CN111620684A - 一种镧钠永磁铁氧体及其制备方法和应用 - Google Patents

一种镧钠永磁铁氧体及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111620684A
CN111620684A CN202010440007.0A CN202010440007A CN111620684A CN 111620684 A CN111620684 A CN 111620684A CN 202010440007 A CN202010440007 A CN 202010440007A CN 111620684 A CN111620684 A CN 111620684A
Authority
CN
China
Prior art keywords
permanent magnetic
magnetic ferrite
lanthanum
sodium
equal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010440007.0A
Other languages
English (en)
Inventor
卢杨成
赵国法
祝日红
吴新新
华燕飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Kaiven Magnet Co ltd
Original Assignee
Zhejiang Kaiven Magnet Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Kaiven Magnet Co ltd filed Critical Zhejiang Kaiven Magnet Co ltd
Priority to CN202010440007.0A priority Critical patent/CN111620684A/zh
Publication of CN111620684A publication Critical patent/CN111620684A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/26—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on ferrites
    • C04B35/2641—Compositions containing one or more ferrites of the group comprising rare earth metals and one or more ferrites of the group comprising alkali metals, alkaline earth metals or lead
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/10—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure
    • H01F1/11—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure in the form of particles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3201—Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3213—Strontium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3409—Boron oxide, borates, boric acids, or oxide forming salts thereof, e.g. borax
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/608—Green bodies or pre-forms with well-defined density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/26—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on ferrites
