[发明专利]煅烧铁氧体和烧结铁氧体磁体及其制备方法

说明书

一种烧结铁氧体磁体具有由通式Ca_1‑x‑yR_xA_yFe_2n‑zCo_z表示的金属元素Ca、R、A、Fe和Co的组成，其中R是稀土元素中的至少一种且必不可少地包括La；A是Sr和/或Ba；x、y、z和n表示Ca、R、A、Fe和Co的原子比；2n表示由2n＝(Fe+Co)/(Ca+R+A)表示的摩尔比；并且x、y、z和n满足以下条件：0.15≤x≤0.35，0.05≤y≤0.40，(1‑x‑y)y，0＜z≤0.18，并且7.5≤(2n‑z)＜11.0。

技术领域

本发明涉及烧结铁氧体磁体及其制备方法，以及用于制备这样的烧结铁氧体磁体的煅烧铁氧体，所述烧结铁氧体磁体具有调整的金属元素Ca、R、A、Fe和Co的组成以在即使Co含量比常规SrLaCo磁体和CaLaCo磁体更小的情况下也表现出高磁性。

背景技术

烧结铁氧体磁体具有出色的性价比和极高的化学稳定性，因为尽管它们的最大磁能积仅是烧结稀土磁体(例如，烧结NdFeB磁体)的最大磁能积的1/10，但是它们的主要原料是廉价的铁氧化物。因此，它们用于各种应用，如电动机、扬声器等，并且在目前的所有磁体材料中，它们以最大的权重全球生产。

典型的烧结铁氧体磁体为具有磁铅石结构的Sr铁氧体，其基本组成由SrFe₁₂O₁₉表示。在20世纪90年代后期，通过在SrFe₁₂O₁₉中用La³⁺取代一部分的Sr²⁺并用Co²⁺取代一部分的Fe³⁺而具有显著改善的磁性的烧结Sr-La-Co铁氧体磁体(以下可以简称为“SrLaCo磁体”)投入实际使用。另外，在2007年，具有进一步改善的磁性的烧结Ca-La-Co铁氧体磁体(以下可以简称为“CaLaCo磁体”)投入实际使用。

在上述SrLaCo磁体和CaLaCo磁体二者中，Co对于获得高磁性来说是必不可少的。SrLaCo磁体含有原子比为约0.2的Co(Co/Fe＝0.017，Fe含量的约1.7％)，并且CaLaCo磁体含有原子比高达约0.3的Co(Co/Fe＝0.03，Fe含量的约3％)。因为作为Co的原料的钴氧化物比铁氧化物(烧结铁氧体磁体的一种主要原料)昂贵十到几十倍，所以CaLaCo磁体与SrLaCo磁体相比必然具有更高的成本。因此，尽管CaLaCo磁体具有更高的磁性，但目前与CaLaCo磁体相比使用更多的具有较低材料成本的SrLaCo磁体。

因为由于电动车的增加，对Li离子电池的需求增大，近年来Co的价格快速升高。由于这样的趋势，即使具有出色性价比的SrLaCo磁体也面临在保持其价格低方面的困难。在这样的情况下，必须在保持其磁性的同时减少铁氧体磁体中的Co的使用。

作为具有降低的Co含量的烧结Ca-La-Co铁氧体磁体，WO2008/105449A公开了一种烧结铁氧体磁体，其包括具有六方晶体结构的铁氧体相作为主相，构成该主相的金属元素的组成由通式R_xCa_mA_1-x-m(Fe_12-yM_y)_z表示，其中R是选自由La、Ce、Pr、Nd和Sm组成的组中的至少一种元素，包括La作为必不可少的组分；A是Sr和/或Ba；M为选自由Co、Zn、Ni、Mn、Al和Cr组成的组中的至少一种元素，包括Co作为必不可少的组分；并且x、m、y和z分别满足：0.2≤x≤0.5，0.13≤m≤0.41，0.7(x-m)≤0.15，0.18≤yz≤0.31，并且9.6≤12z≤11.8。在上述通式中，Co含量按原子比计为0.18-0.31。