本發明專利技術公開了一種鈣永磁鐵氧體及其制造方法，屬于永磁鐵氧體領域，其主成份為CaδAσRτFe12O19，A是Sr，Ba中的至少一種元素，R是選自La，Nd，Pr中的至少一種元素，且一定含有La，還含有組成式為WnFemO(n+3m/2)的軟磁鐵氧體成分，W為Mn，Co，Zn，Ni中的一種或幾種，還添加了復合添加劑，所述復合添加劑中至少含有組成式為MxBySizO(x+2z+3y/2)的添加劑，M為2價金屬元素如Sr，Ba，Ca中的一種或幾種，本發明專利技術得到的永磁鐵氧體磁體，具有4200～4700Gs的Br，4900～5700Oe的HCJ，及90％以上的矩形比(Hk/HCJ)，特別是能夠具有4400～4700Gs的Br，5000～5700Oe的HCJ，及95％以上的矩形比，同時，生產成本大大降低。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及，涉及永磁鐵氧體領域，特別是與燒結永磁鐵氧體有關。
技術介紹
鐵氧體按照其特性和用途，一般分為永磁、軟磁、矩磁、旋磁和壓磁鐵氧體等五類， 其中，高性能永磁鐵氧體，因其具有較高的剩余磁感應強度、較強的抗退磁性能以及制造成本低廉等優勢，廣泛應用于電子、信息、摩托車、汽車、電動工具等行業。大量使用的鐵氧體材料，是具有M型磁鉛石結構的Sr鐵氧體(Srfe12O19)和Ba鐵氧體(BaFe12O19)，這些鐵氧體是以氧化鐵和Sr或Ba的碳酸鹽為原料，用粉末冶金法制造而成，首先，將氧化鐵、碳酸鍶或碳酸鋇等原料進行混合，通過預燒，發生初步的固相反應，得到預燒料塊(或料球)，將其粗破碎，然后以水為介質，將其細粉碎到平均粒徑為0. 5 0. 7 μ m的顆粒。在細粉碎過程中， 常常加入可以控制產品晶粒生長、提高產品致密度從而改善材料磁性能的添加劑，如SiO2, SrCO3, CaCO3, H3BO3, Al2O3，Cr2O3等添加劑，然后，將磨好的料漿在磁場中成型，將所得的坯體燒結、磨成規定的形狀，制成永磁鐵氧體磁體。永磁鐵氧體磁體的最終磁性能，一般是由剩磁Br，內稟矯頑力1^來衡量。近年來， 汽車電機的小型化、輕量化、電氣設備用電機的高效率化，要求永磁鐵氧體保持高剩磁Br 的同時，具有更強的抗退磁能力，即材料的內稟矯頑力氏要求高。當材料的磁性能達到一定程度后，很難進一步提高。如果要進一步提高，通常的做法是將料漿進一步磨細，而實際上，如果在經濕式微粉碎而得到的料漿，其微粒平均粒徑若低于0.7 μ m，料漿在磁場中成型時，排水的時間會明顯增加，成型效率大大下降，這將導致磁鉛石型燒結永磁鐵氧體磁體的制造成本增加；如采用平均粒徑為0. 7μπι以上的料漿在磁場中成型，則成型效率將明顯提高，但本領域公知的，永磁鐵氧體的磁性能會隨料漿的平均粒度的增加而降低。已知的以La3+，Co2+等離子部分置換Sr-Fe的配方技術，大幅度地提高了永磁鐵氧體材料的磁性能，如中國申請專利CN200510006196. 6, CN00801815. 4，但因加入了較多的 Co等貴重金屬元素，其生產成本較高，因此，近年來，人們對鈣或鈣鑭永磁鐵氧體展開了研5 ιοH. Yamamoto et al. IEEE Trans Maga MAG_15(1979)的學術論文中，提到一種 Ca-La永磁鐵氧體，其化學組成為(CaO + ) 1(1(1_Χ(Ι^203) x，當X = 2 3時，發現了該化合物中存在M型磁鉛石結構，當X = 3時，材料的磁性能取得最佳值，其最佳值為Br = 4100Gs, Hcb = 20500e, Hcj = 2IOOOe，其磁性能較低。趙福建在《貴州大學學報》.1997. 14(2) :97-100發表的學術論文《M型鍶鈣鐵氧體的研究》中提到了 Ca2+在M型鍶鈣六角鐵氧體(C%Sra_x)i^12019)中的最大固溶量Xm ^ 0. 5， 在固溶范圍內，Ca2+部分置換Sr2+后，對M型Sr鐵氧體的基本磁學參數沒有明顯的影響。專利申請號為CN200810061850. 7的中國專利提到了一種鈣永磁鐵氧體材料，其分子式為 Ca0(a5υSrOftl5H (5. 5 6. 5)!^e2O3，作為其優選，添加了 0. 3 3% 的 Lei2O3, 但所獲得磁體的磁性能較低，其典型值為Br = 39 IOGs (39 ImT), Hcb = 2764 Oe (220kA/m), Hcj = 2890 Oe (230kA/m)。專利申請號為CN200910251673. 3的中國專利提到了一種鈣永磁鐵氧體材料， 其化學結構式為 R1TyCaxLiiy · nFe2_zCoz/n03,其中，0. 