    • C04B35/2608—Compositions containing one or more ferrites of the group comprising manganese, zinc, nickel, copper or cobalt and one or more ferrites of the group comprising rare earth metals, alkali metals, alkaline earth metals or lead
    • C04B35/2633—Compositions containing one or more ferrites of the group comprising manganese, zinc, nickel, copper or cobalt and one or more ferrites of the group comprising rare earth metals, alkali metals, alkaline earth metals or lead containing barium, strontium or calcium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Magnetic Ceramics (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Abstract

本发明属于永磁铁氧体技术领域，具体涉及一种镧钠永磁铁氧体及其制备方法和应用。本发明提供了一种镧钠永磁铁氧体，所述镧钠永磁铁氧体的化学元素组成满足LaxCaySr1‑x‑yFe2n‑ zNazO19，式中，0.2≤x≤0.5，0.3≤y≤0.45，0.2≤z≤0.5，5≤n≤5.9，0.05≤1‑x‑y≤0.25。本发明所得到的镧钠永磁铁氧体具有较高的剩磁和矫顽力。实验结果表明，本发明所述镧钠铁氧永磁体剩磁Br达433～452mT，磁感矫顽力Hcb达310～334kA/m，内禀矫顽力Hcj达381～428kA/m，最大磁能积(BH)max达36.5～39kJ/m3，具有优异的磁性能。

Description

一种镧钠永磁铁氧体及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于永磁铁氧体技术领域，具体涉及一种镧钠永磁铁氧体及其制备方法和应用。
背景技术
永磁铁氧体是以SrO或BaO及Fe2O3为主要原料，可以产生磁场的功能材料，作为磁性材料的一个重要组成部分，永磁铁氧体在电子工业、信息产业、电动工具行业、摩托车、汽车工业等行业发挥着重要的作用，M型永磁铁氧体材料被广泛应用于家电、汽车、计算机、医疗、航天、军事等传统领域。M型永磁铁氧体也逐步取代家电市场中之前仅使用钕铁硼永磁体的部分市场，这给永磁铁氧体的发展带来了新的机遇，同时也对永磁铁氧体材料的性能提出了更高的要求。
元素的取代是提高M型六角铁氧体磁特性的有效途径，可以实现各向异性场的大幅度提高，但是传统的元素取代很难同时保证得到高的剩磁和内禀矫顽力；目前，传统永磁铁氧体的剩磁和内禀矫顽力技术指标仍较低，磁性能有待进一步提高以满足日益增长的永磁铁氧体的需要。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种镧钠永磁铁氧体及其制备方法，所得到的镧钠永磁铁氧体具有高剩磁和高内禀矫顽力，可以保证永磁铁氧体使用效果；本发明还提供了一种镧钠永磁铁氧体的应用。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种镧钠永磁铁氧体，所述镧钠永磁铁氧体的化学元素组成满足LaxCaySr1-x-yFe2n-zNazO19，
式中，0.2≤x≤0.5，
0.3≤y≤0.45，
0.2≤z≤0.5，
5≤n≤5.9，
0.05≤1-x-y≤0.25。
优选的，所述镧钠永磁铁氧体的化学组成包括：La2O3·CaO·SrO·Fe2O3·NaO，
按摩尔份计，所述镧钠永磁铁氧体的化学组成包括：
Figure BDA0002503739660000021
优选的，所述镧钠永磁铁氧体的化学组成包括：La2O3·CaO·SrO·Fe2O3·NaO·SiO2·H3BO3，
按摩尔份计，所述镧钠永磁铁氧体的化学组成包括：
