[发明专利]一种低成本烧结钙永磁铁氧体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烧结永磁铁氧体，尤其涉及一种低成本烧结钙永磁铁氧体及其制备方法，属于磁性材料技术领域。

技术背景

永磁铁氧体是由二价阳离子金属氧化物和三价的铁所构成的化合物的总称，永磁铁氧体广泛地适用于汽车、家用电器，工业自动化等行业。作为永磁铁氧体材料，具有六方晶的磁铅石结构的锶铁氧体（SrFe₁₂O₁₉）和钡铁氧体（BaFe₁₂O₁₉）被广泛应用。影响烧结永磁铁氧体的磁性能的主要两个参数，即剩余磁通密度（Br）和内禀矫顽力（Hcj）。磁铁的剩余磁通密度（Br）由密度、取向度、和取决于晶体结构的饱和磁化强度（4πIs）所决定。因此，Br表示为Br=4πIs×取向度×密度。另一方面，由4πI—H磁滞回线与H轴的交点给出的内禀矫顽力（Hcj）正比于H _AХfc，其中H _A (=2K1/Is)是各向异性场，fc是单畴颗粒的比例，K1是各向异性常数，与Is一样也由晶体结构决定。由于磁铅石本身结构及性能的限制，传统永磁铁氧体剩余磁通密度（Br）值被限制在至多约是446mT 。

为了解决上述问题，近年来，已提出：在上述的锶铁氧体（SrFe₁₂O₁₉）中，用镧（La）等稀土元素置换锶（Sr）的一部分、用钴（Co）置换铁（Fe）的一部分的锶镧钴（SrLaCo）铁氧体，由此使剩余磁感应强度（Br）提高。永磁铁氧体剩余磁通密度（Br）值可达450mT。

另外，已提出：与锶铁氧体的情况同样地，在钙铁氧体（CaFe₁₂O₁₉）中也用镧(La)置换钙(Ca)的一部分、用钴(Co)置换铁(Fe)的一部分而生成钙镧钴（CaLaCo）铁氧体，由此获得更高的剩余磁感应强度（Br）。

如日本专利第3181559号，公开了一种以六方晶铁氧体为主相，具有由通式：Ca_1-xR_x (Fe_12-yM_y) _zO₁₉（R是从含有Y的稀土类元素及Bi中选择的至少一种元素，必须含有La，M是Co及/或Ni，x、y及z分别满足0.2≤x≤0.8、0.2≤y≤1.0、0.5≤z≤1.2的条件）。所代表的组成的铁氧体烧结磁体。在日本专利第3181559号的段落18及实施例6中报告，日本专利第3181559号所述的铁氧体烧结磁体获得了锶铁氧体（SrFe₁₂O₁₉）不能实现的剩余磁感应强度（Br）≥460mT。

然而，以La-Co代换为代表的永磁铁氧体虽然能较大幅度的提高烧结磁体的磁性能，但是上述代换使用了价格昂贵的氧化钴，导致La-Co取代型烧结铁氧体磁体成本大幅提高，市场竞争力下降。

发明内容

本发明针对当前以昂贵的氧化钴添加的La-Co取代型烧结永磁铁氧体成本大幅提高，市场竞争力下降的现状，提出了一种无需添加昂贵的氧化钴，同时能获得较高磁性能的一种低成本烧结钙永磁铁氧体及其制备方法。

为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：

低成本烧结钙永磁铁氧体，所述的烧结钙永磁铁氧体包括含有钙、镧、铁和锌的六方晶M型铁氧体主相，其分子式：Ca_1-xLa_xFe_2n-zZn_zO₁₉，并且x为0.3～0.6、z为0.2～0.4、n 为4～6，x/z为1.0～3.0。

低成本烧结钙永磁铁氧体的制备方法，包括以下步骤：

（1）配料混合：按照钙、镧、铁和锌各元素的摩尔数配比，将含有所需元素的碳酸钙粉末、氧化镧粉末、氧化铁粉末及氧化锌粉末进行混合，混合时间控制在3～5小时，在混合前还需添加一次添加剂，将所得到的混合物料通过湿式球磨工艺进行混合及粉碎，混合粉碎后的混合物料平均粒度不大于1.0μm；

（2）预烧：将上述混合物料在空气中进行预烧，其中所述的预烧温度为1100℃-1300℃，保温时间为0.5-3小时，得到预烧料；

（3）粉碎：将上述预烧料先进行干式粉碎至平均粒度3-5μm，得到预烧料粉，称取上述预烧料粉，并以重量配比方式加入二次添加剂，将所得的混合物再采用湿式方式进行球磨，球磨至料浆的平均粒度控制在0.6-1.1μm；