CN102815933A

CN102815933A - 一种永磁钡铁氧体材料及其制备方法

Info

Publication number: CN102815933A
Application number: CN2012103317673A
Authority: CN
Inventors: 葛一航
Original assignee: DONGYANG MAGNETIC CHINA NATIONAL AVIATION Co Ltd
Current assignee: DONGYANG MAGNETIC CHINA NATIONAL AVIATION Co Ltd
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2012-09-10
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2032-09-10
Also published as: CN102815933B

Abstract

本发明提供了一种永磁钡铁氧体材料及其制备方法，本发明的一种永磁钡铁氧体材料，具有如下结构式:BaO.nFe₂O₃,其中n=5.3～5.9，本发明成本低，表现在BaCo₃资源丰富，价格低，为SrCo₃的1/4，另外本发明采用低温固相反应，节省能源，还延长窑炉使用寿命，增加窑炉产量；本发明钡铁氧体材料其剩磁Br高，矫顽力相对常规钡铁氧体较高，适合用于小气隙磁路及闭合磁路的音响、话筒、传感器中。

Description

一种永磁钡铁氧体材料及其制备方法

技术领域

本发明属于永磁铁氧体技术领域，具体是一种永磁钡铁氧体材料及其制备方法。

背景技术

永磁铁氧体属主轴型六角晶系，主要为钡铁氧体、锶铁氧体、铅铁氧体等，此类化合物的一般分子式为：AB₁₂O₁₉。其中A为半径与氧离子相近的阳离子，如Ba²⁺、Sr²⁺、Pb²⁺等，B为三价阳离子，如Fe、Al、Mn等。此类化合物的晶体结构与磁铅石矿同型，属六角晶系空间群，天然磁铅石矿的化学组成近似为Pb（Fe_7.5、Mn_3.5、Al_0.5、Ti_0.5）O₁₉。

人造永磁铁氧体首先是1933年加藤和武井研制成功的立方晶系的钴铁氧体，1938年，科查特确定了磁铅石矿的六角晶系结构，1952年各向同性研究问世，1954年各向异性问世。我国1966年研制成锶铁氧体小批量生产，70年代实行大批量生产，超过当时的铝镍钴永磁的产量。

随着应用的需要，永磁铁氧体提高性能参数、降低成本、提高效率的研究一直不断：我国许多国营工厂把磁性能参数提高很多级别，一面满足国内军工通讯及升级应用的需求，一面不断地与世界同行竞争发展。

1978年日本《粉体技术与粉末冶金》报道研究高矫顽力钡铁氧体的可能，并有实验室一些试验结果。1988年，成都电讯工程学院《磁性材料》教材中，揭示了永磁铁氧体中离子替代微晶控制的可能性方案：“Ba²⁺离子的取代某些具有较大离子半径的稀土离子（如：La、Pr、Nd、Sm、Eu等）可取代Ba²⁺……，Fe³⁺离子的取代（如：Co²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺等）……。”“对于BaFe₁₂O₁₉的离子取代，一是利用离子半径相近于氧离子半径的某些离子Ca²⁺、Sr²⁺、Pb²⁺等离子取代二价的Ba²⁺离子……。”

90年代，日本TDK公司将在永磁铁氧体中用La³⁺、Co³⁺离子部分替代Sr²⁺、Fe³⁺离子制成微晶结构制造高性能申报本国专利成功。

对于生产高矫顽力钡铁氧体的研究报道不少，形成领先技术及产量化生产的未见报到。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种永磁钡铁氧体材料及其制备方法。