Figure BDA0002503739660000022
所述镧钠永磁铁氧体的化学组成成分满足以下公式：
Figure BDA0002503739660000023
公式中的化学元素符号代表该化学元素在镧钠永磁铁氧体中的摩尔百分含量所对应的百分数值。
优选的，所述镧钠永磁铁氧体的化学组成包括：
La2O3·CaO·SrO·Fe2O3·NaO·Al2O3·Cr2O3·Co2O3·NiO，
按摩尔份计，所述镧钠永磁铁氧体的化学组成包括：
Figure BDA0002503739660000024
Figure BDA0002503739660000031
本发明还提供了上述技术方案所述镧钠永磁铁氧体的制备方法，包括以下步骤：
将镧钠永磁铁氧体的制备原料混合，进行预烧，得到预烧料；所述镧钠永磁铁氧体的制备原料中铁源为Fe2O3；
将所述预烧料依次进行破碎、成型和烧结处理，得到所述镧钠永磁铁氧体。
优选的，所述预烧的温度为1240～1260℃，时间为1～3h；所述预烧时氧气的体积含量≥8％。
优选的，所述破碎包括依次进行的粗破碎和球磨；所述破碎所得物料的粒径为0.7～0.9μm。
优选的，所述成型的方式为压制；所述压制所得生坯的密度为3.3～3.4g/cm3；
所述成型在磁场的作用下进行，所述磁场的充磁电流为400～450A。
优选的，所述烧结的温度为1220～1240℃，时间为1～3h；所述烧结时氧气的体积含量≥5％。
本发明还提供了上述技术方案所述的镧钠永磁铁氧体或上述技术方案所述制备方法得到的镧钠永磁铁氧体在电子领域或发动机领域的应用。
本发明提供了一种镧钠永磁铁氧体，所述镧钠永磁铁氧体的分子式满足LaxCaySr1-x-yFe2n-zNazO19，式中，0.2≤x≤0.5，0.3≤y≤0.45，0.2≤z≤0.5，5≤n≤5.9，0.05≤1-x-y≤0.25。在本发明中，Fe生成六角晶系结构，产生磁矩，保证永磁铁氧体的磁性能；Sr作为主配方成分，有利于永磁铁氧体保持六角晶系结构，提高La、Na的置换量；采用Ca元素，取代部分Sr元素，并增加La、Na在永磁铁氧体中的置换量，提升剩磁磁性能，同时有利于降低烧结温度；La元素有利于稳定六角晶系结构，提高矫顽力磁性能；Na元素置换部分Fe元素，有利于提高永磁铁氧体的剩磁；采用Sr、La、Na元素可以协同提高永磁铁氧体的磁性能。本发明具体限定并优化了永磁铁氧体的元素组成及含量，有利于保证永磁铁氧体具有高的剩磁和高的矫顽力。
实验结果表明，本发明所述镧钠永磁铁氧体剩磁Br为433～452mT，磁感矫顽力Hcb为310～334kA/m，内禀矫顽力Hcj为381～428kA/m，最大磁能积(BH)max为36.5～39kJ/m3，具有优异的磁性能。
本发明还提供了上述技术方案所述镧钠永磁铁氧体的制备方法，首先将镧钠永磁铁氧体的制备原料混合，进行预烧，得到预烧料；所述镧钠永磁铁氧体的制备原料中铁源为Fe2O3，然后将所述预烧料依次进行破碎、成型和烧结处理，得到所述镧钠永磁铁氧体。本发明通过预烧，使晶粒生长完整；在预烧的过程中，物料粒度分布变窄，使物料粒度均匀，减少颗粒点阵畸变，有利于镧钠永磁铁氧体具有高的饱和磁化强度和高的矫顽力；且本发明提供的制备方法成本低廉、简单安全，具有极大的工业应用价值和经济价值。
附图说明
图1为本发明实施例1制备得到的镧钠铁氧永磁体产品照片。
具体实施方式
本发明提供了一种镧钠永磁铁氧体，所述镧钠永磁铁氧体的化学元素组成满足LaxCaySr1-x-yFe2n-zNazO19，
式中，0.2≤x≤0.5，
0.3≤y≤0.45，
0.2≤z≤0.5，
5≤n≤5.9，
0.05≤1-x-y≤0.25。
在本发明中，所述镧钠永磁铁氧体的化学组成优选包括：La2O3·CaO·SrO·Fe2O3·NaO。
在本发明中，所述镧钠铁氧永磁体，按摩尔份计，优选包括以下化学成分：
Figure BDA0002503739660000051
在本发明中，若无特殊说明，所有的组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
以摩尔份计，本发明提供的镧钠永磁铁氧体优选包括10～11.8份的Fe2O3，更优选为10.2～11.5份，再优选为10.5～11份，最优选为10.8份。在本发明中，Fe生成六角晶系结构，产生磁矩，保证永磁铁氧体的磁性能。
