[發明專利]一種經濟型燒結永磁鐵氧體及其制備方法

有效

• 申請號: 200710070942.7
• 申請日: 2007-08-21
• 公開（公告）號: CN101209920A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 楊武國;包大新;陸柏松;丁伯明;胡良權
• 申請（專利權）人: 橫店集團東磁股份有限公司
• 主分類號: C04B35/26
• 分類號: C04B35/26;C04B35/622
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及一種燒結永磁鐵氧體，尤其涉及一種經濟型燒結永磁鐵氧體及其制備方法；屬于磁性材料技術領域。

背景技術

燒結永磁鐵氧體具有磁性能穩定，抗退磁能力強；不易銹蝕，無需涂覆保護層；質硬而脆，可用特殊刀具加工、切割；而且價格低廉，使用成本低等優點，因而廣泛地適用于汽車、家用電器，工業自動化等行業。氧化物永磁鐵氧體材料主要是采用具有磁鉛石六角結構鍶鐵氧體(SrO·6Fe₂O₃)和鋇鐵氧體(BaO·6Fe₂O₃)作為原料來制造燒結永磁鐵氧體的。影響燒結永磁鐵氧體的磁性能的主要有兩個參數，即剩余磁通密度(Br)和內稟矯頑力(Hcj)。Br正相關于磁體密度、磁體取向度以及晶體結構的飽和磁化強度Ms等因素。由于磁鉛石本身結構及性能的限制，傳統永磁鐵氧體Br值被限制在至多約是446mT。

為了解決上述問題，早在80年代，我國南京大學都有為教授等人對M型鋇鐵氧體做了很多詳細的研究后得出結論，通過在鋇鐵氧體中添加La等稀土元素置換部分Ba²⁺、添加Zn等二價金屬元素置換Fe³⁺，可以提高鋇鐵氧體飽和磁化強度Ms約20mT，獲得450mT或更高的Br值。但是，此時由于磁晶各向異性場的降低，所以很難同時318kA/m或更高的Hcj值。

近十幾年來，以日本公司為代表的燒結永磁鐵氧體企業相繼提出了La-Co聯合代換技術。如日本專利文獻(JP2002-353021A)公開了一種氧化鐵燒結磁體的制造工藝，該工藝以含有鐵，元素A，元素R和元素M的化合物中的至少兩種作為原料，混合后在空氣中于1000-1350℃進行燒結，保溫1秒-3小時，可以加入0.1-2％的二氧化硅或0.2-4％的碳酸鈣作為燒結助劑，并且在實施例中還公開了制備得到的燒結磁體的組成為Sr_0.8La_0.2Fe_11.8Co_0.2O₁₉，產品性能Br達到450mT，并且還具有318kA/m以上的Hcj值。

然而，以La-Co代換為代表稀土離子代換技術雖然能較大幅度的提高燒結磁體的性能，但是由于用來代換的稀土氧化物和Co氧化物均價格昂貴，導致La-Co取代型燒結鐵氧體原料成本大幅度提高，市場競爭力下降。

發明內容

本發明針對當前以La-Co取代型燒結永磁鐵氧體成本大幅度提高，市場競爭力下降的現狀，提出了一種無需添加Co氧化物，同時能獲得較高磁性能的經濟型燒結永磁鐵氧體及其制備方法。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種經濟型燒結永磁鐵氧體，該燒結永磁鐵氧體包括含有A、R、Fe和Al的六角型鐵氧體主相，并具有以下特征的分子式：A_1-xR_x(Fe_12-yAl_y)_zO₁₉，其中，

A代表Sr、Ba、Ca中的一種或一種以上元素，但必須含有Sr；

R代表選自稀土元素和Bi中的一種或一種以上元素；

x、y、z代表摩爾比，并且x為0.01～0.1；y為0.05～0.3；z為0.8～1.2。

本發明人通過長期研究發現：通過利用非磁性的Al³⁺離子部分取代Fe³⁺離子，少量的稀土元素或Bi元素離子部分取代A位置的離子，同時配合以更嚴格的工藝條件，不需要添加昂貴的Co元素，也能獲得較高的磁性能。

在本發明中，可以通過主配方中Al的取代量來控制最終燒結永磁鐵氧體的磁性能指標；當Al的取代量y在0.05～0.1之間時，所制備的燒結永磁鐵氧體具有不低于4300Gs的Br；當y在0.2～0.3之間，所制備的燒結永磁鐵氧體具有不低于5000Oe的Hcj，同時獲得4000左右的Br；當y在0.1～0.2之間時，所制備的燒結磁體具有不低于4200Gs的Br，同時獲得4000左右的Hcj。但Al添加太多或者太少，都會影響磁性能的指標。

在上述的經濟型燒結永磁鐵氧體中，所述的A中含有50～100mol％的Sr。由于Sr鐵氧體磁晶各向異性常數K₁(≈3.7×10⁵J/m³)比Ba鐵氧體高10％，因此主配方中含有更多的Sr，有利于產品獲得更高的內秉矯頑力。