1.本發(fā)明涉及燒結(jié)永磁鐵氧體材料領(lǐng)域，尤其涉及一種鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料及其制備的磁體。

背景技術(shù)：

2.作為被用于燒結(jié)永磁鐵氧體材料的磁性材料，已知有具有六方晶系的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的ba鐵氧體、sr鐵氧體以及ca鐵氧體。近年來，在這些之中，作為電動(dòng)機(jī)等的磁鐵材料，主要采用磁鉛石型(magnetoplumbite?type)(m型)的sr鐵氧體。m型鐵氧體例如由afe12o19的通式表示。sr鐵氧體在結(jié)晶結(jié)構(gòu)的a位具有sr。

3.另外，作為這樣的m型sr鐵氧體，廣泛利用含有ca和si作為成分的物質(zhì)。對(duì)于這樣的sr鐵氧體，如果增加ca則剩余磁通密度(br)提高但是矩形比(squareness ratio)(hk/hcj)會(huì)有降低的傾向，如果增加si則矩形比(hk/hcj)改善但是剩余磁通密度(br)會(huì)有降低的傾向，所獲得的磁特性自然有極限，因此，一直以來嘗試著去改善磁特性。

4.例如，在公開號(hào)為cn101013622a的專利文獻(xiàn)中公開了通過用特定量的稀土元素以及co置換a位以及b位的一部分從而提高磁特性的技術(shù)。但是，如上所述的技術(shù)需要使用比以fe或sr等為主的原材料更昂貴的成分，如果與現(xiàn)有的sr鐵氧體相比則存在原材料的成本增加的問題。例如，la(稀土元素)或co等成分，特別是近年來還在漲價(jià)，與以fe或sr等為主的原材料相比明顯昂貴。

5.另外，作為提高磁特性的技術(shù)，公開號(hào)為cn104900362a的專利文獻(xiàn)及公開號(hào)為cn102898129a的專利文獻(xiàn)有在上述sr鐵氧體中使zn代替co來進(jìn)行摻雜提高性能并降低成本，la?zn聯(lián)合替代可以明顯提高剩磁，但對(duì)磁體矯頑力有較大損害。

6.在公開號(hào)為cn1988066a的專利文獻(xiàn)中提到采用la?cu聯(lián)合摻雜來獲得低成本高性能永磁鐵氧體磁粉，其采用自蔓延燒結(jié)法通過化學(xué)合成，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

7.本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的發(fā)明，目的在于提供一種剩余磁通密度(br)較高以及成本低廉的燒結(jié)永磁鐵氧體材料及其制備的磁體。

8.以解決這樣的技術(shù)問題為目的的本發(fā)明的要點(diǎn)如下。

9.一種鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料，該鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料是以具有六方晶結(jié)構(gòu)的m型sr鐵氧體作為主相的鐵氧體材料；cuo含量為0.05～1.2質(zhì)量％，fe2o3含量為87～90質(zhì)量％，sro含量為9～10質(zhì)量％，包括la2o3在內(nèi)的稀土氧化物含量為0.1～2.4質(zhì)量％；在將稀土元素的含量按摩爾換算記為m1，并將cu的含量按摩爾換算記為m2的情況下，m1/m2為0.5以上。

10.優(yōu)選地，該鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料中以下成分的質(zhì)量百分比含量為：na2o≤0.1質(zhì)量％，al2o3≤0.5質(zhì)量％，sio2≤1.0質(zhì)量％，p2o5≤0.5質(zhì)量％，k2o≤0.1質(zhì)量％，cao≤0.5質(zhì)量％，tio2≤0.1質(zhì)量％，cr2o3≤0.5質(zhì)量％，mno≤0.5質(zhì)量％，bao≤0.5質(zhì)

量％，cl≤0.5質(zhì)量％。

11.優(yōu)選地，所述sr鐵氧體細(xì)磨粉末的平均粒徑為0.6μm～1.0μm。

12.優(yōu)選地，該鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料的剩余磁通密度br為420mt以上，內(nèi)稟矯頑力hcj為240ka/m以上。

13.一種磁體，采用上述的鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料制備而成。

14.根據(jù)本發(fā)明，能夠得到剩余磁通密度(br)以及內(nèi)稟矯頑力(hcj)高的燒結(jié)永磁鐵氧體材料。

具體實(shí)施方式

15.下面對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

16.下面對(duì)本發(fā)明所提供的鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料及其制備的磁體進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明實(shí)施例中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。

17.本發(fā)明所提供的鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料中，具有六方晶結(jié)構(gòu)的m型sr鐵氧體作為主相。

18.作為這樣的m型的sr鐵氧體，例如可以用以下的式(1)來表示。

19.srfe12o19(1)

20.上述式(1)的m型的sr鐵氧體中的a位的sr以及b位的fe可以用雜質(zhì)或者有意添加的元素來置換其一部分。

21.這樣的m型sr鐵氧體例如可以用以下的通式(2)來表示。

22.rxsr1?x(fe12?ymy)zo19(2)