以所述Fe2O3的摩尔份为基准，本发明提供的镧钠永磁铁氧体优选包括0.2～0.5份的La2O3，更优选为0.3～0.5份，再优选为0.35～0.45份，最优选为0.45份。在本发明中，La元素有利于稳定Fe的六角晶系结构，提高矫顽力磁性能。
以所述Fe2O3的摩尔份为基准，本发明提供的镧钠永磁铁氧体优选包括0.05～0.25份的SrO，更优选为0.05～0.2份，再优选为0.05～0.15份，最优选为0.1份。在本发明中，Sr作为主配方成分，有利于永磁铁氧体保持六角晶系结构，提高La、Na的置换量。
以所述Fe2O3的摩尔份为基准，本发明提供的镧钠永磁铁氧体优选包括0.3～0.45份的CaO，更优选为0.35～0.45份，再优选为0.4～0.45份，最优选为0.45份。本发明采用Ca元素，可以取代部分Sr元素，并增加La、Na在永磁铁氧体中的置换量，提升永磁铁氧体的磁性能。
以所述Fe2O3的摩尔份为基准，本发明提供的镧钠永磁铁氧体优选包括0.2～0.5份的NaO，更优选为0.3～0.5份，再优选为0.35～0.4份，最优选为0.35份。在本发明中，Na元素置换部分Fe元素，有利于提高永磁铁氧体的剩磁。采用Sr、La、Na元素可以协同提高永磁铁氧体的磁性能。
本发明具体限定并优化了永磁铁氧体的元素组成及含量，有利于保证永磁铁氧体具有高的剩磁和高的矫顽力。
在本发明中，所述镧钠永磁铁氧体的化学组成优选包括：La2O3·CaO·SrO·Fe2O3·NaO·SiO2·H3BO3。
以所述Fe2O3的摩尔份为基准，本发明提供的镧钠永磁铁氧体优选还包括0.1～0.5份的SiO2，更优选为0.1～0.4份，再优选为0.1～0.3份，最优选为0.2份。在本发明中，所述SiO2具有助熔作用，有利于提高所述镧钠永磁铁氧体的剩磁性能。
以所述Fe2O3的摩尔份为基准，本发明提供的镧钠永磁铁氧体优选还包括0.1～0.3份的H3BO3，更优选为0.1～0.25份，再优选为0.1～0.2份，最优选为0.1份。在本发明中，所述H3BO3具有助熔和促进分散的作用，有利于提高所述镧钠永磁铁氧体的剩磁性能。
在本发明中，所述Si和B具有协同配合的助熔以及促分散作用，共同提高所述镧钠永磁铁氧体的剩磁性能。
当所述镧钠永磁铁氧体含有Si元素和B元素时，本发明所述所述镧钠永磁铁氧体的化学组成成分优选满足以下公式：
Figure BDA0002503739660000061
公式中的化学元素符号代表该化学元素在镧钠永磁铁氧体中的摩尔百分含量所对应的百分数值。
在本发明中，所述镧钠永磁铁氧体的化学组成优选包括：
La2O3·CaO·SrO·Fe2O3·NaO·Al2O3·Cr2O3·Co2O3·NiO。
以所述Fe2O3的摩尔份为基准，本发明提供的镧钠永磁铁氧体优选还包括0.1～3份的Al2O3，更优选为0.1～0.5份，再优选为0.2份。在本发明中，所述Al2O3有利于提高镧钠永磁铁氧体的内禀矫顽力Hcj。
以所述Fe2O3的摩尔份为基准，本发明提供的镧钠永磁铁氧体优选还包括0.1～3份的Cr2O3，更优选为0.1～0.5份，再优选为0.2份。在本发明中，所述Cr2O3有利于提高镧钠永磁铁氧体的内禀矫顽力Hcj。
以所述Fe2O3的摩尔份为基准，本发明提供的镧钠永磁铁氧体优选还包括0.1～2份的Co2O3，更优选为0.1～0.5份，再优选为0.25份。在本发明中，所述Co2O3有利于提高镧钠永磁铁氧体的内禀矫顽力Hcj。
以所述Fe2O3的摩尔份为基准，本发明提供的镧钠永磁铁氧体优选还包括0.1～1.5份的NiO，更优选为0.1～0.5份，再优选为0.2份。在本发明中，所述NiO有利于提高镧钠永磁铁氧体的内禀矫顽力Hcj。
在本发明中，所述Al、Cr、Co和Ni具有协同配合的作用，共同提高所述镧钠永磁铁氧体的内禀矫顽力Hcj。
本发明还提供了上述技术方案所述镧钠永磁铁氧体的制备方法，包括以下步骤：
将镧钠永磁铁氧体的制备原料混合，进行预烧，得到预烧料；所述镧钠永磁铁氧体的制备原料中铁源为Fe2O3；
将所述预烧料依次进行破碎、成型和烧结处理，得到所述镧钠永磁铁氧体。
在本发明中，所述制备方法中各组分的用量与前述镧钠永磁铁氧体的技术方案中组分的含量一致，在此不再赘述。
