CN1414575A - 一种加入添加剂提高永磁铁氧体剩磁的方法 - Google Patents

一种加入添加剂提高永磁铁氧体剩磁的方法 Download PDF

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林国标
柴立民
左珑
黄可淼
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Abstract

本发明提供了加入一种添加剂提高永磁铁氧体剩磁的方法。其特征在于：在永磁锶铁氧体或钡铁氧体制造过程的二次工艺中除加有碳酸钙和其它提高矫顽力的添加剂高岭土、二氧化硅、氧化铝、硼酸的1—4种外，加入一种提高剩磁的添加剂，其组成为MxSiyOz，X＝1～4 Y＝0～2 Z＝2～6，X、Y、Z可为小数，M为Fe、Pr、Nd、Mn、Sr、C其中的一种或多种的混合物。同样原料，使用本发明的添加剂MxSiyOz，剩磁在3600—4100Gs的基础上提高50—150Gs。

Description

一种加入添加剂提高永磁铁氧体剩磁的方法
技术领域
本发明属于永磁铁氧体制备技术领域，特别涉及加入一种添加剂提高永磁铁氧体剩磁的方法。
背景技术
永磁铁氧体主要是指六角晶系M型锶铁氧体或钡铁氧体，其磁性能指标主要有剩磁、矫顽力、磁能积。这三个指标愈高磁体性能愈好。剩磁与矫顽力相互影响，提高剩磁容易导致矫顽力降低，反之提高矫顽力容易导致剩磁降低，磁能积则与剩磁矫顽力均有关。每一指标均有一个最大理论值，如剩磁的最大理论值为4650Gs，见都有为编著的《铁氧体》，江苏科学技术出版社，1996年P233页，实际生产中由于原料纯度、工艺制作水平等方面的原因剩磁常低于该数值，其差别大小不一；另外与对矫顽力的要求亦有关。目前国内使用Y30一次预烧料，在保证内禀矫顽力Hic＞2900Oe的前提下，生产上难以保证制出剩磁Br＞4000Gs的磁体。
永磁铁氧体磁体的生产须经两次烧结，通过第一次烧结化合形成铁氧体材料，再经过二次工艺制成铁氧体磁体，二次工艺流程见图1所示。
成型时加磁场制出的是各向异性磁体，不加磁场为各向同性磁体；同类型的磁体湿压制品的磁性能优于干压的磁性能。磁体磁性能与一次工艺及二次工艺有关，用相同的一次烧结所形成的铁氧体预烧料，经不同的二次工艺所制出的性能好坏不一样，通过二次工艺中添加碳酸钙、提高烧结温度、控制制粉粒度及分布等均可提高剩磁，这些在《磁性材料及器件》这类专业性刊物都能经常看到，这也是通常所使用的提高剩磁的方法。但剩磁达到一定程度后将难以进一步提高，也有报道在二次工艺中添加氧化铋等如磁性材料及器件，1998年，No 4，虽然提高剩磁，但明显降低矫顽力。本发明使用一种在二次工艺中未曾报道使用过的添加剂，在保持矫顽力与原来相当的情况下，突破常规方法的所能达到的剩磁的限制，将所能达到的剩磁值进一步提高100Gs左右。
发明内容
本发明的目的是在保持矫顽力与原有基础相当的情况下，将所能达到的剩磁值进一步提高。
本发明提供了加入一种添加剂提高永磁铁氧体剩磁的方法。在永磁铁氧体生产中，根据要求的磁性能不一样，在二次工艺制粉过程中，加入不同的添加剂。通常提高剩磁添加剂是碳酸钙，提高矫顽力的添加剂比较多，主要有高岭土、二氧化硅、氧化铝、硼酸，但这些对提高矫顽力的作用和由此带来对剩磁的不利影响各不一样。本发明的特征在于：在永磁锶铁氧体或钡铁氧体制造过程的二次工艺中除加有碳酸钙和其它提高矫顽力的添加剂高岭土、二氧化硅、氧化铝、硼酸的1-4种外，加入一种提高剩磁的添加剂，其组成为MxSiyOz，X＝1～4 Y＝0～2Z＝2～6，X、Y、Z可为小数，M为Fe、Pr、Nd、Mn、Sr、C其中的1-6种的混合物，即通过改变二次工艺的制粉阶段的细磨配方达到提高剩磁的目的。
同样原料及基本工艺过程，使用本发明的添加剂MxSiyOz，有利于提高剩磁和磁能积，加入前后对比，剩磁在3600-4100的基础上提高50-150Gs。
附图说明