23.在上式(2)中，x以及y例如為0.01～0.5，z例如為0.7～1.2。另外，上述式(2)中的m例如可以列舉選自cu(銅)、zn(鋅)、co(鈷)、ni(鎳)、mn(錳)、al(鋁)以及cr(鉻)中的1種以上的元素。另外，上述式(2)中的r是稀土元素，例如可以列舉選自la(鑭)、ce(鈰)、pr(鐠)、nd(釹)以及sm(釤)中的1種以上的元素。

24.另外，上述式(1)和式(2)中的a位以及b位的比率或氧(o)的比率實(shí)際上顯示稍微偏離上述范圍的值，因此即使稍微偏離于上述數(shù)值也可以。

25.優(yōu)選該鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料中的m型sr鐵氧體由上述式(2)表示，并且m至少含有cu(銅)。進(jìn)一步，更加優(yōu)選r為la。

26.另外，該鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料中，作為副成分含有不同于m型sr鐵氧體的成分。作為副成分，可以列舉作為晶界成分或異相存在的成分。作為這樣的成分，例如可以列舉氧化物，具體而言，作為構(gòu)成元素可以列舉具有選自r(稀土元素)、na(鈉)、si(硅)、ca(鈣)、sr(鍶)、ba(鋇)、fe(鐵)、co(鈷)、mn(錳)、cu(銅)、zn(鋅)、cr(鉻)以及al(鋁)中的至少一種的氧化物以及復(fù)合氧化物。作為這樣的氧化物例如可以列舉sio2、na2o、cao、la2o3、cuo、zno、fe2o3、mno等。另外，也可以含有硅酸玻璃。

27.本發(fā)明所提供的鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料的制備方法具有混料工序、預(yù)燒工序、粉碎工序、磁場(chǎng)中成型工序以及燒成工序。以下詳細(xì)說明各個(gè)工序。

28.混料工序是調(diào)制預(yù)燒用混合粉末的工序。在混料工序中首先秤量初始原料并以規(guī)

定比例進(jìn)行混料，用干式攪拌機(jī)或濕式球磨機(jī)等進(jìn)行1～2小時(shí)左右的混合并且進(jìn)行粉碎處理。在混料工序中，也可以添加sio2、caco3、na2co3、將稀土元素作為構(gòu)成元素的氧化物(例如la2o3)以及cuo等粉末，作為具有cu作為構(gòu)成元素的化合物不限定于氧化物。

29.預(yù)燒工序?yàn)轭A(yù)燒在混料工序中獲得的原料組合物的工序。預(yù)燒能夠在空氣等氧化性氣氛中進(jìn)行。預(yù)燒溫度優(yōu)選為1200～1300℃，預(yù)燒溫度下的預(yù)燒時(shí)間優(yōu)選1小時(shí)～3小時(shí)。

30.粉碎工序是通過粉碎預(yù)燒物獲得鐵氧體磁鐵粉末的工序。粉碎工序既可以以一個(gè)階段進(jìn)行也可以分成粗粉碎工序和微粉碎工序兩個(gè)階段進(jìn)行。因?yàn)轭A(yù)燒物通常是顆粒狀或者塊狀，所以優(yōu)選首先進(jìn)行粗粉碎工序。在粗粉碎工序中使用振動(dòng)棒磨機(jī)或干式球磨機(jī)等以干式進(jìn)行粉碎，從而調(diào)制出平均粒徑為3.0～6.0μm的粉碎粉。將這樣調(diào)制出的粉碎粉用濕式球磨機(jī)或者立式研磨機(jī)等以濕式進(jìn)行粉碎，從而獲得平均粒徑為0.6～0.8μm的微粉末。

31.在粉碎工序中除了sio2、na2co3以及cuo的粉末之外，還可以添加caco3、srco3、baco3以及將稀土元素作為構(gòu)成元素的氧化物(例如la2o3)等的粉末。通過添加這樣的成分，可以提高燒結(jié)性并且提高磁特性。另外，因?yàn)檫@些成分在以濕式來成型的情況下可能與漿料的溶劑一起流出，所以優(yōu)選要混料多于燒結(jié)永磁鐵氧體材料中的目標(biāo)含量。

32.磁場(chǎng)中成型工序?yàn)樵诖艌?chǎng)中對(duì)由粉碎工序所獲得的微粉末進(jìn)行成型來制作成型體的工序。磁場(chǎng)中成型工序可以用干式成型或濕式成型的任一種方法進(jìn)行。從提高磁取向度的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選濕式成型。成型壓力例如為0.3～0.5噸/cm2，施加的磁場(chǎng)例如為8～15koe。

33.燒成工序是燒成成型體并獲得燒結(jié)體的工序。燒成工序通常是在空氣等氧化性氣氛中進(jìn)行的。燒成溫度優(yōu)選為1200～1250℃。燒成溫度下的燒成時(shí)間為1.0～2.0小時(shí)。由以上所述工序能夠獲得燒結(jié)體即燒結(jié)永磁鐵氧體材料。

34.為了更加清晰地展現(xiàn)出本發(fā)明所提供的技術(shù)方案及所產(chǎn)生的技術(shù)效果，下面以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料及其制備的磁體進(jìn)行詳細(xì)描述。