本发明将镧钠永磁铁氧体的制备原料混合，进行预烧，得到预烧料；所述镧钠永磁铁氧体的制备原料中铁源为Fe2O3。在本发明中，所述含Sr、Ca和Na的原料优选为各元素对应的碳酸盐；在本发明的实施例中，所述含Sr的原料优选为SrCO3；所述含Ca的原料优选为CaCO3；所述含Na的原料优选为Na2CO3；所述含La的原料优选为La2O3。在本发明中，所述Fe2O3的纯度优选≥99％；除Fe2O3外其他制备原料的纯度优选≥97％。在本发明中，所述混合的设备优选为强混机。本发明对所述强混机的混合参数没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的混合参数即可。
本发明优选将制备原料混合后制成蜂窝饼状后进行预烧。本发明对所述蜂窝饼中蜂窝的形态没有特殊限定，以公知的蜂窝形态即可；本发明通过将制备原料混合制成蜂窝饼，增大预烧表面积，提高预烧均匀性。
在本发明中，所述预烧的温度优选为1240～1260℃，更优选为1245～1255℃，最优选为1250℃；所述预烧的时间优选为1～3h,，更优选为1.5～2.5h，最优选为2h。在本发明中，所述预烧时氧气的体积含量优选≥8％，更优选为8％。本发明通过预烧，使晶粒生长完整；在预烧的过程中，物料粒度分布变窄，使物料粒度均匀，减少颗粒点阵畸变，有利于镧钠永磁铁氧体具有高的饱和磁化强度和高的矫顽力。
在本发明中，所述预烧的设备优选为氧化气氛窑炉，更优选为回转窑或隧道窑，具体的，如天然气隧道窑。在本发明中，所述天然气隧道窑的长度优选为30～35m，最优选为30m。
所述预烧后，本发明优选还包括冷却；本发明对所述冷却没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的冷却即可，具体的，如自然冷却。
得到预烧料后，本发明将所述预烧料依次进行破碎、成型和烧结处理，得到所述镧钠永磁铁氧体。本发明将所述预烧料进行破碎，得到破碎料。在本发明中，所述破碎优选包括依次进行的粗破碎和球磨。在本发明中，所述粗破碎后产物粒径优选≤6μm。本发明对所述粗破碎的设备没有特殊要求，以能够实现粗破碎粒径目的即可，具体的如颚式破碎机与干式球磨机组合。在本发明中，所述颚式破碎机破碎后产物粒径优选≤3mm。在本发明中，所述球磨优选为湿法球磨。在本发明中，所述球磨的料球水比优选为1：9：1.3。在本发明中，所述球磨后的得到的球磨料粒径优选为0.7～0.9μm，更优选为0.75～0.85μm。
得到破碎料后，本发明将所述破碎料进行成型处理，得到生坯。在本发明中，所述成型处理的方式优选为压制。在本发明中，所述压制的设备优选为自动液压机。本发明对所述压制的具体实施方式没有特殊要求，以能得到目标密度的生坯即可；在本发明中，所述生坯的密度优选为3.3～3.4g/cm3，更优选为3.32～3.38g/cm3。在本发明中，所述压制中的进料压力优选为5～8MPa，更优选为5.5～7.5MPa。
在本发明中，所述成型处理优选在磁场的作用下进行。在本发明中，所述磁场的充磁电流优选为400～450A，更优选为410～440A。在本发明中，所述磁场的取向磁场强度优选≥900kA/m，更优选为900～1200kA/m，最优选为1000kA/m。本发明通过施加磁场，提高所述镧钠永磁铁氧体的取向性，进而提高永磁铁氧体的磁性能。
得到生坯后，本发明将所述生坯进行烧结处理，得到所述镧钠永磁铁氧体。在本发明中，所述烧结的温度优选为1220～1240℃，更优选为1225～1235℃；所述烧结的时间优选为1～3h，更优选为1.5～2.5h。在本发明中，所述烧结时氧气的体积含量优选≥5％，更优选为5～10％，最优选为8％。在本发明中，所述烧结的设备优选为辊道窑；所述辊道窑的长度优选为45m。在本发明中，所述烧结温度较常规烧结温度(1240～1270℃)均有明显下降，下降幅度为30～50℃，大量节省生产能源，具有节能生产的技术效果；同时依旧保证了晶粒生长完整、颗粒点阵畸变减少且所得永磁铁氧体具有良好的机械性能和磁性能，得到了良好的预烧和烧结效果。
烧结后，本发明优选将烧结产物随炉冷却，并磨削至用户要求尺寸，得到符合尺寸要求的镧钠永磁铁氧体，以用于实际应用。
本发明还提供了上述技术方案所述镧钠永磁铁氧体在电子领域和发动机领域的应用。本发明优选将所述镧钠永磁铁氧体应用于变频空调电机、传感器或电动汽车电机等器件。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的镧钠永磁铁氧体及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
