[发明专利]一种Ce-Mn掺杂的锶铁氧体及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种Ce‑Mn掺杂的锶铁氧体及其制备方法与应用。所述制备方法包括：对铁鳞进行预处理，获得预处理铁鳞；使包含所述预处理铁鳞、锶源、铈源、锰源的混合物进行球磨处理，获得球磨混合物；以及，对所述球磨混合物进行分段退火处理，制得Ce‑Mn掺杂的锶铁氧体。本发明提供的Ce‑Mn掺杂的锶铁氧体的工艺流程简单，可有效提升所制得的锶铁氧体的磁性能，矫顽力可达到4050.7Oe。

技术领域

本发明属于永磁铁氧体材料技术领域，具体涉及一种Ce-Mn掺杂的锶铁氧体及其制备方法与应用。

背景技术

M型铁氧体是重要的永磁材料，自1950年发现以来就一直是许多研究的关注点。在铁氧体中，锶铁氧体(SrFe₁₂O₁₉)具有特殊的地位，并且在许多工业应用中都有显著的需求，加上其独特的特性，它们已被广泛研究。尽管SrFe₁₂O₁₉的磁性能不如稀土磁体，但这些磁体的使用量在全球永磁市场上已增加到124万吨。这是由于原材料的可得性和丰富性等诸多特性的良好结合，与稀土磁体相比生产成本相对便宜，性价比高，化学稳定性和防腐性能优异，居里温度较高～470℃。由于这些诸多优点，SrFe₁₂O₁₉已广泛应用于许多技术应用，例如电动机、汽车零件、微波吸收器、磁记录介质、磁光系统、电力电子和变压器铁芯、传感器和生物医药等。

铁鳞，又称氧化铁皮，通常是指钢材在加热或轧制过程中表面受到氧化而形成的氧化层，剥落下来的鱼鳞状物质，用资源丰富、成本低廉的铁鳞作为原材料生产永磁铁氧体，是我国永磁行业的一项重大技术创新，但目前用铁鳞生产永磁铁氧体的产品质量仍不稳定，磁性能也有待提升，目前通过铁鳞只能生产中低档永磁铁氧体。在以往的研究中，为了改善SrM的固有磁性能，例如饱和磁化强度(Ms)或磁晶各向异性，研究者已经对M型结构中的阳离子取代进行了很多尝试。据报道，Zn²⁺部分取代Fe³⁺和La³⁺部分取代Sr²⁺会增加MS，因为非磁性Zn²⁺离子选择性地取代下自旋位点(4f1)中的Fe³⁺离子。然而，La-Zn取代的SrM由于其矫顽力(Hc)的显着降低而尚未商业化。目前，La-Co取代制得的La-Co SrM已得到广泛应用，然而，在铁氧体磁体中掺杂高成本元素La和Co会导致其产品价格大幅上涨。因此，在不影响磁性能的情况下降低材料成本也是磁体研发的一个非常重要的方面。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种Ce-Mn掺杂的锶铁氧体及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种Ce-Mn掺杂的锶铁氧体的制备方法，其包括：

对铁鳞进行预处理，获得预处理铁鳞；

使包含所述预处理铁鳞、锶源、铈源、锰源的混合物进行球磨处理，获得球磨混合物；

以及，对所述球磨混合物进行分段退火处理，制得Ce-Mn掺杂的锶铁氧体。

本发明实施例还提供了前述的制备方法制得的Ce-Mn掺杂的锶铁氧体。

本发明实施例还提供了前述的Ce-Mn掺杂的锶铁氧体于制备电动机、汽车零件、微波吸收器、磁记录介质、磁光系统、电力电子、变压器铁芯或传感器的用途。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明以钢材在加热或轧制过程中表面受到氧化而形成的铁鳞为主要原料，通过控制碳酸锶、铁鳞、氧化铈和四氧化三锰的添加量，经球磨配料和分步控温制得Ce-Mn掺杂的锶铁氧体，工艺简单，若应用于生产，可直接在原有设备上进行工艺调整；