氧化锌2-4份、碳酸锶1-4份和硬脂酸钙0.5-1.5份;
[0008]所述的铁氧体复合材料是通过以下几个步骤制备的:
[0009](I)纳米陶瓷预处理:将陶瓷置于硝酸溶液中浸泡l_2h,用水冲洗后,置于35-45°C温水中超声20-30min,烘干后粉碎得到纳米陶瓷;
[0010](2)预烧:将三氧化二铁、纳米陶瓷、氧化镧、氧化钡和氧化铝按照比例在氧气下进行预烧,预烧温度为1200-1300°C,待原料自然冷却后进行粗破碎;
[0011](3)细磨:将粗破碎后的原料与二氧化硅、氧化锌、碳酸锶和硬脂酸钙混合后,加入混合物总重1-2倍的磷酸氢二铵水溶液和混合物总重3-5倍的钢球,采用球磨机磨至浆料粒度为0.5-1.0ym;
[0012](4)成型:将浆料进行脱水处理,之后在压力为20MPa的条件下压制成型,同时添加6000-9000A/m的取向磁场,得到生坯;
[0013](5)烧结:将生坯在氮气条件下进行烧结,烧结时最高温度为800-900°C,先以10-15 0C /min快速升温至600-700 °C,随后以3-5 °C /min缓慢升温至800-900 °C,保持60-100min,随后自然降温得到铁氧体材料。
[0014]所述的一种永磁铁氧体复合材料,所述步骤(I)中硝酸溶液中硝酸的重量份数为10-15%。
[0015]所述的一种永磁铁氧体复合材料,以重量份数计,包括三氧化二铁158份、纳米陶瓷12份、氧化镧3份、二氧化硅0.3份、氧化钡5份、氧化铝0.06份、氧化锌3份、碳酸锶3份和硬脂酸钙1.2份。
[0016]所述的一种永磁铁氧体复合材料,所述步骤(3)中磷酸氢二铵水溶液中磷酸氢二铵的质量分数为0.5-1.5%。
[0017]所述的一种永磁铁氧体复合材料,预烧时间为2_3h。
[0018]所述的一种永磁铁氧体复合材料,所述粗破碎后原料过200目筛。
[0019]本发明的有益效果如下:
[0020]本发明的永磁铁氧体复合材料以三氧化二铁为主要原料,添加了纳米陶瓷,通过预烧、细磨、成型和烧结得到永磁铁氧体复合材料,剩磁、矫顽力、内禀矫顽力及最大磁能积等参数指标明显高于普通的铁氧体材料,提高了整体磁性能,能够满足较高的使用要求,经过酸处理的陶瓷致密性良好,在烧结过程中能够降低气孔率,协助晶体成型。
[0021]经检测,本发明的铁氧体材料,剩磁Br:220-280mT ;磁感矫顽力Hcb:280-350kA/m ;内禀矫顽力 Hcj:250-320kA/m ;最大磁能积(BH) max:45_48KJ/m3。
【具体实施方式】
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[0022]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
[0023]实施例1:
[0024]本实施例中,一种永磁铁氧体复合材料,以重量份数计,包括三氧化二铁150份、纳米陶瓷15份、氧化镧I份、二氧化娃0.5份、氧化钡3份、氧化铝0.08份、氧化锌2份、碳酸锶4份和硬脂酸钙1.5份;
[0025]所述的铁氧体复合材料是通过以下几个步骤制备的:
[0026](I)纳米陶瓷预处理:将陶瓷置于重量份数10-15%的硝酸溶液中浸泡l_2h,用水冲洗后,置于35-45°C温水中超声20-30min,烘干后粉碎得到纳米陶瓷;
[0027](2)预烧:将三氧化二铁、纳米陶瓷、氧化镧、氧化钡和氧化铝按照比例在氧气下进行预烧,预烧温度为1200-1300°C,预烧时间为2-3h,待原料自然冷却后进行粗破碎,过200目筛;
[0028](3)细磨:将粗破碎后的原料与二氧化硅、氧化锌、碳酸锶和硬脂酸钙混合后,加入混合物总重1-2倍的磷酸氢二铵水溶液和混合物总重3-5倍的钢球,采用球磨机磨至浆料粒度为0.5-1.0ym;
