[发明专利]M型钙永磁铁氧体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及永磁材料技术领域，尤其涉及一种M型钙永磁铁氧体及其制备方法。

背景技术

铁氧体按照其特性和用途，一般分为永磁、软磁、矩磁、旋磁和压磁铁氧体等五类。

永磁铁氧体的最终磁性能，一般是由剩磁Br，内禀矫顽力HCJ来衡量。其中，高性能永磁铁氧体通常是指具有较高的剩余磁感应强度、较强的抗退磁性能以及制造成本低廉等优势的铁氧体。由于高性能永磁铁氧体具有这些优势，因而广泛地应用于电子、信息、摩托车、汽车、电动工具等行业。

大量使用的传统的铁氧体材料，是具有M型磁铅石结构Sr铁氧体（SrFe₁₂O₁₉）和Ba铁氧体（BaFe₁₂O₁₉），这些铁氧体是以氧化铁和Sr或Ba的碳酸盐为原料，用粉末冶金法制造而成。其具体的制备方法为：首先，将氧化铁、碳酸锶或碳酸钡等原料进行混合，通过预烧，发生初步的固相反应，得到预烧料块(或料球)，将其粗破碎，然后以水为介质，将其细粉碎到平均粒径为0.5～0.7μm的颗粒。在细粉碎过程中，通常加入可以控制产品晶粒生长、提高产品致密度从而改善材料磁性能的添加剂，然后，将磨好的料浆在磁场中成型，将所得的坯体烧结、磨成规定的形状，制成永磁铁氧体。

近年来，随着各种电机向轻量、小型、高效率化方向发展，对其关键材料-永磁铁氧体的制备工艺和性能提出了更高的要求，要求磁体体积越来越小，综合磁性能更高，即要求永磁铁氧体在保持高剩磁Br的同时，也要具有更强的抗退磁能力（即材料的内禀矫顽力Hcj要求高）。而传统的M型磁铅石结构Sr铁氧体和Ba铁氧体已经满足不了这些要求。

La、La-Co、Ca-La-Co等稀土元素的掺杂取代能大幅度提高材料的内禀属性，所以掺杂取代能有效提高样品磁性能。但矫顽力Hcj等对微观结构灵敏的参数 不仅与掺杂有关，而且与晶粒的微观形貌有关，对M型六角铁氧体样品晶粒形貌有重要影响的因素包括：粉末细化后的平均粒度及粒度分布、CaCO₃和SiO₂作为烧结助剂对晶粒的调控作用、烧结制度的优化等。研究发现，随着LaCo掺杂量的增加，烧结样品的矩形比（Hk/Hcj）会降低，降低的矩形比主要是因为掺杂取代后，预烧料的不完全反应和预烧料晶粒存在不同程度的掺杂取代，使晶粒尺寸存在差异，而Hcj与晶粒尺寸紧密相关，不同的尺寸的晶粒有不同的Hcj，因而抗退磁能力不同，最终导致Hk/Hcj和综合磁性能的下降。这很难通过二次工艺去弥补，因此如何保证晶粒在预烧阶段完全铁氧体化，并且晶粒均匀细小成为得到高性能产品的关键。

因此，为了获得性能优异的永磁铁氧体，以提高电机整机的性能，需大力发展永磁铁氧体材料的配方及其制备技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种M型钙永磁铁氧体及其制备方法，以提高M型钙永磁铁氧体的性能。

为解决上述问题，本发明提出一种M型钙永磁铁氧体，该M型钙永磁铁氧体包括A，R，Ca，Fe和M等元素的六角型铁氧体主相，并具有以下特征的分子式：A_1-x-yCa_xR_yFe_2n-zM_zO₁₉，其中，

A为Sr或者Ba或者Sr和Ba的组合，

R为Pr、Nd或Bi中的至少一种与La的组合，

M为M为Ni和Zn中的至少一种与Co的组合；

x，y，z，n表示各主要金属元素的添加比例，

x的取值范围为0.05-0.19，

y为0.2-0.29，

z为0.10-0.24，

n为5.80-5.90。

较佳地，所述A全部为Sr。

较佳地，所述R为Pr与La的组合。

较佳地，所述R为Nd与La的组合。

较佳地，所述R为Bi与La的组合。

较佳地，所述M为Ni与Co的组合。

较佳地，所述M为Zn与Co的组合。

较佳地，所述M为Ni和Zn与Co的组合。