CN103833343B - 一种纳米稀土永磁铁氧体材料 - Google Patents

一种纳米稀土永磁铁氧体材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开的是一种纳米稀土永磁铁氧体材料，铁氧体材料包括三氧化二铁、三氧化二铝、碳酸钡、碳酸锶、氧化镧、氧化钕和硬脂酸锌，其中三氧化二铝、氧化镧和氧化钕是以纳米级颗粒进行添加的；采取预烧、破碎、制坯和烧结步骤得到铁氧体材料。本铁氧体材料配方合理，制备方法简单；纳米材料作为一种晶体微结构的控制剂，能有效的降低烧结温度，防止铁氧体晶粒的过分长大，从而改善其磁性能，还能完善晶体结构，提高铁氧体的饱和磁感应强度。

Description

一种纳米稀土永磁铁氧体材料
技术领域：
本发明涉及一种纳米稀土永磁铁氧体材料，属于材料领域。
背景技术：
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。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。
现有的铁氧体材料大多采用微米级成分进行烧结形成烧结磁体或磁性粉末，采用微米级成分，在烧结过程中大部分成分都固溶在晶界上，只有少量成分进入晶粒内，这样这些微量成分在铁氧体晶界与晶粒内的分布不均匀，如果想制备具有较高磁性能的铁氧体，那么需要该微量元素较多，由于这些微量元素属于贵重的金属氧化物，如果想得到具有高磁性能的铁氧体，则必然要增加了微量元素的用量，从而增加了铁氧体的成本。
发明内容：
本发明目的是，用来弥补现有技术的不足，而提供一种纳米稀土永磁铁氧体材料。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种纳米稀土永磁铁氧体材料，其特征在于，以重量份数计，包括三氧化二铁100-120份、三氧化二铝16-32份、碳酸钡0.5-1.5份、碳酸锶1.5-2.5份、氧化镧1-3份、氧化钕1-3份和硬脂酸锌4-12份；其中三氧化二铝、氧化镧和氧化钕是以纳米级颗粒进行添加的；
所述的铁氧体材料是通过以下几个步骤制备的：
(1)将三氧化二铁、三氧化二铝、碳酸钡、碳酸锶、氧化镧和氧化钕按照比例进行预烧，其中三氧化二铝为总量的一半，预烧温度为1200-1300℃，保持3-5h，停止加热，待原料自然冷却后用干法球磨法进行粗破碎；
(2)将粗破碎后的原料与剩余的三氧化二铝和硬脂酸锌混合后，加入混合物总重1-2倍的水和混合物总重3-6倍的钢球，采用球磨机磨至浆料平均粒度为0.2-0.5μm；
(3)将浆料进行脱水处理，之后在压力为20-30MPa的条件下压制成型，同时添加6000-9000A／m的取向磁场，得到生坯；
(4)将生坯在氧气条件下进行烧结，先升温到800-900℃，保持4-5h，然后升温至1200-1300℃，保持2-3h，迅速降温到800-900℃，保持2-3h，随后自然降温得到铁氧体材料。
所述的纳米稀土永磁铁氧体材料，以重量份数计，包括三氧化二铁100份、三氧化二铝32份、碳酸钡0.5份、碳酸锶2.5份、氧化镧1份、氧化钕3份和硬脂酸锌4份。
所述的纳米稀土永磁铁氧体材料，以重量份数计，包括三氧化二铁120份、三氧化二铝16份、碳酸钡1.5份、碳酸锶1.5份、氧化镧3份、氧化钕1份和硬脂酸锌12份。
所述的纳米稀土永磁铁氧体材料，三氧化二铝、氧化镧和氧化钕的粒径大小为50-200nm。
所述的纳米稀土永磁铁氧体材料，粗破碎后原料的平均粒度为4-8μm。
所述的纳米稀土永磁铁氧体材料，浆料浓缩后，得到的浆料含水量为50-65％。
本发明的有益效果如下：
本发明的铁氧体材料配方合理，制备方法简单；纳米材料作为一种晶体微结构的控制剂，能有效的降低烧结温度，防止铁氧体晶粒的过分长大，从而改善其磁性能，还能完善晶体结构，提高铁氧体的饱和磁感应强度。
具体实施方式：
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。
实施例1：
一种纳米稀土永磁铁氧体材料，其特征在于，以重量份数计，包括三氧化二铁100份、三氧化二铝32份、碳酸钡0.5份、碳酸锶2.5份、氧化镧1份、氧化钕3份和硬脂酸锌4份；其中三氧化二铝、氧化镧和氧化钕是以纳米级颗粒进行添加的，粒径大小为50-200nm；
所述的铁氧体材料是通过以下几个步骤制备的：
(1)将三氧化二铁、三氧化二铝、碳酸钡、碳酸锶、氧化镧和氧化钕按照比例进行预烧，其中三氧化二铝为总量的一半，预烧温度为1200-1300℃，保持3-5h，停止加热，待原料自然冷却后用干法球磨法进行粗破碎，粗破碎后原料的平均粒度为4-8μm；
(2)将粗破碎后的原料与剩余的三氧化二铝和硬脂酸锌混合后，加入混合物总重1-2倍的水和混合物总重3-6倍的钢球，采用球磨机磨至浆料平均粒度为0.2-0.5μm；
(3)将浆料进行脱水处理，得到的浆料含水量为50-65％，之后在压力为20-30MPa的条件下压制成型，同时添加6000-9000A／m的取向磁场，得到生坯；
(4)将生坯在氧气条件下进行烧结，先升温到800-900℃，保持4-5h，然后升温至1200-1300℃，保持2-3h，迅速降温到800-900℃，保持2-3h，随后自然降温得到铁氧体材料。
实施例2：
一种纳米稀土永磁铁氧体材料，其特征在于，以重量份数计，包括三氧化二铁120份、三氧化二铝16份、碳酸钡1.5份、碳酸锶1.5份、氧化镧3份、氧化钕1份和硬脂酸锌12份；其中三氧化二铝、氧化镧和氧化钕是以纳米级颗粒进行添加的，粒径大小为50-200nm；
所述的铁氧体材料是通过以下几个步骤制备的：
(1)将三氧化二铁、三氧化二铝、碳酸钡、碳酸锶、氧化镧和氧化钕按照比例进行预烧，其中三氧化二铝为总量的一半，预烧温度为1200-1300℃，保持3-5h，停止加热，待原料自然冷却后用干法球磨法进行粗破碎，粗破碎后原料的平均粒度为4-8μm；
(2)将粗破碎后的原料与剩余的三氧化二铝和硬脂酸锌混合后，加入混合物总重1-2倍的水和混合物总重3-6倍的钢球，采用球磨机磨至浆料平均粒度为0.2-0.5μm；
(3)将浆料进行脱水处理，得到的浆料含水量为50-65％，之后在压力为20-30MPa的条件下压制成型，同时添加6000-9000A／m的取向磁场，得到生坯；
(4)将生坯在氧气条件下进行烧结，先升温到800-900℃，保持4-5h，然后升温至1200-1300℃，保持2-3h，迅速降温到800-900℃，保持2-3h，随后自然降温得到铁氧体材料。
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。