[0029](4)成型:将浆料进行脱水处理,之后在压力为20MPa的条件下压制成型,同时添加6000-9000A/m的取向磁场,得到生坯;
[0030](5)烧结:将生坯在氮气条件下进行烧结,烧结时最高温度为800-900°C,先以10-15 0C /min快速升温至600-700 °C,随后以3-5 °C /min缓慢升温至800-900 °C,保持60-100min,随后自然降温得到铁氧体材料。
[0031]其中,所述步骤(3)中磷酸氢二铵水溶液中磷酸氢二铵的质量分数为1.5%。
[0032]实施例2:
[0033]本实施中,一种永磁铁氧体复合材料,以重量份数计,包括三氧化二铁158份、纳米陶瓷12份、氧化镧3份、二氧化硅0.3份、氧化钡5份、氧化铝0.06份、氧化锌3份、碳酸锶3份和硬脂酸钙1.2份;
[0034]所述的铁氧体复合材料是通过以下几个步骤制备的:
[0035](I)纳米陶瓷预处理:将陶瓷置于重量份数10-15%的硝酸溶液中浸泡l_2h,用水冲洗后,置于35-45°C温水中超声20-30min,烘干后粉碎得到纳米陶瓷;
[0036](2)预烧:将三氧化二铁、纳米陶瓷、 氧化镧、氧化钡和氧化铝按照比例在氧气下进行预烧,预烧温度为1200-1300°C,预烧时间为2-3h,待原料自然冷却后进行粗破碎,过200目筛;
[0037](3)细磨:将粗破碎后的原料与二氧化硅、氧化锌、碳酸锶和硬脂酸钙混合后,加入混合物总重1-2倍的磷酸氢二铵水溶液和混合物总重3-5倍的钢球,采用球磨机磨至浆料粒度为0.5-1.0ym;
[0038](4)成型:将浆料进行脱水处理,之后在压力为20MPa的条件下压制成型,同时添加6000-9000A/m的取向磁场,得到生坯;
[0039](5)烧结:将生坯在氮气条件下进行烧结,烧结时最高温度为800-900°C,先以10-15 0C /min快速升温至600-700 °C,随后以3-5 °C /min缓慢升温至800-900 °C,保持60-100min,随后自然降温得到铁氧体材料。
[0040]其中,所述步骤(3)中磷酸氢二铵水溶液中磷酸氢二铵的质量分数为0.5%。
[0041]实施例3:
[0042]本实施例中,一种永磁铁氧体复合材料,以重量份数计,包括三氧化二铁160份、纳米陶瓷10份、氧化镧4份、二氧化硅0.2份、氧化钡6份、氧化铝0.02份、氧化锌4份、碳酸锶I份和硬脂酸钙0.5份;
[0043]所述的铁氧体复合材料是通过以下几个步骤制备的:
[0044](I)纳米陶瓷预处理:将陶瓷置于重量份数10-15%的硝酸溶液中浸泡l_2h,用水冲洗后,置于35-45°C温水中超声20-30min,烘干后粉碎得到纳米陶瓷;
[0045](2)预烧:将三氧化二铁、纳米陶瓷、氧化镧、氧化钡和氧化铝按照比例在氧气下进行预烧,预烧温度为1200-1300°C,预烧时间为2-3h,待原料自然冷却后进行粗破碎,过200目筛;
[0046](3)细磨:将粗破碎后的原料与二氧化硅、氧化锌、碳酸锶和硬脂酸钙混合后,加入混合物总重1-2倍的磷酸氢二铵水溶液和混合物总重3-5倍的钢球,采用球磨机磨至浆料粒度为0.5-1.0ym;
[0047](4)成型:将浆料进行脱水处理,之后在压力为20MPa的条件下压制成型,同时添加6000-9000 A/m的取向磁场,得到生坯;
[0048](5)烧结:将生坯在氮气条件下进行烧结,烧结时最高温度为800-900°C,先以10-15 0C /min快速升温至600-700 °C,随后以3-5 °C /min缓慢升温至800-900 °C,保持60-100min,随后自然降温得到铁氧体材料。
[0049]其中,所述步骤(3)中磷酸氢二铵水溶液中磷酸氢二铵的质量分数为1%。
[0050]经检测,本实施例1-3的铁氧体材料,剩磁Br:220-280mT ;磁感矫顽力Hcb:280-350kA/m ;内禀矫顽力 Hcj:250-320kA/m ;最大磁能积(BH)max:45_48KJ/m3。
