CN101468916A

CN101468916A - 钙永磁铁氧体材料

Info

Publication number: CN101468916A
Application number: CNA2008100618507A
Authority: CN
Inventors: 卢杨成; 卢阳春; 赵国法
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-05-22
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2009-07-01

Abstract

本发明公开了一种钙永磁铁氧体材料，所述钙永磁铁氧体材料的配方除铁的氧化物外，其余部分的主要成分是氧化钙。采用价格低廉的氧化钙来取代或部分取代价格昂贵的氧化锶、氧化钡来生产永磁铁氧体材料，所生产的钙永磁铁氧体材料的磁性能与锶钡永磁铁氧体材料保持基本一致而成本显著降低，稳定性好。同时，本发明钙永磁铁氧体材料的配方简单，使用常规的工艺方法即可生产，产品不但成本低，而且具有高的剩磁、内稟矫顽力及最大磁能积，是一种替代传统的锶钡永磁铁氧体材料的新型永磁铁氧体材料。

Description

钙永磁铁氧体材料

技术领域

本发明涉及一种铁氧体材料，尤其是一种性能好、成本低、适用范围广的钙永磁铁氧体材料。

背景技术

Sr、Ba等铁氧体永磁属主轴型六角晶系铁氧体，它们的晶体结构与天然磁铅石同型，所以又称为磁铅石型铁氧体，磁铅石型铁氧体可以进行多种离子代换。几十年来，从事磁学与磁性材料研制生产的科技人员一直致力于离子代换的试验与研究，通过多种离子代换的方法来达到改善材料的磁性能以及降低生产成本的目的。另外，近年来的研究表明，少量添加稀土氧化物或进一步采用La、Co离子组合代换可以增大矫顽力而又不影响剩磁，从而显著提高最大磁能积，此外，往往还可扩展烧结温度的范围，有利于提高产品的批量合格率。因此，现有的永磁铁氧体材料大都使用Sr、Ba、Co、Bi等贵重金属材料，以提高永磁铁氧体材料的性能。但在永磁铁氧体材料的性能得以提高的同时，也使得高性能永磁铁氧体材料的生产成本居高不下。公开日为2008年1月16日、公开号为CN101106001A的专利文件公开了一种低温度系数永磁铁氧体材料及制造方法，其主相为磁铅石结构，采用Ca、Na、Pb、K等元素来取代Co、La、Bi等贵金属元素，降低了永磁铁氧体材料的温度系数及材料成本。但该专利的材料配方及生产工艺复杂，在一定程度上影响了其产品生产成本的降低。

发明内容

本发明为解决目前永磁铁氧体材料添加贵金属元素，生产成本高的问题而提供一种低成本、具有高的剩磁、内稟矫顽力及最大磁能积的钙永磁铁氧体材料。

本发明为达到上述技术目的所采用的具体技术方案为：一种钙永磁铁氧体材料，其特征是：所述钙永磁铁氧体材料的配方除铁的氧化物外，其余部分的主要成分是氧化钙(CaO)。采用价格低廉的氧化钙来取代或部分取代价格昂贵的氧化锶、氧化钡来生产永磁铁氧体材料，所生产的钙永磁铁氧体材料的磁性能与锶钡永磁铁氧体材料保持基本一致而成本显著降低，稳定性好。

作为优选，铁的氧化物与氧化钙的摩尔比是5.5至6.5比1。对于生产各向同性的永磁铁氧体材料来说，氧化钙可以完全取代氧化锶，其永磁铁氧体材料配方中铁的氧化物与氧化钙的摩尔比控制在5.5至6.5比1，可以使生产出的钙永磁铁氧体材料各向同性磁性能高，稳定性好，尽管成型时将材料经过800kA/m的取向磁场取向，但始终保持各向同性的性能参数。同时在目前的情况下，锶铁氧体投料用的碳酸锶(SrCO₃)材料，单价为每吨5000元，而钙铁氧体投料用的碳酸钙(CaCO₃)材料，单价为每吨400元，从而大大地降低了生产成本。

作为优选，铁的氧化物为氧化铁(Fe₂O₃)。铁的氧化物也可以采用铁鳞7(Fe₃O₄)等其他铁源，采用铁鳞或其他铁源时，按氧化成Fe₂O₃计算配方。

对于生产各向异性的永磁铁氧体材料来说，钙永磁铁氧体材料的配方成分中包括氧化锶(SrO)，以氧化钙为主，其分子式为：[CaO_(0.5～0.9)SrO_(0.5～0.1)]·(5.5～6.5)Fe₂O₃，铁鳞按氧化成Fe₂O₃计算配方。此比例生产出的永磁铁氧体材料经取向磁场取向成型后，具有各向异性锶钡永磁铁氧体材料所具有的良好的磁性能，同时由于使用了成本低廉的氧化钙，其产品成本明显降低。

