[发明专利]一种稀土掺杂纳米锶铁氧体永磁材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种稀土掺杂纳米锶铁氧体永磁材料的制备方法。本发明的稀土掺杂锶铁氧体的化学组成式为Sr_1‑xLn_xFe_12‑xA_xO₁₉,所述化合物中元素Ln为La、Yb等稀土元素，元素A为Co等二价过渡族金属元素，0≤x≤0.2。本发明通过泰勒反应器的连续制备Sr_1‑xLn_xFe_12‑xA_xO₁₉前驱体，之后进行研磨，高温烧结得到稀土掺杂锶铁氧体，该制备方法能够得到结晶度好，大小为100‑200nm的前驱体,通过稀土元素和金属元素共掺杂，烧结后得到的锶铁氧体磁性能更高，该制备方法能够有效降低高温烧结温度与时间，节约能耗，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种稀土掺杂纳米锶铁氧体永磁材料的制备方法，属于磁性材料领域。

背景技术

近年来，铁氧体材料得到了快速的发展，其中稀土锶铁氧体材料凭借其具有单轴磁相异性、矫顽力高、居里温度高、化学稳定性强、性价比优越等优点，受到了广泛的关注。

但是传统高温固相烧结制备得到的铁氧体材料，其工艺流程复杂，烧结时间长，温度要求高，使得能耗非常高，且制备的铁氧体材料均匀性低。

为了提高铁氧体材料的磁性能和降低能耗，研究者采用溶胶凝胶法和共沉淀法制备纳米级至微米级的铁氧体材料，提高了材料的磁性能，如专利CN201210418388.8，CN201110102232.4, CN106082349A, CN201310601472.8, CN108554414A和 CN108046791A等纳米铁氧体的制备方法，但此类共沉淀法制备的铁氧体通常量少，重复性较差，且不能连续生产，此外溶胶凝胶法造成的污染较大，且形貌不可控，因此这两种方法的都不能大规模应用于实际工业生产中。

本发明所采用的泰勒反应器制备的铁氧体材料，其前驱体颗粒大小能够控制在100-200 nm之间，矫顽力高，磁能积也得到明显提高，并且能够连续的生产获得铁氧体前驱体，相比固相烧结法，煅烧的温度更低，有利于减小使用能耗，提高了性价比，适合工业化生产。

发明内容

本发明的目的提供利用泰勒反应器制备稀土掺杂锶铁氧体永磁材料的方法，尤其是制备Sr_1-xLn_xFe_12-xA_xO₁₉铁氧体前驱体，与现有的传统高温固相烧结法制备稀土掺杂锶铁氧体方法相相比，其均匀性更好，能耗更低。

本发明提供的利用泰勒反应器制备稀土掺杂纳米锶铁氧体永磁材料方法，包括以下制备步骤：（1）在泰勒反应器内加入含稀土元素、二价金属、铁元素以及锶元素的共沉淀溶液制备Sr_1-xLn_xFe_12-xA_xO₁₉前驱体，其中0≤x≤0.2；（2）将获得的前驱体放入管式炉中，高温烧结得到, Sr_1-xLn_xFe_12-xA_xO₁₉铁氧体；所述的泰勒反应器的为特定结构，外筒为圆柱形，材料为高强度钢，外筒直径为20cm，筒壁厚度为1cm，外筒与基座相连，所述的基座厚度为4cm，外筒直径为30cm，形状为圆形，外筒两侧各有6个孔，孔的直径为1cm，孔之间的间距为2cm，所述的孔作为进料口，样品出口，以及PH计的进口。

尤其，优选地，所述的泰勒反应器的内筒为三角形封闭结构，所述的由三角形封闭结构由3块相同的长方行方片相互连接，形成等腰的三角形柱体。

尤其，优选地，所述的内筒通过电动机驱动，通过电动机控制内筒转速。

尤其，优选地，所述步骤（1）中的共沉淀工艺控制条件包括PH、温度、内筒转速、共沉淀液注入速率。