一种永磁钡铁氧体材料，具有如下结构式: BaO.nFe₂O₃,其特征在于其中n=5～5.9。

所述的一种永磁钡铁氧体材料，其特征在于其中n=5.3～5.9。

所述的一种永磁钡铁氧体材料的制备方法，其特征在于其包括如下步骤：

1）按照BaO和Fe₂O₃的摩尔比，称取BaCo₃和轧钢铁磷；

2）按照料:球:水=1:6:1.3的重量比在球磨机中进行球磨，使粒度达到1um；

3）将球磨料过滤烘干，压制成蜂窝压料饼；

4）加入煤气隧道窑中预烧，使烧结后的料饼在放大镜下看到片形六角晶出现；

5）将料饼再次球磨，同时加入Bi-Si氧化物作耦合剂，球磨至粒度为0.95um；

6）将球磨料成型，进行二次烧结得到产品。

所述的一种永磁钡铁氧体材料的制备方法，其特征在于步骤1）中BaCo₃的纯度为97%，轧钢铁磷的含铁量为73%。

所述的一种永磁钡铁氧体材料的制备方法，其特征在于步骤2）中球磨时间为18—24小时，优选20小时。

所述的一种永磁钡铁氧体材料的制备方法，其特征在于步骤3）中压制成直径100mm，高度80mm的蜂窝压料饼。

所述的一种永磁钡铁氧体材料的制备方法，其特征在于步骤4）中预烧温度为1200℃—1240℃，优选1220℃，烧结时保温2小时，并且保持窑内空气含氧量为6%以上。

所述的一种永磁钡铁氧体材料的制备方法，其特征在于步骤5）中加入重量百分含量为0.3～0.8%的Bi-Si氧化物作耦合剂。

所述的一种永磁钡铁氧体材料的制备方法，其特征在于步骤5）中加入重量百分含量为0.05-0.15%的Bi2o₃、重量百分含量为0.25—0.65%的SiO₂，优选重量百分含量为0.1%的Bi2o₃、重量百分含量为0.4%的SiO₂。

所述的一种永磁钡铁氧体材料的制备方法，其特征在于步骤6）中二次烧结的温度为1220℃—1260℃，优选1240℃。

本发明的一种永磁钡铁氧体材料的制备方法，采用适当温度和含氧气的技术使配方球磨后的粉料固相反应成微晶结构的永磁钡铁氧体材料，在预烧料二次球磨过程中添加低熔点的Bi-Si氧化物组合剂作耦合剂，使该料经成型成产品后在二次烧结过程中在较低的温度下变成低粘度的液相，使材料内部原子扩散速度加快，得到密度高、磁性能高的永磁钡铁氧体产品。本发明提供了一种低成本、磁性能高的永磁铁氧体材料，在生产和应用中扩大了永磁铁氧体的种类，降低了成本促进了永磁铁氧体材料的技术发展。本发明成本低，表现在BaCo₃资源丰富，价格低，为SrCo₃的1/4，另外本发明采用低温固相反应，节省能源，还延长窑炉使用寿命，增加窑炉产量；本发明钡铁氧体材料其剩磁Br高，矫顽力相对常规钡铁氧体较高，适合用于小气隙磁路及闭合磁路的音响、话筒、传感器中。

具体实施方式

实施例1

按BaO:Fe₂o₃=1:5.3的摩尔比，采用97%纯度的BaCo₃和含铁量73%的轧钢铁磷配比，称取原料后集中存放，不增加其他添加剂，按照料:球:水=1:6:1.3的重量比投入球磨机，球磨机总装料为一吨，球磨20小时，粒度达到1um，将球磨料过滤烘干，压制成φ100×80mm蜂窝压料饼，加入煤气隧道窑中预烧，烧结温度为1220℃，保温2小时，同时保持窑内空气含氧量为6%以上。烧结后的料饼，在放大镜下看到片形六角晶出现。将该料再球磨，同时按重量加入Bi2o₃0.1%、SiO₂0.4%，球磨至0.95um,此料经成型和二次1240℃烧结后，经过测定，固相反应的生成率为95%以上，磁性能达到Br:412mT, Hcb:175KA/m, Hcj:185KA/m, (BH)max:30.8KA/m³。该材料产品成本低，取代高价格的锶铁氧体广泛用于音响喇叭之中。