作为优选，钙永磁铁氧体材料的配方中，还包括总重量的0.3％至3％的氧化镧(La₂O₃)。添加氧化镧的目的是增加铁氧体材料的溶解度，提高永磁铁氧体材料的磁性能。

作为优选，钙永磁铁氧体材料的配方中，还包括总重量的0.3％至1％的高岭土。添加高岭土的目的是降低铁氧体材料的烧结温度，提高产品的合格率。

本发明的有益效果是：它有效地解决了目前一般永磁铁氧体材料添加贵金属元素，生产成本高的问题。同时，本发明钙永磁铁氧体材料的配方简单，使用常规的工艺方法即可生产，产品不但成本低，而且具有高的剩磁、内稟矫顽力及最大磁能积，是一种替代传统的锶钡永磁铁氧体材料的新型永磁铁氧体材料。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明技术方案的具体实施方式作进一步的说明。

实施例1

各向同性的钙永磁铁氧体材料配方如下：配方采用氧化铁(Fe₂O₃)与氧化钙(CaO)两种主料，氧化铁(Fe₂O₃)与氧化钙(CaO)的摩尔比为6比1，另外加入两种添加剂，为总重量的0.5％的氧化镧(La₂O₃)及总重量0.7％的高岭土，其中0.7％的高岭土分两次加入，第一次配料时加入0.3％。

配料后，由强混机混合10分钟，压制成蜂窝状饼，进入煤气窑预烧，在1200℃的温度下连续烧结，生成永磁钙铁氧体预烧料，经二次破碎，再添加剩下的0.4％高岭土，湿磨至1.0u，出料沉淀、成型，通过煤窑1220℃～1250℃烧结、磨加工，再进行性能测试，其磁性能参数达到要求的即为成品。按此配方及工艺生产的各向同性的钙永磁铁氧体材料的主要性能指标如下：

剩磁Br：220～230mT；

磁感矫顽力Hcb：150～160kA/m；

内禀矫顽力Hcj：190～210kA/m；

最大磁能积(BH)max：8～9.5kJ/m³

实施例2

各向异性的钙永磁铁氧体材料配方如下：配方采用氧化铁(Fe₂O₃)与氧化钙(CaO)及氧化锶(SrO)三种主料，氧化锶和氧化钙的总和与氧化铁(Fe₂O₃)的摩尔比是1比6，氧化锶(SrO)与氧化钙(CaO)的摩尔比是0.4比0.6，另外加入两种添加剂，为总重量的0.3％的氧化镧(La₂O₃)、总重量0.7％的高岭土，其中0.7％的高岭土分两次加入，第一次配料时加入0.3％。

配料后，由强混机混合10分钟，压制成蜂窝状饼，进入煤气窑预烧，在1200℃的温度下连续烧结，生成永磁钙铁氧体预烧料，经二次破碎，再添加剩下的0.4％高岭土，湿磨至1.0u，出料沉淀、成型，通过煤窑1220℃～1250℃烧结、磨加工，再进行性能测试，其磁性能参数达到要求的即为成品。按此配方及工艺生产的各向异性的钙永磁铁氧体材料的主要性能指标如下：

剩磁Br：≥391mT；

磁感矫顽力Hcb：≥220kA/m；

内禀矫顽力Hcj：≥230kA/m；

最大磁能积(BH)max：≥28.0kJ/m³。

Claims

1.一种钙永磁铁氧体材料，其特征是：所述钙永磁铁氧体材料的配方除铁的氧化物外，其余部分的主要成分是氧化钙(CaO)。

2.根据权利要求1所述的钙永磁铁氧体材料，其特征在于所述铁的氧化物与氧化钙的摩尔比是5.5至6.5比1。

3.根据权利要求1或2所述的钙永磁铁氧体材料，其特征在于所述铁的氧化物为氧化铁(Fe₂O₃)或铁鳞(Fe₃O₄)。

4.根据权利要求1所述的钙永磁铁氧体材料，其特征在于所述钙永磁铁氧体材料的配方成分中包括氧化锶(SrO)，其分子式为[CaO_x(SrO)_1-x]·(5.5～6.5)Fe₂O₃，其中X>0.5。铁鳞按氧化成Fe₂O₃计算配方。

5.根据权利要求1或2或4所述的钙永磁铁氧体材料，其特征在于钙永磁铁氧体材料的配方中，还包括总重量0.3％至3％的氧化镧(La₂O₃)。

6.根据权利要求3所述的钙永磁铁氧体材料，其特征在于钙永磁铁氧体材料的配方中，还包括总重量的0.3％至3％的氧化镧(La₂O₃)。

7.根据权利要求1或2或4所述的钙永磁铁氧体材料，其特征在于钙永磁铁氧体材料的配方中，还包括总重量的0.3％至1％的高岭土。

8.根据权利要求3所述的钙永磁铁氧体材料，其特征在于钙永磁铁氧体材料的配方中，还包括总重量的0.3％至1％的高岭土。

9.根据权利要求5所述的钙永磁铁氧体材料，其特征在于钙永磁铁氧体材料的配方中，还包括总重量的0.3％至1％的高岭土。