[發(fā)明專(zhuān)利]一種提高鍶鐵氧體預(yù)燒料磁性能的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010836398.8
• 申請(qǐng)日: 2020-08-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112071615A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李紀(jì)磊;韓俊紅;胡祥;林鑫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安徽金安礦業(yè)有限公司;南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01F41/02
• 分類(lèi)號(hào): H01F41/02;C01G49/00
• 代理公司: 南京利豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 艾中蘭;任立

本發(fā)明公開(kāi)了一種提高鍶鐵氧體預(yù)燒料磁性能的制備方法，包括如下步驟：（1）配料混勻；（2）造球；（3）焙燒；（4）制粉。本發(fā)明的高性能鍶鐵氧體預(yù)燒料采用超純磁鐵精粉為原料，還添加少量稀土元素鈥（Ho）和常規(guī)添加劑碳酸鍶、碳酸鈣及二氧化硅，將它們充分混勻后制備生球，先在較低溫度下對(duì)生球進(jìn)行預(yù)氧化，使原料中Fe₃O₄氧化為Fe₂O₃，預(yù)氧化完成后進(jìn)行焙燒，最終得到鐵氧體預(yù)燒料。檢測(cè)結(jié)果表明，元素鈥（Ho）的加入能有效提升鍶鐵氧體預(yù)燒料磁性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵氧體磁性材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種高性能鍶鐵氧體預(yù)燒料的制備方法。

背景技術(shù)

磁性材料早在3000多年前就被人們所認(rèn)識(shí)，作為我國(guó)四大發(fā)明之一的指南針是歷史上對(duì)永磁材料最早的技術(shù)應(yīng)用。作為一類(lèi)重要的基礎(chǔ)功能材料，永磁材料應(yīng)用范圍十分廣泛，如電子、信息、電動(dòng)工具、汽車(chē)、家電等行業(yè)對(duì)其有廣泛的需求。同時(shí)由于當(dāng)前國(guó)家提倡節(jié)能環(huán)保、綠色發(fā)展，永磁材料更是在節(jié)能環(huán)保、新能源、電動(dòng)汽車(chē)、智慧城市、智慧地球等新興領(lǐng)域中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。特別是其中價(jià)格相較低廉、資源豐富的鐵氧體永磁材料，市場(chǎng)整體需求在以每年10％～15％的速度增長(zhǎng)。另外，磁性材料作為當(dāng)前國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的行業(yè)之一，其發(fā)展一直受到國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的大力支持。

永磁材料大致可歸類(lèi)為金屬永磁材料、稀土永磁材料及鐵氧體永磁材料。金屬永磁材料一般指鋁鎳鈷合金，其原材料價(jià)格偏高，溫度系數(shù)較低，為最早發(fā)展應(yīng)用的永磁材料，目前使用量逐年減少。稀土永磁材料廣泛應(yīng)用于航空航天及國(guó)防軍事等領(lǐng)域，性能優(yōu)越但價(jià)格昂貴，因此只在高端市場(chǎng)占優(yōu)勢(shì)，其以Nd-Fe-B磁體為代表。鐵氧體永磁材料一般可表示為MO·6Fe₂O₃，其中M為Ba、Sr等，不含Ni、Co等高價(jià)值金屬元素，因此價(jià)格較低，且化學(xué)穩(wěn)定性好，性價(jià)比遠(yuǎn)高于其他永磁材料，因而鐵氧體永磁材料在市場(chǎng)上已占重要地位，其產(chǎn)值約占整個(gè)永磁材料市場(chǎng)的1/2。

性能優(yōu)良的預(yù)燒料是高端鐵氧體永磁材料生產(chǎn)的必要原料，即永磁鐵氧體材料性能與預(yù)燒料的質(zhì)量緊密相關(guān)。目前該預(yù)燒料的生產(chǎn)原料主要為鐵鱗和鐵紅。鐵鱗是鋼鐵企業(yè)軋鋼環(huán)節(jié)產(chǎn)生的副產(chǎn)物，其來(lái)源不集中，且鐵鱗化學(xué)成分不穩(wěn)定隨鋼種變化而變化，其錳元素含量通常較高，且還含有其他合金元素雜質(zhì)，此外近年來(lái)電爐煉鋼開(kāi)始利用鐵鱗做氧化劑，因而原料供應(yīng)愈發(fā)緊張。鐵紅一般為鋼材表面酸洗液經(jīng)噴霧焙燒獲得，其生產(chǎn)設(shè)備投資大，因而鐵紅價(jià)格高。以鐵紅制備鐵氧體預(yù)燒料，將導(dǎo)致生產(chǎn)成本偏高。若以鐵鱗為原料制備預(yù)燒料，受限于原料雜質(zhì)較高只能生產(chǎn)低端產(chǎn)品。以超純鐵精粉為原料制備的預(yù)燒料性能居于鐵鱗和鐵紅預(yù)燒料之間，若用于高端鐵氧體磁性材料的生產(chǎn)，還需要進(jìn)一步提升其磁性能。在超純鐵精粉中添加某些稀土元素可以明顯提高預(yù)燒料的磁性能，滿足其制備高端鐵氧體磁性材料的要求。已有研究表明，稀土元素釹(Nd)、鈰(Ce)和釤(Sm)等作為二次添加劑，在預(yù)燒料制備完成之后，鐵氧體材料成型之前(即細(xì)磨環(huán)節(jié))加入，會(huì)顯著提升鐵氧體的磁性能。但稀土元素作為二次添加劑，因鍶鐵氧體晶體在預(yù)燒工序已經(jīng)形成，故難于全部進(jìn)入晶格與鍶發(fā)生原子取代，部分滯留在晶界處，從而造成一定比例的稀土元素?fù)p失，增加生產(chǎn)成本。而在預(yù)燒料生產(chǎn)中添加稀土元素，其將在鍶鐵氧體晶體形成的同時(shí)取代鍶原子，稀土元素更容易進(jìn)入鐵氧體晶格，有利于提高昂貴稀土元素的利用率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種高性能鍶鐵氧體預(yù)燒料的制備方法，以超純磁鐵精粉為原料，加入添加劑鍶鹽、碳酸鈣、二氧化硅及稀土元素鈥。特別的，稀土元素鈥在預(yù)燒料制備過(guò)程中加入，其能在鍶鐵氧體晶體生成的同時(shí)與鍶原子發(fā)生取代反應(yīng)，該反應(yīng)相對(duì)容易發(fā)生，從而有效避免稀土元素作為二次添加劑在鐵氧體材料燒制過(guò)程中的損失。該超純磁鐵精粉混合料經(jīng)充分混勻后，利用圓盤(pán)造球機(jī)制備生球，生球先在較低溫度下進(jìn)行預(yù)氧化，再在較高溫度下進(jìn)行焙燒制備鍶鐵氧體預(yù)燒料。

本發(fā)明具體技術(shù)方案如下：

一種提高鍶鐵氧體預(yù)燒料磁性能的制備方法，其特征在于包括如下步驟：