[发明专利]一种用于电机设备的铁氧体磁性材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机设备材料技术领域，具体涉及一种用于电机设备的铁氧体磁性材料及其制备方法。

背景技术

铁氧体磁性材料在电性上属于半导体范畴，所以又称磁性半导体。磁铁矿(主要成分Fe₃O₄)是一种最简单的铁氧体。国际上早在20世纪初已合成铁氧体，在30年代，法、日、德、荷相继进行了系统研究。中国在1956年前后开始铁氧体的工业生产。铁氧体已在通信广播、计算技术、自动控制、雷达导航、宇宙航行、卫星通信、仪表测量、印刷显示、污染处理、生物医学、高速运输等方面广泛应用。铁氧体磁性材料主要有软磁铁氧体和永磁铁氧体。其中，软磁铁氧体有锰铁氧体(MnO·Fe₂O₃)、锌铁氧体(ZnO·Fe₂O₃)、镍锌铁氧体(Ni-Zn·Fe₂O₄)、锰镁锌铁氧体(Mn-Mg-Zn·Fe₂O₄)等单组分或多组分铁氧体，电阻率比金属磁性材料大得多，而且有较高的介电性能，因此出现兼有铁磁性和铁电性以及铁磁性和压电性的铁氧体。

目前我国铁氧体干压工艺研究不多，干压产品性能普遍不高，一般较好的干压材料剩磁在360～370Mt，内禀矫顽力在220-240KA/m，主要用于玩具电机；在永磁铁氧体中以各向异性烧结磁体的磁性能为最佳，其磁性能接近理论值，在汽车、家用电器、电机设备等许多领域有非常广泛的应用。这种生产方法不仅路线长、成型过程复杂，而且耗能大，成本高，且取向度低。因此，需要一种制备路线简单、成型效率高、取向度高的铁氧体磁性材料。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于电机设备的铁氧体磁性材料及其制备方法，该磁性材料具有高取向性，气孔少，均匀性高，适合用于电机设备的导电材料。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种用于电机设备的铁氧体磁性材料，包括如下重量份的原料：三氧化二铁50-80份、二氧化硅10-18份、氧化锆1-5份、氧化镍1-3份、氧化锰3-6份、氧化钡1-3份、碳酸锶0.5-2.8份、抗氧化剂0.6-1.2份、吸湿剂0.5-1.6份。

优选地，包括如下重量份的原料：三氧化二铁60份、二氧化硅12份、氧化锆2份、氧化镍1份、氧化锰3份、氧化钡2份、碳酸锶1.5份、抗氧化剂0.8份、吸湿剂1.2份。

优选地，所述抗氧化剂选自茶多酚、柠檬酸、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚中的一种或任意两种以上的组合。

优选地，所述吸湿剂选自氯化钙、氯化镁、硫酸钠、硅胶、硫酸铜、溴化锂中的一种或任意两种以上的组合。

本发明还提供了上述用于电机设备的铁氧体磁性材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）预烧：按照重量份将三氧化二铁、氧化锆、氧化镍、氧化锰、氧化钡、碳酸锶混合均匀，送入超微粉碎机粉碎后，过200-300目筛，在氧气含量60-70%的条件下预烧得到混合物a；

（2）球磨粉碎：将混合物a、二氧化硅、抗氧化剂、吸湿剂混合，放入球磨机中，湿法球磨得到浆液；

（3）生坯成型：浆液置于离心机中离心分离，静置沉淀6-12小时后，减压过滤后将滤饼放置于600-800Mt的成型磁场中30-50min，得到成型的生坯；

（4）烧结：将生坯置于氧含量30-50%的条件下烧结，恒速升温至580-650℃，保持温度1-2小时后，继续恒速升温至1100-1150℃，保持温度2-3小时后，取出放置于通风干燥处，自然降至室温得到该铁氧体材料。

优选地，所述步骤（1）预烧的温度为520-540℃。

优选地，所述步骤（2）湿法球磨时物料、钢球、水的质量比为1:3-4:1.5-2.5。

优选地，所述步骤（4）恒速升温的速率为80-100℃/min。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的铁氧体磁性材料以三氧化二铁为主要成分，在自然状态下，氧化铁属于α型晶胞结构，并不具有磁性，但通过加入二氧化硅、氧化锆、氧化镍、氧化锰、氧化钡、碳酸锶等多种金属化合物，可以改变其晶胞结构，大大提高磁性能和取向性，结合抗氧化剂和吸湿剂，能够使该材料隔绝空气水分，延长使用寿命。