采用纯度大于99％的Fe2O3和纯度大于98％SrCO3、CaCO3、Na2CO3和La2O3(按摩尔比Sr0.1Ca0.45La0.45Fe10.8Na0.35O19换算)进行配料，按总量1000kg计算配料后，在强混机中混合50min，将原料混合物制成蜂窝状饼后在30m的天然气隧道窑中于1240℃条件下保温2h进行预烧同时预烧的高温区保持含氧量≥8％，然后随窑冷却生成预烧料，再然后经锷式破碎机破碎后，按料球水比为1：9：1.3，采用湿式球磨机湿磨，球磨至0.7μm后出料，得到破碎料；然后将破碎料在自动液压成型机上模压成型，压制生坯密度达到3.35g/cm3，在充磁电流为120A、取向磁场为≥1000kA/m条件下，得到密度为3.3g/cm3的生坯；最后采用45m的辊道窑于1225℃条件下保温1.5h，得到镧钠永磁铁氧体产品。
采用永磁性能测试仪，对实施例1制备得到的镧钠永磁铁氧体进行磁性能测试，经测试，实施例1所得镧钠永磁铁氧体剩磁Br达450mT，磁感矫顽力Hcb达325kA/m，内禀矫顽力Hcj达400kA/m，最大磁能积(BH)max达37.0kJ/m3，具有优异的磁性能。
实施例2～4
镧钠永磁铁氧体的制备原料包括纯度大于99％的SiO2和H3BO3，实施例2～4的原料摩尔份数见表1，其余制备方法与实施例1相同，得到所述镧钠永磁铁氧体。
采用与实施例1相同的测试方法，对实施例2～4所得镧钠永磁铁氧体进行磁性能测试，测试结果见表1。
表1实施例2～4原料摩尔份数及所得镧钠永磁铁氧体磁性能
Figure BDA0002503739660000101
由表1可见，本发明提供的镧钠永磁铁氧体具有较高的剩磁和内禀特性，表现了较高的饱和磁化强度。
实施例5～7
镧钠永磁铁氧体的制备原料包括纯度大于99％的SiO2和H3BO3，实施例5～7的原料摩尔份数见表2，其余制备方法与实施例1相同，得到所述镧钠永磁铁氧体。
采用与实施例1相同的测试方法，对实施例5～7所得镧钠永磁铁氧体进行磁性能测试，测试结果见表2。
表2实施例5～7原料摩尔份数及所得镧钠永磁铁氧体磁性能
Figure BDA0002503739660000111
由表2可见，本发明提供的镧钠永磁铁氧体具有较高的剩磁和内禀特性，表现了较高的饱和磁化强度。
实施例8～11
镧钠永磁铁氧体的制备原料包括纯度大于98％Al2O3、Cr2O3、Co2O3和NiO，实施例8～11的原料摩尔份数见表3，其余制备方法与实施例1相同，得到所述镧钠永磁铁氧体。
表3实施例8～11原料摩尔份数及所得镧钠永磁铁氧体磁性能
Figure BDA0002503739660000112
Figure BDA0002503739660000121
注：表3中的“/”表示未添加。
由表3可见，本发明提供的镧钠永磁铁氧体具有较高的剩磁和内禀特性，表现了较高的饱和磁化强度。
本发明提供的镧钠永磁铁氧体具有较高矫顽力和较大的剩磁，上限磁性能可达剩磁Br为433～452mT，磁感矫顽力Hcb达310～334kA/m，内禀矫顽力Hcj达381～428kA/m，最大磁能积(BH)max达36.5～39kJ/m3，在具有接近理论值的剩磁同时，还有较高的矫顽力；本发明提供的多元素永磁铁氧体内禀矫顽力温度系数≤0.2％/℃，经受高温及低温冲击后磁性能变化率小、抗干扰能力强，保证了镧钠永磁铁氧体使用效果，有利于镧钠永磁铁氧体的应用，具有极高的科研及商用价值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种镧钠永磁铁氧体，其特征在于，所述镧钠永磁铁氧体的化学元素组成满足LaxCaySr1-x-yFe2n-zNazO19，
式中，0.2≤x≤0.5，
0.3≤y≤0.45，
0.2≤z≤0.5，
5≤n≤5.9，
0.05≤1-x-y≤0.25。
2.根据权利要求1所述的镧钠永磁铁氧体，其特征在于，所述镧钠永磁铁氧体的化学组成包括：La2O3·CaO·SrO·Fe2O3·NaO，
按摩尔份计，所述镧钠永磁铁氧体的化学组成包括：
Figure FDA0002503739650000011
3.根据权利要求1所述的镧钠永磁铁氧体，其特征在于，所述镧钠永磁铁氧体的化学组成包括：La2O3·CaO·SrO·Fe2O3·NaO·SiO2·H3BO3，
按摩尔份计，所述镧钠永磁铁氧体的化学组成包括：
Figure FDA0002503739650000012
所述镧钠永磁铁氧体的化学组成成分满足以下公式：
Figure FDA0002503739650000013
公式中的化学元素符号代表该化学元素在镧钠永磁铁氧体中的摩尔百分含量所对应的百分数值。
