本公開一般涉及磁性材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及氧化物磁性材料，尤其涉及永磁鐵氧體磁性材料的制備方法。
背景技術(shù)：
鐵氧體磁性材料是一種復(fù)合氧化物燒結(jié)體非金屬磁性材料，一般分為軟磁鐵氧體和永磁鐵氧體磁性材料。永磁鐵氧體磁性材料又包括有鋇鐵氧體和鍶鐵氧體，電阻率高，屬于半導(dǎo)體類型，故渦流損耗小，矯頑力大，能有效地應(yīng)用在大氣隙的磁路中，特別適于作小型發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的永磁體。永磁鐵氧體磁性材料的原材料來源豐富，工藝不復(fù)雜，成本低，從而具有較高的性價(jià)比，被廣泛應(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)、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。目前，為了提高永磁鐵氧體的綜合磁性能或者提高某些方面的特性性能，主要采用的解決辦法是通過改善用來制備永磁鐵氧體磁性材料的組分以及相應(yīng)的比重，或者改良制備永磁鐵氧體磁性材料的生產(chǎn)工藝。中國發(fā)明專利201410077393.6(公告日2015年10月14日)公開了一種高磁能永磁鐵氧體材料，以重量份數(shù)計(jì)，包括三氧化二鐵100-120份、氧化鑭2-4份、二氧化硅16-23份、氧化鋇0.5-1.5份、氧化鍶0.2-0.8份、碳酸鈣15-25份和硬脂酸鎂3-9份；以及制備工藝：(1)將三氧化二鐵、氧化鑭、氧化鋇和氧化鍶按照比例在空氣下進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為1200-1300℃，待原料自然冷卻后進(jìn)行粗破碎；(2)將粗破碎后的原料與二氧化硅、碳酸鈣和硬脂酸鎂混合后，加入混合物總重1-2倍的水和混合物總重3-6倍的鋼球，采用球磨機(jī)磨至漿料粒度為0.5-1.0μm；(3)將漿料進(jìn)行脫水處理，之后在壓力為20MPa的條件下壓制成型，同時(shí)添加5000-8000A/m的取向磁場，得到生坯；(4)將生坯在氧氣條件下進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1200-1300℃，保持2-3h，隨后自然降溫得到鐵氧體材料。制備出的高磁能永磁鐵氧體材料，在剩磁、內(nèi)稟矯頑力及最大磁能積等參數(shù)指標(biāo)明顯高于普通的鐵氧體材料，提高了整體磁性能。所以，改善用來制備永磁鐵氧體磁性材料的組分和制備工藝已經(jīng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員的研究熱點(diǎn)與難點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種提高磁性性能的永磁鐵氧體磁性材料的制備方法。
本發(fā)明提供一種永磁鐵氧體磁性材料，永磁鐵氧體磁性材料包括如下重量份數(shù)的組分：三氧化二鐵100份，碳酸鍶3-5份，硼酸12-15，三氧化二硼10-13份，氧化鎂0.5-1份，高嶺土6-10份，三羥甲基丙烷3-6份，氧化鋇3-9份，氧化鑭1-3份，氧化釹12-15份，環(huán)氧樹脂2-8份，氧化鋅3-6份，石英石8-12份，氧化銅4-6份，三氧化二鋁1-2份。制備方法包括如下步驟：
步驟一，取上述氧化鍶、硼酸及50％的氧化鋅進(jìn)行混合，并在1000-1200℃下加熱處理，得混合物A；
步驟二，將上述三氧化二鐵、三羥甲基丙烷、氧化鋇、氧化鑭和氧化釹加入混合物A中，均勻攪拌，并在空氣下進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為1200-1300℃，待原料自然冷卻后進(jìn)行粗破碎，得混合物B；
步驟三，將上述三氧化二硼、氧化鎂、高嶺土、環(huán)氧樹脂、氧化鋅、石英石、氧化銅和三氧化二鋁加入混合物B中，均勻攪拌，并在空氣下進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為1200-1300℃，待原料自然冷卻后進(jìn)行粗破碎，得混合物C；
步驟四，將混合物B內(nèi)加入1-2倍的水，并置于球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行球磨，球磨至漿料粒徑為0.8-1.2μm，然后在100-110℃內(nèi)進(jìn)行干燥，得混合物D；
步驟五，將混合物D置于馬弗爐中煅燒，以14-16度每分鐘的升溫速率升溫至100-110℃，然后自然冷卻降溫，即得永磁鐵氧體磁性材料。
本發(fā)明提供的永磁鐵氧體磁性材料制備工藝，將上述特定重量份數(shù)的各組分制備出永磁鐵氧體磁性材料，使得永磁鐵氧體磁性材料性能遠(yuǎn)大于普通永磁鐵氧體磁性材料的性能，其中磁能積可達(dá)到51.0-53.5kJ/m3，內(nèi)稟矯頑力可達(dá)到381.3-388.4kA/m，剩余磁化強(qiáng)度可達(dá)到532.6-553.9mT，顯著地提升永磁鐵氧體磁性材料的磁性性能。
