[發(fā)明專利]一種永磁鐵氧體材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011587737.X
• 申請(qǐng)日: 2020-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112679207B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊武國(guó);何震宇;申屠金昂;方盛翔;吳翔亮;金志洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 橫店集團(tuán)東磁股份有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/40
• 分類號(hào): C04B35/40;C04B35/32;H01F7/02;H01F41/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明提供了一種永磁鐵氧體材料及其制備方法。所述永磁鐵氧體材料包括主相，所述主相的通式為：A_1?x?yCa_xLa_yFe³⁺_2n?z?aFe²⁺_aCo_zO₁₉，其中，A包括Sr或由Sr和Ba組成的組合，0.25≤x≤0.45；0.40≤y≤0.55；0.25≤z≤0.40；0＜a≤0.80；0.6≤z/y≤0.9；5.1≤n≤5.6。本發(fā)明提供的永磁鐵氧體材料主要以六角磁鉛石M型Sr鐵氧體為基礎(chǔ)，通過(guò)Ca?La?Co聯(lián)合離子代換，同時(shí)通過(guò)工藝控制預(yù)燒料主相粉末和最終產(chǎn)品中Fe²⁺離子含量來(lái)獲得更加優(yōu)良的磁性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于磁性材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鐵氧體材料及其制備方法，尤其涉及一種永磁鐵氧體材料及其制備方法。

背景技術(shù)

永磁材料一經(jīng)磁化即能保持恒定磁性的材料,又稱硬磁材料，實(shí)際應(yīng)用中，永磁材料工作于磁滯回線的第二象限退磁部分。常用的永磁材料包括鋁鎳鈷永磁合金、鐵氧體永磁、稀土永磁和各種復(fù)合永磁材料。

永磁鐵氧體磁體是永磁直流電機(jī)的基礎(chǔ)功能材料之一，能滿足各種環(huán)境下電機(jī)的使用要求，具有高的靈敏度和穩(wěn)定性，可以廣泛應(yīng)用于高功率、高轉(zhuǎn)速、高扭矩的各類電機(jī)，如高檔汽車電機(jī)(ABS電機(jī)、啟動(dòng)電機(jī)等)、摩托車啟動(dòng)電機(jī)、家用電器以及電動(dòng)工具馬達(dá)等領(lǐng)域。

決定永磁鐵氧體的磁性能主要有兩個(gè)最重要的參數(shù)，即剩余磁通密度(Br)和內(nèi)稟矯頑力(Hcj)。永磁鐵氧體材料從主要制備工藝上可以分為燒結(jié)永磁鐵氧體和粘結(jié)永磁鐵氧體，磁性能上燒結(jié)永磁鐵氧體具備明顯的優(yōu)勢(shì)。最初的燒結(jié)永磁鐵氧體材料主要是具有磁鉛石六角結(jié)構(gòu)的鍶鐵氧體(SrO·6Fe₂O₃)和鋇鐵氧體(BaO·6Fe₂O₃)。本世紀(jì)以來(lái)，隨著以La-Co代換為代表的離子代換配方技術(shù)的應(yīng)用，永磁鐵氧體性能得到了大幅度的提升，國(guó)內(nèi)外相關(guān)科研人員相繼開(kāi)發(fā)出剩磁達(dá)到4500Gs左右和內(nèi)稟矯頑力達(dá)到5000Oe的永磁鐵氧體材料。

近年來(lái)，隨著電子元器件小型化的趨勢(shì)的逐漸發(fā)展，對(duì)永磁鐵氧體材料的磁性能要求進(jìn)一步提升，并且對(duì)磁體的磁性能對(duì)溫度敏感性提出了更高的要求。常規(guī)的永磁鐵氧體材料Br的溫度系數(shù)一般在-0.20％左右，Hcj的溫度系數(shù)大致在0.2～0.5％。

眾所周知，以Ca作為主要成分的永磁鐵氧體(又稱Ca鐵氧體)，只有CaO-Fe₂O₃和CaO-2Fe₂O₃是穩(wěn)定的，類似于典型六角磁鉛石M型鐵氧體的CaO-6Fe₂O₃結(jié)構(gòu)上并不穩(wěn)定。通過(guò)La-Co代換，形成的Ca-La-Co聯(lián)合代換的M型Sr鐵氧體結(jié)構(gòu)上可以穩(wěn)定存在，這也成為近年來(lái)高性能永磁鐵氧體研究和開(kāi)發(fā)最重要的領(lǐng)域之一。通過(guò)Ca-La-Co聯(lián)合離子取代，同時(shí)輔以其它微量元素添加量的控制，從而獲得更為優(yōu)異的磁性能。

例如：CN109155175A通過(guò)控制Ca系永磁鐵氧體磁體中Fe²⁺離子含量在0.1～5.4wt％之間，從而獲得Br在4700Gs左右高剩磁永磁鐵氧體材料，但是該材料內(nèi)稟矯頑力較低，不超過(guò)3000Oe。另外，CN110114844A、CN110323027A通過(guò)優(yōu)化調(diào)整Ca系永磁鐵氧體中微量添加B的含量，從而獲得超高Hcj且溫度穩(wěn)定性更好的永磁鐵氧體材料，同時(shí)優(yōu)化材料對(duì)燒結(jié)溫度的依懶性。此外，CN111533550A通過(guò)優(yōu)化Ca-La-Co離子代換量，同時(shí)控制鐵氧體晶粒中具有層疊缺陷的晶粒數(shù)量比例，從而獲得超高Hcj且退磁曲線方形度良好的高性能永磁鐵氧體材料。

然而上述優(yōu)化方案都是基于單獨(dú)獲得高Br或者高Hcj的材料，無(wú)法兼顧，同時(shí)對(duì)材料溫度穩(wěn)定性重視程度不夠。

發(fā)明內(nèi)容