4.根据权利要求1所述的镧钠永磁铁氧体，其特征在于，所述镧钠永磁铁氧体的化学组成包括：
La2O3·CaO·SrO·Fe2O3·NaO·Al2O3·Cr2O3·Co2O3·NiO，
按摩尔份计，所述镧钠永磁铁氧体的化学组成包括：
Figure FDA0002503739650000021
5.权利要求1～4任一项所述镧钠永磁铁氧体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将镧钠永磁铁氧体的制备原料混合，进行预烧，得到预烧料；所述镧钠永磁铁氧体的制备原料中铁源为Fe2O3；
将所述预烧料依次进行破碎、成型和烧结处理，得到所述镧钠永磁铁氧体。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述预烧的温度为1240～1260℃，时间为1～3h；所述预烧时氧气的体积含量≥8％。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述破碎包括依次进行的粗破碎和球磨；所述破碎所得物料的粒径为0.7～0.9μm。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述成型的方式为压制；所述压制所得生坯的密度为3.3～3.4g/cm3；
所述成型在磁场的作用下进行，所述磁场的充磁电流为400～450A。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为1220～1240℃，时间为1～3h；所述烧结时氧气的体积含量≥5％。
10.权利要求1～4任一项所述的镧钠永磁铁氧体或权利要求5～9任一项所述制备方法得到的镧钠永磁铁氧体在电子领域或发动机领域的应用。
CN202010440007.0A 2020-05-22 2020-05-22 一种镧钠永磁铁氧体及其制备方法和应用 Pending CN111620684A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010440007.0A CN111620684A (zh) 2020-05-22 2020-05-22 一种镧钠永磁铁氧体及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010440007.0A CN111620684A (zh) 2020-05-22 2020-05-22 一种镧钠永磁铁氧体及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111620684A true CN111620684A (zh) 2020-09-04

Family

ID=72269387

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010440007.0A Pending CN111620684A (zh) 2020-05-22 2020-05-22 一种镧钠永磁铁氧体及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111620684A (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1217812A (zh) * 1997-02-25 1999-05-26 Tdk株式会社 氧化物磁性材料、铁氧体颗粒、烧结磁体、粘结磁体、磁记录介质和电机
CN1273675A (zh) * 1998-06-25 2000-11-15 Tdk株式会社 六角型铁氧体磁体
JP2002141212A (ja) * 2001-08-23 2002-05-17 Hitachi Metals Ltd 回転機
JP2005268784A (ja) * 2005-03-10 2005-09-29 Hitachi Metals Ltd フェライト磁石粉末
CN101552069A (zh) * 2009-01-08 2009-10-07 横店集团东磁股份有限公司 磁铅石永磁铁氧体及其制造方法
CN104230323A (zh) * 2013-06-24 2014-12-24 广东江粉磁材股份有限公司 M型钙镧钴永磁铁氧体及其制备方法