附圖說明
通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本申請的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：
圖1本發(fā)明實(shí)施例提供的制備永磁鐵氧體磁性材料的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本申請作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對該發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與發(fā)明相關(guān)的部分。
需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請。
實(shí)施例1
在本實(shí)施例中，永磁鐵氧體磁性材料包括如下重量份數(shù)的組分：三氧化二鐵100份，氧化鍶3份，硼酸12份，三氧化二硼10份，氧化鎂0.5份，高嶺土6份，三羥甲基丙烷3份，氧化鋇3份，氧化鑭1份，氧化釹12份，環(huán)氧樹脂2份，氧化鋅13份，石英石8份，氧化銅4份，三氧化二鋁1份。
請參考圖1，本實(shí)施例中采用如下制備永磁鐵氧體磁性材料的方法，具體包括如下步驟：
步驟一，取上述氧化鍶、硼酸及50％的氧化鋅進(jìn)行混合，并在1000-1200℃下加熱處理，得混合物A；
步驟二，將上述三氧化二鐵、三羥甲基丙烷、氧化鋇、氧化鑭和氧化釹加入混合物A中，均勻攪拌，并在空氣下進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為1200-1300℃，待原料自然冷卻后進(jìn)行粗破碎，得混合物B；
步驟三，將上述三氧化二硼、氧化鎂、高嶺土、環(huán)氧樹脂、氧化鋅、石英石、氧化銅和三氧化二鋁加入混合物B中，均勻攪拌，并在空氣下進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為1200-1300℃，待原料自然冷卻后進(jìn)行粗破碎，得混合物C；
步驟四，將混合物B內(nèi)加入1-2倍的水，并置于球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行球磨，球磨至漿料粒徑為0.8-1.2μm，然后在100-110℃內(nèi)進(jìn)行干燥，得混合物D；
步驟五，將混合物D置于馬弗爐中煅燒，以14-16度每分鐘的升溫速率升溫至100-110℃，然后自然冷卻降溫，即永磁鐵氧體磁性材料。
實(shí)施例2
在本實(shí)施例中，永磁鐵氧體磁性材料包括如下重量份數(shù)的組分：三氧化二鐵100份，氧化鍶3.5份，硼酸13份，三氧化二硼11份，氧化鎂0.7份，高嶺土7份，三羥甲基丙烷4份，氧化鋇5份，氧化鑭1.5份，氧化釹13份，環(huán)氧樹脂4份，氧化鋅14份，石英石9份，氧化銅4.5份，三氧化二鋁1.5份。
請參考圖1，本實(shí)施例中采用如下制備永磁鐵氧體磁性材料的方法，具體包括如下步驟：
步驟一，取上述氧化鍶、硼酸及50％的氧化鋅進(jìn)行混合，并在1000-1200℃下加熱處理，得混合物A；
步驟二，將上述三氧化二鐵、三羥甲基丙烷、氧化鋇、氧化鑭和氧化釹加入混合物A中，均勻攪拌，并在空氣下進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為1200-1300℃，待原料自然冷卻后進(jìn)行粗破碎，得混合物B；
步驟三，將上述三氧化二硼、氧化鎂、高嶺土、環(huán)氧樹脂、氧化鋅、石英石、氧化銅和三氧化二鋁加入混合物B中，均勻攪拌，并在空氣下進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為1200-1300℃，待原料自然冷卻后進(jìn)行粗破碎，得混合物C；
步驟四，將混合物B內(nèi)加入1-2倍的水，并置于球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行球磨，球磨至漿料粒徑為0.8-1.2μm，然后在100-110℃內(nèi)進(jìn)行干燥，得混合物D；
步驟五，將混合物D置于馬弗爐中煅燒，以14-16度每分鐘的升溫速率升溫至100-110℃，然后自然冷卻降溫，即永磁鐵氧體磁性材料。
實(shí)施例3
在本實(shí)施例中，永磁鐵氧體磁性材料包括如下重量份數(shù)的組分：三氧化二鐵100份，碳酸鍶4份，硼酸14，三氧化二硼12份，氧化鎂0.8份，高嶺土8份，三羥甲基丙烷5份，氧化鋇6份，氧化鑭2份，氧化釹13份，環(huán)氧樹脂5份，氧化鋅4份，石英石10份，氧化銅5份，三氧化二鋁1.5份。
請參考圖1，本實(shí)施例中采用如下制備永磁鐵氧體磁性材料的方法，具體包括如下步驟：
步驟一，取上述氧化鍶、硼酸及50％的氧化鋅進(jìn)行混合，并在1000-1200℃下加熱處理，得混合物A；
步驟二，將上述三氧化二鐵、三羥甲基丙烷、氧化鋇、氧化鑭和氧化釹加入混合物A中，均勻攪拌，并在空氣下進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為1200-1300℃，待原料自然冷卻后進(jìn)行粗破碎，得混合物B；
