[發明專利]一種硬磁鐵氧體陶瓷部件磁場膠態振動注模成形方法

無效

• 申請號: 200810056877.7
• 申請日: 2008-01-25
• 公開（公告）號: CN101224601A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 郭志猛;石棋;郝俊杰
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B28B15/00
• 分類號: B28B15/00;B28C1/04;B28C1/06;B28B1/02;B28B1/087;B28B11/24
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技術領域

本發明屬于陶瓷材料領域，涉及一種硬磁鐵氧體陶瓷部件磁場膠態振動注模成形方法。

背景技術

膠態振動注模成形技術是1993年Lange教授在壓濾成形和離心注漿成形的基礎上提出的一種新型的原位凝固成形技術。根據DLVO理論，當漿料處于絮凝態時，水合后的反離子不再與顆粒緊密吸附，靜電排斥力完全消失，顆粒間形成一個非緊密接觸的網絡結構，這時顆粒處在一個較淺的勢阱中，顆粒間的吸引力也由于排斥性水合力的作用而減弱，懸浮體是個不能流動的密實結構。此時對靜止的漿料進行振動，漿料將產生流動。膠態振動注模成形對一些難于制備高固相體積分數的粉體的膠態成形提供了方向。

硬磁鐵氧體在現代科學與工業技術領域的應用日漸廣泛，磁感應強度的高低是評價其性能優劣的重要指標之一。目前硬磁鐵氧體材料多采用干壓成形，而且為了得到高的磁感應強度材料，干壓成形往往是在高強度磁場中進行，成形磁場強度達到100mT以上。但干壓成形粒子間磨擦阻力大，粒子轉向困難，從而粒子中的磁疇的一致取向也難，不利于高性能坯體的制備。同時也于難制備復雜形狀制品。眾所周知，漿料成形技術可成形復雜形狀制品，但硬磁鐵氧體粉難于制備高固相含量、低粘度的水系漿料，使得凝膠注模等漿料成形硬磁鐵氧體技術無法實現。

發明內容

本發明目的是通過對低固相硬磁鐵氧體漿料進行磁場下的絮凝脫水處理，得到粒子排列取向一致性好的高固相硬磁鐵氧體漿料。通過振動的方式將引發劑和催化劑引入到高固相漿料中，并使漿料充滿模具，經膠凝固化后得到磁疇一致取向性好的高質量的硬磁鐵氧體坯體。

一種硬磁鐵氧體陶瓷部件磁場膠態振動注模成形方法，包括以下各步驟：

1.將水、丙烯酰胺(AM)、N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺(MBAM)以重量比1∶(4～16)混合，制成均一穩定的水溶液；

2.將上述水溶液與硬磁鐵氧體粉料、分散劑聚丙烯酸銨(PPA-NH₄)混合；丙烯酰胺(AM)用量占硬磁鐵氧體粉料用量的6～18wt％，分散劑用量占陶瓷粉料重量的0.2～2.0wt％；制備成固相體積分數為15～25Vol％的硬磁鐵氧體漿料；

3.將漿料球磨8～48h；

4.將模具和恒磁鐵固定在一起，置于5～30mT的恒磁場中，將第三步所得漿料注入模具中，模具材料為非孔材料，如玻璃、金屬、橡膠、塑料、石蠟等；

5.加入0.5～4.0wt％NH₄Cl等絮凝劑，使漿料絮凝；

6.將固定在恒磁場中的注滿漿料的模具置于離心機中進行離心分離、脫水，將清水汲出，并補滿漿料。繼續離心脫水，補滿漿料。多次反復操作，使模具中漿料的固相含量達到45～55Vol％。離心機轉速可選擇在2000～5000r/min范圍；

7.將固定在恒磁場中的模具置于振動機上，在振動狀態下滴入引發劑過硫酸銨(APS)和催化劑N，N，N’，N’-四甲基乙二銨(TEMED)。40ml漿料中加入10wt％濃度的引發劑0.03～0.06ml，加入催化劑0.05～0.08ml。振動頻率為60～80次/s，振動時間約為3～7min。

8.加熱模具至40～80℃，約30～120min后脫模(其中石蠟模具加熱溫度控制在50℃以下)，坯體在室溫下真空干燥2～3天即可得到高質量硬磁鐵氧體陶瓷坯體。

本方法的優點是：在弱磁場下成形，得到磁疇一致取向性好的硬磁鐵氧體坯體，實現高磁感應強度及復雜形狀硬磁鐵氧體陶瓷部件的制備。

具體實施方式

實施例1：鍶鐵氧體陶瓷部件膠態振動注模成型

鍶鐵氧體為市售工業粉，純度為97％以上；丙烯酰胺(AM)、N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺(MBAM)、過硫酸銨(APS)和催化劑N，N，N’，N’-四甲基乙二銨(TEMED)均為國藥化學試劑有限公司生產，N，N，N’，N’-四甲基乙二銨為無色透明溶液，過硫酸銨為白色結晶，其它均為白色粉末。聚丙烯酸銨(PPA-NH₄)為廣州市洞庭工貿有限公司生產，標準含量30wt％，黃色溶液。

將30g丙烯酰胺、8gN，N’-亞甲基雙丙烯酰胺溶入850ml水中制成溶液，加入770g鍶鐵氧體粉和3g克聚丙烯酰胺分散劑，球磨24h后注入到固定在20mT恒磁場中的模具中。加入2.0wt％NH₄Cl，使漿料絮凝。