[發明專利]制備稀土永磁鐵氧體磁性材料的方法

無效

• 申請號: 200910049743.7
• 申請日: 2009-04-22
• 公開（公告）號: CN101599332A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 金鳴林;徐實
• 申請（專利權）人: 上海應用技術學院
• 主分類號: H01F1/11
• 分類號: H01F1/11;C04B35/40;C04B35/622
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種制備磁鉛石型晶體結構的永磁鐵氧體磁性材料的方法，更具體的說是涉及一種通過添加稀土制備高性能稀土永磁鐵氧體磁性材料的方法。

背景技術

回顧磁性材料的生產可以發現：20世紀60年代末以鋁-鎳-鈷為主體生產磁性材料產品，70年代以后逐步轉為以鐵氧體為主體，今天又深入開發了高性能稀土磁性材料。隨著電子設備的小型化、輕型化、薄型化技術的發展，對永磁鐵氧體器件的體積、重量、性能有著越來越高的要求。特別是汽車、摩托車、微機工業的飛速發展，刺激了對永磁鐵氧體的需求。近年來中高檔市場不斷擴大，需求量不斷增加。據統計：全球磁性材料總產值估算平均每10年增加約1.7倍，1999年鐵氧體磁性材料的產值占全球總產值的50％以上。為改善永磁鐵氧體的磁特性，近年來大力開展稀土摻雜改善永磁鐵氧體性能的研究、且已進入工業化。由于稀土永磁材料是現在已知的綜合性能最高的一種永磁材料，它比十九世紀使用的磁鋼的磁性能高100多倍，比鐵氧體、鋁鎳鈷性能優越得多，比昂貴的鉑鈷合金的磁性能還高一倍。由于稀土永磁材料的使用，不僅促進了永磁器件向小型化發展，提高了產品的性能，而且促使某些特殊器件的產生，所以稀土永磁材料一出現，立即引起各國的極大重視，發展極為迅速。如日立金屬株式會社申請的中國發明專利，公開號：CN1253657A，公開時間：2000年5月17日，名稱為“鐵氧體及其生產方法”提供了一種以鍶或鋇鐵氧體預燒料為基礎，通過二次添加純輕氧化鑭或純氧化鑭以及氧化鈷的共同作用經超細粉碎、濕法成型與高溫燒結制備高剩磁和矯頑磁力的方法。其分子式為：(A_1-xR_x)O·n(Fe_1-yM_y)₂O₃，其中A代表鍶或鋇原子，R代表至少一種稀土鑭原子，M代表鈷、錳、鎳及鋅原子。分子結構為磁鉛石型晶體，所制備的鐵氧體磁特性為：剩磁為0.41T、矯頑磁力為235kA/m。該發明專利的主要特征是：通過二次添加純輕氧化鑭或純氧化鑭與氧化鈷的共同作用，從而提高鐵氧體剩磁與矯頑磁力的方法。

北礦磁材科技股份有限公司申請的中國發明專利，公開號：CN1414575A，公開時間：2003年4月30日，名稱為“一種加入添加劑提高永磁鐵氧體剩磁的方法”提供了一種以鍶或鋇鐵氧體預燒料為基礎，通過二次添加助劑再經超細粉碎、濕壓或干壓成型與高溫燒結制備高剩磁的方法。該發明所提供的添加劑為：M_xSi_yOz，其中x＝1～4、y＝0～2、z＝2～6之間的任何數值，M代表Fe、Pr、Nd以及Sr混合物。由此所制備的鐵氧體剩磁可由3600～4100Gs提高50～150Gs。該發明專利的主要特點是：通過二次添加非稀土氧化物助劑促進鍶或鋇鐵氧體二次成型燒結過程中的離子替代實現鍶或鋇鐵氧體合理的空間晶體結構，依此提高鐵氧體的剩磁。

分析比較上述已有發明專利可知，改善鐵氧體磁特性主要通過兩個途徑：一是通過添加純的稀土氧化鑭或輕氧化鑭與氧化鈷的協同作用來改善鐵氧體磁特性；二是通過添加非稀土氧化物助劑促進鍶或鋇鐵氧體二次燒結過程中的空間晶體結構轉變來提高鐵氧體的磁特性。兩種現有技術的共同特點是采用純化合物改善鐵氧體的磁特性，都沒有考慮添加劑之間的協同作用，此外，由于稀土資源多為共生礦物質，稀土純化合物的分離與提取工藝十分復雜，相應純化合物的價格很高，由此則必然導致現有技術制備稀土永磁鐵氧體的生產成本高昂，市場競爭力降。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是以分子式為Srx(Ba)FeyOz，其中x＝0.85～1、y＝11～12、z＝17～19的鍶或鋇的鐵氧體預燒料為基礎，通過直接添加富含鑭的稀土精礦粉制備剩磁和矯頑磁力更好的稀土永磁鐵氧體磁性材料；本發明所要解決的第二個技術問題是以分子式為Srx(Ba)FeyOz，其中x＝0.85～1、y＝11～12、z＝17～19的鍶或鋇的鐵氧體預燒料為基礎，通過直接添加富含鑭的稀土精礦粉的碳酸鹽混合物制備剩磁和矯頑磁力更好的稀土永磁鐵氧體磁性材料。

本發明第一個技術方案，一種制備稀土永磁鐵氧體磁性材料的方法，包括下列步驟：

A、將含鍶或鋇的鐵氧體預燒料與添加的助劑按質量比85～95∶5～15的比例加入到球磨機，然后加入水和鋼球進行球磨超細粉碎，水與總物料的質量比為3～1∶1，鋼球與總物料的質量比為3～8∶1，得到平均粒度為0.75～1.0μm的含水料漿，其中鍶或鋇的鐵氧體預燒料組成為：