[0051]上述实施例的永磁铁氧体复合材料均以三氧化二铁为主要原料,添加了纳米陶瓷,通过预烧、细磨、成型和烧结得到永磁铁氧体复合材料,剩磁、矫顽力、内禀矫顽力及最大磁能积等参数指标明显高于普通的铁氧体材料,提高了整体磁性能,能够满足较高的使用要求,经过酸处理的陶瓷致密性良好,在烧结过程中能够降低气孔率,协助晶体成型。
[0052]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种永磁铁氧体复合材料,其特征在于,以重量份数计,包括三氧化二铁150-160份、纳米陶瓷10-15份、氧化镧1-4份、二氧化娃0.2-0.5份、氧化钡3_6份、氧化铝0.02-0.08份、氧化锌2-4份、碳酸锶1-4份和硬脂酸钙0.5-1.5份; 所述的铁氧体复合材料是通过以下几个步骤制备的: (1)纳米陶瓷预处理:将陶瓷置于硝酸溶液中浸泡l_2h,用水冲洗后,置于35-45°C温水中超声20_30min,烘干后粉碎得到纳米陶瓷; (2)预烧:将三氧化二铁、纳米陶瓷、氧化镧、氧化钡和氧化铝按照比例在氧气下进行预烧,预烧温度为1200-1300°C,待原料自然冷却后进行粗破碎; (3)细磨:将粗破碎后的原料与二氧化硅、氧化锌、碳酸锶和硬脂酸钙混合后,加入混合物总重1-2倍的磷酸氢二铵水溶液和混合物总重3-5倍的钢球,采用球磨机磨至浆料粒度为 0.5-1.0 μπι ; (4)成型:将浆料进行脱水处理,之后在压力为20MPa的条件下压制成型,同时添加6000-9000A/m的取向磁场,得到生坯; (5)烧结:将生坯在氮气条件下进行烧结,烧结时最高温度为800-900°C,先以10-15 0C /min快速升温至600-700 °C,随后以3-5 °C /min缓慢升温至800-900 °C,保持60-100min,随后自然降温得到铁氧体材料。2.根据权利要求1所述的一种永磁铁氧体复合材料,其特征在于,所述步骤(I)中硝酸溶液中硝酸的重量份数为10-15%。3.根据权利要求1所述的一种永磁铁氧体复合材料,其特征在于,以重量份数计,包括三氧化二铁158份、纳米陶瓷12份、氧化镧3份、二氧化娃0.3份、氧化钡5份、氧化铝0.06份、氧化锌3份、碳酸锶3份和硬脂酸钙1.2份。4.根据权利要求1所述的一种永磁铁氧体复合材料,其特征在于,所述步骤(3)中磷酸氢二铵水溶液中磷酸氢二铵的质量分数为0.5-1.5%。5.根据权利要求1所述的一种永磁铁氧体复合材料,其特征在于,预烧时间为2-3h。6.根据权利要求1所述的一种永磁铁氧体复合材料,其特征在于,所述粗破碎后原料过200目筛ο
【专利摘要】本发明公开的是一种永磁铁氧体复合材料。材料以重量份数计,包括三氧化二铁150-160份、纳米陶瓷10-15份、氧化镧1-4份、二氧化硅0.2-0.5份、氧化钡3-6份、氧化铝0.02-0.08份、氧化锌2-4份、碳酸锶1-4份和硬脂酸钙0.5-1.5份。本发明的永磁铁氧体复合材料以三氧化二铁为主要原料,添加了纳米陶瓷,通过预烧、细磨、成型和烧结得到永磁铁氧体复合材料,剩磁、矫顽力、内禀矫顽力及最大磁能积等参数指标明显高于普通的铁氧体材料,提高了整体磁性能,能够满足较高的使用要求,经过酸处理的陶瓷致密性良好,在烧结过程中能够降低气孔率,协助晶体成型。
【IPC分类】C04B35/40, C04B35/622
【公开号】CN104891983
【申请号】CN201510240681
【发明人】周连明, 周园园, 程爱军
【申请人】南通保来利轴承有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月9日

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