实施例2

按BaO:Fe₂o₃=1:5.6的摩尔比，采用97%纯度的BaCo₃和含铁量73%的轧钢铁磷配比，称取原料后集中存放，不增加其他添加剂，按照料:球:水=1:6:1.3的重量比投入球磨机，球磨机总装料为一吨，球磨18小时，粒度达到1um，将球磨料过滤烘干，压制成φ100×80mm蜂窝压料饼，加入煤气隧道窑中预烧，烧结温度为1200℃，保温2小时，同时保持窑内空气含氧量为6%以上。烧结后的料饼，在放大镜下看到片形六角晶出现。将该料再球磨，同时按重量加入Bi2o₃0.05%、SiO₂0.25%，球磨至0.95um,此料经成型和二次1220℃烧结后，经过测定，固相反应的生成率为95%以上，磁性能达到Br:410mT, Hcb:176KA/m, Hcj:188KA/m, (BH)max:31.3KA/m³。该材料产品成本低，取代高价格的锶铁氧体广泛用于音响喇叭之中。

实施例3

按BaO:Fe₂o₃=1:5.9的摩尔比，采用97%纯度的BaCo₃和含铁量73%的轧钢铁磷配比，称取原料后集中存放，不增加其他添加剂，按照料:球:水=1:6:1.3的重量比投入球磨机，球磨机总装料为一吨，球磨24小时，粒度达到1um，将球磨料过滤烘干，压制成φ100×80mm蜂窝压料饼，加入煤气隧道窑中预烧，烧结温度为1250℃，保温2小时，同时保持窑内空气含氧量为6%以上。烧结后的料饼，在放大镜下看到片形六角晶出现。将该料再球磨，同时按重量加入Bi2o₃0.15%、SiO₂0.65%，球磨至0.95um,此料经成型和二次1260℃烧结后，经过测定，固相反应的生成率为95%以上，磁性能达到Br:408mT, Hcb:171KA/m, Hcj:187KA/m, (BH)max:30.2KA/m³。该材料产品成本低，取代高价格的锶铁氧体广泛用于音响喇叭之中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种永磁钡铁氧体材料，具有如下结构式: BaO.nFe₂O₃,其特征在于其中n=5～5.9。

2.如权利要求1所述的一种永磁钡铁氧体材料，其特征在于其中n=5.3～5.9。

3.如权利要求1所述的一种永磁钡铁氧体材料的制备方法，其特征在于其包括如下步骤：

1）按照BaO和Fe₂O₃的摩尔比，称取BaCo₃和轧钢铁磷；

3）将球磨料过滤烘干，压制成蜂窝压料饼；

6）将球磨料成型，进行二次烧结得到产品。

4.所述的一种永磁钡铁氧体材料的制备方法，其特征在于步骤1）中BaCo₃的纯度为97%，轧钢铁磷的含铁量为73%。

5.所述的一种永磁钡铁氧体材料的制备方法，其特征在于步骤2）中球磨时间为18—24小时，优选20小时。

6.所述的一种永磁钡铁氧体材料的制备方法，其特征在于步骤3）中压制成直径100mm，高度80mm的蜂窝压料饼。

7.所述的一种永磁钡铁氧体材料的制备方法，其特征在于步骤4）中预烧温度为1200℃—1240℃，优选1220℃，烧结时保温2小时，并且保持窑内空气含氧量为6%以上。

8.所述的一种永磁钡铁氧体材料的制备方法，其特征在于步骤5）中加入重量百分含量为0.3～0.8%的Bi-Si氧化物作耦合剂。

9.所述的一种永磁钡铁氧体材料的制备方法，其特征在于步骤5）中加入重量百分含量为0.05-0.15%的Bi2o₃、重量百分含量为0.25—0.65%的SiO₂，优选重量百分含量为0.1%的Bi2o₃、重量百分含量为0.4%的SiO₂。

10.所述的一种永磁钡铁氧体材料的制备方法，其特征在于步骤6）中二次烧结的温度为1220℃—1260℃，优选1240℃。