[发明专利]一种烧结永磁铁氧体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁性材料领域，尤其是涉及一种六角型烧结永磁铁氧体及其制备方法。

背景技术

高性能烧结永磁铁氧体磁体是永磁直流电机的关键基础功能材料之一，主要应用于高功率、高转速、高扭矩的各类电机，如高档汽车电机（ABS电机、启动电机等）、摩托车启动电机、家用电器以及电动工具马达等领域。随着电机向小型化，集约化和节能化方向发展，对铁氧体材料的磁性能要求也越来越高。实际生产中使用的永磁铁氧体材料早期主要采用具有磁铅石六角结构的锶铁氧体(SrO·6Fe₂O₃)和钡铁氧体(BaO·6Fe₂O₃)来制备的。由公式：Br=4πIs×（取向度）×（密度），这里4πIs是M型锶铁氧体饱和磁化强度约为4650Gs，烧结磁体的密度和取向度都最多为98%。因此，这些磁体的Br被限制在最多约4460Gs。近年来，随着以La-Co代换为代表的离子代换配方技术的应用，永磁铁氧体性能得到了大幅度的提升，但剩磁Br一般都不大于4500G_s。最近，株式会社新旺磁材在专利（公开号：CN1956935A）中公开了一种CaLaCo铁氧体，其实施例中显示的较高磁性能可以达到Br为4600Gs，Hcj为3768Oe，它的特点是：以Ca作为主要成分的永磁铁氧体(又称Ca铁氧体)，通过La-Co代换，形成可以稳定存在的Ca-La-Co铁氧体，且其磁性能可与普通的Sr-La-Co铁氧体相当。而且，株式会社新旺磁材公司在专利（公开号为CN1849675A）中公开过用Sr取代CaLaCo中一部分Ca，可使制备的磁体在保持高剩磁Br的同时，具有保持高本征矫顽力，但由于Ca含量低、工艺可能没有最优化和磁体晶粒形状分布没有最优化，磁性能还没有最优化。在最近日立金属株氏会社公布的专利（公开号为CN101316803A）中的较好实施例中，磁体的剩磁Br也具有大于4600Gs，但它的主配方中，是以Ca、Ba为主要成分，不含有Sr，这点和本发明是不同的。另外，日本申请人申请的发明专利没有对磁体中晶粒形貌（主要指长径比）进行控制，而且制备工艺方法和参数与本发明存在很多不同之处，特别是粗粉碎后通过过筛工艺对粉末进行分级工艺，在上述专利文献中没有涉及。  　

发明内容

针对上述现有技术存在的缺点和不足，本发明旨在提供一种同时获得4600Gs以上的剩磁和4800Oe以上内禀矫顽力的烧结永磁铁氧体，同时提供其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实施的：

一种烧结永磁铁氧体，其包括含有R、Ca、A、Fe和M等元素的六角型铁氧体主相，并具有以下特征的分子式：R_xCa_yA_1-x-yFe_2n-zM_zO₁₉，其中，

R为La、Pr、Nd或Bi中至少一种，但必须含有La；

A为Sr或者Ba，或者Sr和Ba;

M为Co、Ni或Zn中至少一种，但必须含有Co；

x、y、z、n表示摩尔比，并且x为0.4～0.5，y为0.03～0.5，z为0.25～0.45，n为5.0～5.8，1.1≤x/z≤1.5。

发明人研究发现，在Ca与Sr，或Ca与Ba在某种比例添加时，比原来Sr-La-Co铁氧体更高含量的La与Co能同时固溶于六角铁氧体中，形成单相的M型铁氧体，从而表现出比原来更优异的磁性能。另一方面，由于Ca与Sr，或Ca与Ba同时存在铁氧体结构中，与Ca-La-Co铁氧体相比，晶粒生长行为改变，容易形成六角型铁氧体晶粒，表现为磁体中长径比大的晶粒比例减少。而且，制备过程中，通过原材料选择、工艺参数优化和制粉工艺的控制，使二次料浆的粒度控制在0.6μm以下，烧结磁体中长径比大于3的晶粒小于30%，优选20%以下，因此材料表现出优越的磁性能。

作为优选方案，根据本发明所述的一种烧结永磁铁氧体，其中，所述的1.2≤x/z≤1.4。

作为优选方案，根据本发明所述的一种烧结永磁铁氧体，其中所述的A全部为Sr或者Sr/(Sr+Ba)>70%时，0.05≤y≤0.3，A全部为Ba或者Ba/(Sr+Ba)>70%时，0.4≤y≤0.5。

作为优选方案，根据本发明所述的一种烧结永磁铁氧体，其中所述的烧结永磁铁氧体的磁体晶粒中长径比3以上的控制在30%以下。更优选的是磁体晶粒长径比3以上的控制在20%以下。