[發明專利]一種高性能永磁鐵氧體材料及制造方法

無效

• 申請號: 201310017992.4
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103030388A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 王穎泉;呂寶順;連江濱;徐文生;廖有良
• 申請（專利權）人: 北礦磁材科技股份有限公司
• 主分類號: C04B35/26
• 分類號: C04B35/26;C04B35/622
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

技術領域

本發明涉及一種高性能永磁鐵氧體材料及制造方法，屬于鐵氧體永磁材料技術領域。

背景技術

一直以來，鐵氧體永磁材料由于具有較高的性價比，被廣泛應用于汽車、OA/AV器械、家電用電動機部件、傳感器及發電機的部件。近年來，隨著電子部件的小型化、高性能化，要求鐵氧體磁體既保持高的剩磁Br，又具有不會由于呈薄片型而引起退磁的高矯頑力Hcj，同時矩形比（Hk/Hcj）也必須與這些特性同時提高。當矩形比較低時，極限退磁場強度減小，所以會容易引起退磁問題，尤其是在永磁直流電動機中，鐵氧體磁體由于受到繞組退磁場的作用，特別期望矯頑力Hcj和矩形比（Hk/Hcj）兩者都較高的高性能鐵氧體磁體。

目前被廣泛應用的具有較高性能的M型Sr（Ba）鐵氧體燒結磁體由以下工序制造：首先，將氧化鐵和Sr或Ba的碳酸鹽等進行混合，通過預燒進行鐵氧體化反應，得到預燒料，為了控制晶體生長和提高致密度而添加SiO₂、CaCO₃及Al₂O₃或Cr₂O₃等，以水為介質進行濕法微粉碎至要求粒徑；將得到的料漿在磁場中取向壓制成毛坯，燒結后加工成規定形狀，制造成鐵氧體燒結磁體。

在磁體的制備工藝中，經濕法研磨微粉碎得到的料漿的平均粒徑低于0.7μm時，會導致料漿成型時排水時間顯著增長。而且單位時間內成型體個數（成型效率）減小。這一問題導致鐵氧體燒結磁體的加工成本上升。如果采用平均粒徑大于0.7μm的料漿成型，成型效率會顯著提高。但鐵氧體燒結磁體的磁性能會隨著粒度的增大顯著降低。為了得到較高的磁性能，要求鐵氧體磁體的密度高且晶體粒子的粒徑小，同時成型性好。但現有技術難以滿足這些要求。

一直以來磁鉛石M型鐵氧體的結構式表示為A₁Fe₁₂O₁₉，A為Ba²⁺或Sr²⁺時可以形成M型鐵氧體。當A為比Ba²⁺或Sr²⁺半徑小的Ca²⁺時，不能形成M型鐵氧體；Ca²⁺被一部分La³⁺置換，可以得到六方鐵氧體的晶體結構，同時Fe³⁺的一部分被Co²⁺置換時，鐵氧體燒結磁體表現出較好的磁性能。

專利CN101542646A提出了要求Ca在規定范圍內取代Sr或Ba的一部分，可以在它的晶體結構中更多的放入La或Co。構成其主相的金屬元素的通式表示為R_xCa_mA_1-x-m(Fe_12-yM_y)_z。專利CN101552069A提出的磁鉛石永磁鐵氧體及制造方法中認為La³⁺和Ca²⁺共同取代Sr²⁺，提高了Co²⁺置換鐵離子的量，從而獲得優良磁性能。專利CN1849675A提出的鐵氧體燒結磁鐵具有以下特征：具有M型鐵氧體構造，以由Sr或Sr及Ba構成的A元素、作為含有Y的稀土類元素的至少一種并必須含有La的R元素、Ca、Fe及Co為必須元素。所述的氧化物磁性材料的基本組成表示為R_yCa_xA_1-x-yFe_2n-zM_zO_19z，從該通式表明Ca取代了Sr或Ba。上述專利中，Ca與Sr、La等都占據A位。

但是，專利CN101552069A提供的工藝成型料漿的粒度控制在0.65μm以下，成型難度大，因此采用了降低含水量的辦法。專利CN101542646A中的鐵氧體燒結磁鐵的晶體粒子c軸方向的最大尺寸為0.95μm或更低，考慮到燒結工序中晶粒生長2倍左右，成型料漿的粒度為0.5μm或更低，容易造成生產效率降低，導致高性能和高生產率難以平衡。專利CN101844914A提供的燒結永磁鐵氧體磁體，在空氣條件下燒結，具有430～470mT的Br，400～464KA/m的Hcj及80％的矩形比，但矩形比仍然較低，將Hk除以退磁曲線的Hcj所得的值（Hk/Hcj）定義為矩形比，參數Hk是在4πI--H曲線的第二象限中，4πI值等于0.95Br的位置對應的H軸坐標值。

發明內容