Claims (5)

1.一种纳米稀土永磁铁氧体材料，其特征在于，以重量份数计，包括三氧化二铁100-120份、三氧化二铝16-32份、碳酸钡0.5-1.5份、碳酸锶1.5-2.5份、氧化镧1-3份、氧化钕1-3份和硬脂酸锌4-12份；其中三氧化二铝、氧化镧和氧化钕是以纳米级颗粒进行添加的；
所述的铁氧体材料是通过以下几个步骤制备的：
(1)将三氧化二铁、三氧化二铝、碳酸钡、碳酸锶、氧化镧和氧化钕按照比例进行预烧，其中三氧化二铝为总量的一半，预烧温度为1200-1300℃，保持3-5h，停止加热，待原料自然冷却后用干法球磨法进行粗破碎；
(2)将粗破碎后的原料与剩余的三氧化二铝和硬脂酸锌混合后，加入混合物总重1-2倍的水和混合物总重3-6倍的钢球，采用球磨机磨至浆料平均粒度为0.2-0.5μm；
(3)将浆料进行脱水处理，之后在压力为20-30MPa的条件下压制成型，同时添加6000-9000A/m的取向磁场，得到生坯；
(4)将生坯在氧气条件下进行烧结，先升温到800-900℃，保持4-5h，然后升温至1200-1300℃，保持2-3h，迅速降温到800-900℃，保持2-3h，随后自然降温得到铁氧体材料。
2.根据权利要求1所述的纳米稀土永磁铁氧体材料，其特征在于，以重量份数计，包括三氧化二铁100份、三氧化二铝32份、碳酸钡0.5份、碳酸锶2.5份、氧化镧1份、氧化钕3份和硬脂酸锌4份。
3.根据权利要求1所述的纳米稀土永磁铁氧体材料，其特征在于，以重量份数计，包括三氧化二铁120份、三氧化二铝16份、碳酸钡1.5份、碳酸锶1.5份、氧化镧3份、氧化钕1份和硬脂酸锌12份。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的纳米稀土永磁铁氧体材料，其特征在于，三氧化二铝、氧化镧和氧化钕的粒径大小为50-200nm。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的纳米稀土永磁铁氧体材料，其特征在于，粗破碎后原料的平均粒度为4-8μm。
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