CN106187144A (zh) * 2016-07-07 2016-12-07 成都信息工程大学 一种高性能低温烧结六角晶m型锶铁氧体及其制备方法
CN107056270A (zh) * 2017-05-31 2017-08-18 马鞍山市鑫洋永磁有限责任公司 一种六角晶型烧结永磁铁氧体磁体及其制备方法
CN110467452A (zh) * 2019-09-25 2019-11-19 横店集团东磁股份有限公司 一种永磁材料及其制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1217812A (zh) * 1997-02-25 1999-05-26 Tdk株式会社 氧化物磁性材料、铁氧体颗粒、烧结磁体、粘结磁体、磁记录介质和电机
CN1273675A (zh) * 1998-06-25 2000-11-15 Tdk株式会社 六角型铁氧体磁体
JP2002141212A (ja) * 2001-08-23 2002-05-17 Hitachi Metals Ltd 回転機
JP2005268784A (ja) * 2005-03-10 2005-09-29 Hitachi Metals Ltd フェライト磁石粉末
CN101552069A (zh) * 2009-01-08 2009-10-07 横店集团东磁股份有限公司 磁铅石永磁铁氧体及其制造方法
CN104230323A (zh) * 2013-06-24 2014-12-24 广东江粉磁材股份有限公司 M型钙镧钴永磁铁氧体及其制备方法
CN106187144A (zh) * 2016-07-07 2016-12-07 成都信息工程大学 一种高性能低温烧结六角晶m型锶铁氧体及其制备方法
CN107056270A (zh) * 2017-05-31 2017-08-18 马鞍山市鑫洋永磁有限责任公司 一种六角晶型烧结永磁铁氧体磁体及其制备方法
CN110467452A (zh) * 2019-09-25 2019-11-19 横店集团东磁股份有限公司 一种永磁材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103058641B (zh) 一种制备非稀土高磁性永磁铁氧体材料的方法
CN112679207B (zh) 一种永磁铁氧体材料及其制备方法
CN102701721B (zh) 一种低成本烧结钙永磁铁氧体及其制备方法
CN104230326B (zh) M型钙永磁铁氧体的制备方法
CN109400139B (zh) 一种低成本永磁铁氧体材料的制备工艺
CN111081443B (zh) 一种r-t-b系永磁材料及其制备方法和应用
WO2021057051A1 (zh) 一种永磁材料及其制备方法
CN107056270A (zh) 一种六角晶型烧结永磁铁氧体磁体及其制备方法
CN102249658B (zh) 一种稀土永磁铁氧体材料及其制备方法
CN109851349A (zh) 一种高性能环保型六角永磁铁氧体材料及其制备方法
CN109354488A (zh) 一种低成本永磁铁氧体材料及其制备方法
CN104230321B (zh) M型钙永磁铁氧体及其制备方法
CN105601265A (zh) 一种m型锶铁氧体磁性材料及其制备方法
CN114014644A (zh) 一种钙系永磁铁氧体材料及其制备方法
CN102924069A (zh) 一种六角晶m+w混合型烧结永磁铁氧体磁体及其制备方法
CN110330326A (zh) 一种多元素永磁铁氧体及其制备方法和应用
CN102129906B (zh) 永磁铁氧体材料添加剂、其制备方法及应用
CN107473724A (zh) 一种高性能m型钙锶铁氧体的制备方法及产品
CN111620684A (zh) 一种镧钠永磁铁氧体及其制备方法和应用
CN109133896A (zh) 一种永磁铁氧体材料及其制备方法
CN111439995B (zh) 一种高性能无Co基六角永磁铁氧体材料及其制备方法
CN101477869B (zh) 镍锌软磁铁氧体及其制造工艺方法
CN107010937A (zh) 一种含Cu2+的W型铁氧体材料及其制备
CN111196720A (zh) 一种改进的磁环用高性能锶铁氧体及其制备方法
CN105367049A (zh) 一种永磁铁氧体及其制备方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200904