图1为永磁铁氧体磁体生产的二次工艺流程图。其中，铁氧体预烧料1、粗破成平均粒径为若干微米的粗粉2、加添加剂配料3、细磨4、沉淀得料浆5、湿压(磁场成型)6、烧结7、干燥制粉8、干压(磁场成型)9、磨加工(充磁)10、检验包装11。
具体实施方式
下面是一些使用实例，其工艺过程为：锶铁氧体预烧料球→干磨机粗破碎(至小于10微米)→加添加剂配料(即二次工艺配方)→装球磨机加水细磨→出料沉淀得料浆→湿压磁场成型→窑炉烧结→切磨加工→测磁性能。
实例一；使用目前常用的普通牌号Y30一次预烧球料作原料，二次工艺配方为碳酸钙1wt％、二氧化硅0.4wt％，在保证Hbc大于2600Oe情况下，利用常规方法——增加碳酸钙含量和提高烧结温度提高剩磁，碳酸钙含量由1wt％逐渐增加到1.35wt％，同时炉温设定值由1215℃增加到1235℃，得到结果：剩磁Br由3870Gs增加到4020Gs，矫顽力Hbc由3060Oe下降到2770Oe，内禀矫顽力Hic由3200Oe下降2840Oe。进一步增加碳酸钙含量，剩磁没有增加，但矫顽力进一步降低；继续提高炉温剩磁则呈降低趋势，且矫顽力显著降低。在前述的二次工艺配方(碳酸钙1wt％、二氧化硅0.4wt％)基础上添加本发明添加剂，应用同样的原料和工艺(炉温设定值1235℃)，磁性能可达：剩磁Br4170Gs，矫顽力Hbc2730Oe，内禀矫顽力Hic2810Oe，此矫顽力与前者调整后的结果相当，剩磁获得了明显提高，增加了原工艺基础所能达到的剩磁最大值。
实例二：使用Y30预烧料作原料，二次工艺配方为碳酸钙1wt％、高岭土0.5wt％，在此基础上应用本发明添加剂前后生产结果统计平均值对比，见表1。
表1：Y30原料，本发明应用结果对比
类别 Br(Gs) Hbc (Oe) Hic (Oe) (BH)m (MGOe)
未加 3940  2920  3080  3.75
加 4090  2920  3050  4.01
实例三：使用Y35牌号较高档次预烧料作原料，二次工艺配方为碳酸钙1wt％、二氧化硅0.3wt％，在此基础上应用本发明添加剂前后生产结果对比，见表2。
表2：Y35原料，本发明应用结果对比
类别 Br(Gs) Hbc (Oe)   Hic (Oe) (BH)m (MGOe)
未加 4070  2640  2700  4.02
加 4190  2650  2760  4.15
根据上面的使用实例，应用本发明添加剂，剩磁Br提高了120～150Gs。在其它添加氧化铝的高矫顽力产品的制作过程中，添加本发明添加剂添加剂，剩磁Br也提高了50Gs以上。
本发明添加剂使用在永磁铁氧体生产的二次工艺过程中，这里二次工艺如本说明书前部分所述的二次工艺流程，是从一次烧结的预烧料破碎开始经烧结到最后的制成品，包括湿压和干压工艺生产的各向同性及各向异性制品。
本添加剂是在二次工艺配料时与其它添加剂一同加入，主要起提高剩磁的作用。根据使用的预烧料的制作工艺和二次工艺配料时配方的不同，使用该添加剂在某些情况下可能会带来矫顽力的些许降低，针对这种情况如果要维持原有的矫顽力，需要对二次配方和工艺参数作一定调整，经调整后仍将会发现在保证原有矫顽力情况下，剩磁有显著提高。它的显著作用为提高原有的工艺基础所能达到的剩磁最大值。

Claims (2)

1加入一种添加剂提高永磁铁氧体剩磁的方法，其特征在于：在永磁锶铁氧体或钡铁氧体制造过程的二次工艺中除加有碳酸钙和其它提高矫顽力的添加剂高岭土、二氧化硅、氧化铝、硼酸的1-4种外，加入一种提高剩磁的添加剂，其组成为MxSiyOz，，其中X＝1～4 Y＝0～2 Z＝2～6，X、Y、Z可为小数，M为Fe、Pr、Nd、Mn、Sr、C中的1-6多种的混合物。
2按照权利1所述的加入一种添加剂提高永磁铁氧体剩磁的方法，其特征在于：“二次工艺”，是指从永磁锶铁氧体或钡铁氧体预烧料的破碎开始，经烧结到最后的制成品。所涉及的产品包括湿压和干压工艺生产的各向异性及各向同性制品。
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