步驟三，將上述三氧化二硼、氧化鎂、高嶺土、環(huán)氧樹脂、氧化鋅、石英石、氧化銅和三氧化二鋁加入混合物B中，均勻攪拌，并在空氣下進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為1200-1300℃，待原料自然冷卻后進(jìn)行粗破碎，得混合物C；
步驟四，將混合物B內(nèi)加入1-2倍的水，并置于球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行球磨，球磨至漿料粒徑為0.8-1.2μm，然后在100-110℃內(nèi)進(jìn)行干燥，得混合物D；
步驟五，將混合物D置于馬弗爐中煅燒，以14-16度每分鐘的升溫速率升溫至100-110℃，然后自然冷卻降溫，即永磁鐵氧體磁性材料。
實(shí)施例4
在本實(shí)施例中，永磁鐵氧體磁性材料包括如下重量份數(shù)的組分：三氧化二鐵100份，碳酸鍶5份，硼酸15，三氧化二硼13份，氧化鎂1份，高嶺土10份，三羥甲基丙烷6份，氧化鋇9份，氧化鑭3份，氧化釹15份，環(huán)氧樹脂8份，氧化鋅16份，石英石12份，氧化銅6份，三氧化二鋁2份。
請參考圖1，本實(shí)施例中采用如下制備永磁鐵氧體磁性材料的方法，具體包括如下步驟：
步驟一，取上述氧化鍶、硼酸及50％的氧化鋅進(jìn)行混合，并在1000-1200℃下加熱處理，得混合物A；
步驟二，將上述三氧化二鐵、三羥甲基丙烷、氧化鋇、氧化鑭和氧化釹加入混合物A中，均勻攪拌，并在空氣下進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為1200-1300℃，待原料自然冷卻后進(jìn)行粗破碎，得混合物B；
步驟三，將上述三氧化二硼、氧化鎂、高嶺土、環(huán)氧樹脂、氧化鋅、石英石、氧化銅和三氧化二鋁加入混合物B中，均勻攪拌，并在空氣下進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為1200-1300℃，待原料自然冷卻后進(jìn)行粗破碎，得混合物C；
步驟四，將混合物B內(nèi)加入1-2倍的水，并置于球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行球磨，球磨至漿料粒徑為0.8-1.2μm，然后在100-110℃內(nèi)進(jìn)行干燥，得混合物D；
步驟五，將混合物D置于馬弗爐中煅燒，以14-16度每分鐘的升溫速率升溫至100-110℃，然后自然冷卻降溫，即永磁鐵氧體磁性材料。
為了驗(yàn)證本發(fā)明提供的永磁鐵氧體磁性材料的相關(guān)性能，分別對實(shí)施例1-實(shí)施例4中的永磁鐵氧體磁性材料進(jìn)行測試，得到如表1的數(shù)據(jù)。其中，磁能積單位為kJ/m3，內(nèi)稟矯頑力單位為kA/m，剩余磁化強(qiáng)度單位為mT。
表1
由表1可知，本發(fā)明提供的永磁鐵氧體磁性材料在磁能積、內(nèi)稟矯頑力和剩余磁化強(qiáng)度方面明顯優(yōu)于本領(lǐng)域中常用的Sr鐵氧體材料粉，尤其是在實(shí)施例3的永磁鐵氧體磁性材料在這3各方面性能上達(dá)到最佳。具體地，本發(fā)明提供的永磁鐵氧體磁性材料在磁能積上可到達(dá)53.5kJ/m3，在內(nèi)稟矯頑力上可達(dá)到388.4kA/m，在剩余磁化強(qiáng)度上可達(dá)到553.9mT，顯著地提升了永磁鐵氧體磁性材料的磁性性能。
本申請人認(rèn)為，本發(fā)明提供的永磁鐵氧體磁性材料之所以能達(dá)到上述優(yōu)異的磁性性能，是因?yàn)楸景l(fā)明提供的永磁鐵氧體磁性材料中各組分是特定選擇，且各自組分的含量也是經(jīng)過多次反復(fù)試驗(yàn)測試才獲得。本發(fā)明其余組分選擇及含量選擇顯然也是非顯而易見的，絕非本領(lǐng)域技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)即可輕易想到。同時(shí)，結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例可以看到，本發(fā)明的制備方法采用五個(gè)步驟設(shè)計(jì)，分批分次加入原料，且加入的百分比有特殊之范圍，本工藝是與本發(fā)明永磁鐵氧體磁性材料組分的特殊配比相適應(yīng)的，只用采用這種工藝，才能保證反應(yīng)體系的平穩(wěn)有序進(jìn)行，確保最后制備永磁鐵氧體磁性材料的優(yōu)異品質(zhì)。
以上描述僅為本申請的較佳實(shí)施例以及對所運(yùn)用技術(shù)原理的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本申請中所涉及的發(fā)明范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時(shí)也應(yīng)涵蓋在不脫離所述發(fā)明構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案。