01 彡 χ 彡 0. 4，0. 1 彡 y 彡 0. 75， 0. 07彡ζ彡0. 82，5. 0彡η彡6. 5，0彡Ι-χ-y彡0. 5，R為Ba、Sr或不包括La的鑭系的總共16種化學元素中的一種、兩種或三種；R為Ba和Sr時，Ba和Sr的含量< 0. 2。其最佳主配方出現在實施例4，在該實施例中，其昂貴元素Co的添加量較多，每加入純度為99. 2% 的氧化鐵1000克，需配含Co為72%的氧化鈷33. 77克。其成型前料漿的平均粒度控制在 0. 60 μ m，成型難度大；另外，其制作工藝與常規磁鉛石型永磁鐵氧體的制作工藝相比，更復雜。其預燒、粗破碎之后的工藝為超細粉碎(其細粉碎時間延長了一倍以上)、熱處理、細粉碎、成型、燒結，而常規磁鉛石型永磁鐵氧體的制備工藝為預燒、粗破碎、細粉碎、成型、AmS口 °專利申請號為CN200910095297. 3的中國專利，其成型前料漿的平均粒度控制在 0. 65 μ m以下，成型難度大，尤其是在用制作精度不夠高、配合間隙較大的國產模具成型時， 容易跑料，產品合格率低。因此采用了降低料漿含水量的做法(在其實施例中，成型所用料漿的固體含量為70% )。但料漿含水量低，將降低料漿的取向度，影響材料的磁性能。另外， 在其主配方的通式A1TyCaxRyFiwzMzO19中，作為其優選，A全部為Sr, R全部為La，M全部為 Co;作為優選，其0.6彡1.0，0.6彡ζ < 1.0。即作為其優選，其昂貴元素Co的取代量較高，因而其生產成本較高。專利申請號為CN200680049893. 2，公開了一種鈣永磁鐵氧體，其主成分含有的金屬元素為Ca1^, LaxSrx,表示原子比率的x、x'、y以及表示摩爾比的η滿足 0. 4 ^ χ ^ 0. 6,0. 01 ^ χ' ^ 0. 3,0. 2 ^ y ^ 0. 45 以及 5. 2 彡 η 彡 5. 8 的關系，在其實施例12、13的最佳配方中，其昂貴元素Co的取代量較高。如每投入質量百分比為99%的三氧化二鐵1000克，需加Co含量為74%的氧化鈷33. 82 38. 65克，其生產成本較高。1991年德國的Kneller等人從理論上闡述了軟、硬磁性相晶粒之間的交換耦合作用，可使材料同時具有硬磁相的高矯頑力和軟磁相的高剩磁，因此具有很高的磁能積，有可能發展成為新一代的永磁材料。近年來，對金屬納米復合磁體Ndfe14B/ α -Fe研究的較多，但對永磁鐵氧體與軟磁相的耦合方面研究的較少，主要原因是，具有軟磁鐵氧體成分的預燒料細粉碎后，做的生坯，通常需要較高的燒結溫度(1300 1400°C)進行燒結，而具有永磁鐵氧體成分的預燒料細粉碎后，做的生坯，通常需要相對較低的燒結溫度(1150 1250°C )進行燒結，因此，難以找到一種合適的方法，實現永磁鐵氧體成分與軟磁鐵氧體成分的有效耦合。專利申請號為200610048970.4的中國專利提到了一種具有交換耦合作用，促使剩磁增強的特殊添加劑，該專利中，提到了這種特殊添加劑L的成分組成，除了含有Fe，Sr 以及Al，Ca，Mn, Co, Ni, La等金屬離子外，還含有Si，P，S等非金屬元素，其中沒有提到這種特殊添加劑L的制備工藝，從該專利提到的特殊添加劑L的成分范圍以及該專利的表2中的相關數據，可以看出，這種特殊添加劑L具有高性能永磁鐵氧體材料的特征，且在其實施例中，產品獲本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種鈣永磁鐵氧體，其主成份為ＣａδＡσＲτＦｅ１２Ｏ１９，Ａ是Ｓｒ，Ｂａ中的至少一種元素，Ｒ是選自Ｌａ，Ｎｄ，Ｐｒ中的至少一種元素，且一定含有Ｌａ，其中，σ＝０．００１～０．５，δ＝０．２～０．６，τ＝０．３０～０．６０，且σ＋δ＋τ＝０．８２～１．３５；還含有組成式為ＷｎＦｅｍＯ（ｎ＋３ｍ／２）的軟磁鐵氧體成分，其中ｍ，ｎ分別表示按摩爾數計的各元素的加入比例，ｎ＝０．５～２，ｍ＝１～４，且ｍ∶ｎ＝１．８～２．２，Ｗ為Ｍｎ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｎｉ中的一種或幾種；所述軟磁鐵氧體成分ＷｎＦｅｍＯ（ｎ＋３ｍ／２）的含量為鈣永磁鐵氧體總質量的４．０％～９．０％。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王自敏，李春明，古文偉，田澤民，賀大松，李恩田，張云程，任新民，
申請(專利權)人：宜賓職業技術學院，
類型：發明
國別省市：51
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