35.首先，準(zhǔn)備以下的初始原料：

36.·

fe2o3粉末(一次粒徑：0.8μm)

37.·

srco3粉末(一次粒徑：2.0μm)

38.·

sio2粉末(一次粒徑：1.2μm)

39.·

caco3粉末

40.·

cuo粉末

41.·

la2o3粉末

42.實(shí)施例1

43.用干式高粉機(jī)粉碎并混合1000g的fe2o3粉末、161g的srco3粉末以及3.5g的sio2粉末，并進(jìn)行制粒。將這樣獲得的粉末在空氣中在1260℃溫度下燒成2小時(shí)，獲得了顆粒狀的預(yù)燒物。使用干式破碎機(jī)，將該預(yù)燒物進(jìn)行粗粉碎，得到平均粒度3微米的粗粉末。

44.在300g粗粉末中添加規(guī)定量的sio2粉末、caco3粉末、la2o3粉末以及cuo粉末，用球磨機(jī)進(jìn)行12小時(shí)濕式粉碎從而獲得了漿料。使用濕式磁場(chǎng)成型機(jī)并在14koe的施加磁場(chǎng)中進(jìn)行成型從而獲得了成型體。制作了3個(gè)這樣的成型體。將這些成型體在空氣中分別在1210℃、1225℃以及1240℃下保溫2小時(shí)燒成，從而獲得燒成溫度不同的3種圓柱形狀的燒結(jié)永

磁鐵氧體材料。

45.除了變更不同的粉末添加量外，其余均以與實(shí)施例1同樣的方法制作與實(shí)施例1組成不同的實(shí)施例2～9以及比較例1～3，并進(jìn)行磁性能檢測(cè)，從而得到下表1：

46.表1

[0047][0048][0049]

由上表1可以看出：本發(fā)明實(shí)施例1～3有最佳的磁性能，相比于比較例1～3在內(nèi)稟矯頑力hcj無明顯下降的情況下剩余磁通密度br有顯著提升，后續(xù)實(shí)施例4～9摻雜比例上升后，剩余磁通密度br反而有下降趨勢(shì)。

[0050]

無摻雜的鐵氧體，剩余磁通密度br隨著燒結(jié)溫度單調(diào)上升；la

?

cu摻雜后，最佳燒結(jié)溫度出現(xiàn)在1225℃，高于或低于此溫度，剩余磁通密度br均有降低。

[0051]

本發(fā)明實(shí)施方式具有成本低廉，工藝簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)，用該方法制備的鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料具有優(yōu)良的磁性能。

[0052]

綜上可見，本發(fā)明實(shí)施例剩余磁通密度br以及內(nèi)稟矯頑力hcj高，并且成本低廉。

[0053]

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。技術(shù)特征：

1.一種鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料，其特征在于，該鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料是以具有六方晶結(jié)構(gòu)的m型sr鐵氧體作為主相的燒結(jié)永磁鐵氧體材料；cuo含量為0.05～1.2質(zhì)量％，fe2o3含量為87～90質(zhì)量％，sro含量為9～10質(zhì)量％，包括la2o3在內(nèi)的稀土氧化物含量為0.1～2.4質(zhì)量％；在將稀土元素的含量按摩爾換算記為m1，并將cu的含量按摩爾換算記為m2的情況下，m1/m2為0.5以上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料，其特征在于，該鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料中以下成分的質(zhì)量百分比含量為：na2o≤0.1質(zhì)量％，al2o3≤0.5質(zhì)量％，sio2≤1.0質(zhì)量％，p2o5≤0.5質(zhì)量％，k2o≤0.1質(zhì)量％，cao≤0.5質(zhì)量％，tio2≤0.1質(zhì)量％，cr2o3≤0.5質(zhì)量％，mno≤0.5質(zhì)量％，bao≤0.5質(zhì)量％，cl≤0.5質(zhì)量％。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料，其特征在于，所述sr鐵氧體的平均粒徑為0.6μm～1.0μm。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料，其特征在于，剩余磁通密度br為420mt以上，內(nèi)稟矯頑力hcj為240ka/m以上。5.一種磁體，其特征在于，采用上述權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料制備而成。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種鑭銅摻雜的燒結(jié)永磁鐵氧體材料及其制備的磁體，該燒結(jié)永磁鐵氧體材料是以具有六方晶結(jié)構(gòu)的M型Sr鐵氧體作為主相的燒結(jié)永磁鐵氧體材料；CuO含量為0.05～1.2質(zhì)量％，F(xiàn)e2O3含量為87～90質(zhì)量％，SrO含量為9～10質(zhì)量％，包括La2O3在內(nèi)的稀土氧化物含量為0.1～2.4質(zhì)量％；在將稀土元素的含量按摩爾換算記為M1，并將Cu的含量按摩爾換算記為M2的情況下，M1/M2為0.5以上。本發(fā)明剩余磁通密度Br以及內(nèi)稟矯頑力HcJ高，并且成本低廉。并且成本低廉。

技術(shù)研發(fā)人員：全小康 劉輝 魏漢中 王繼全 胡國輝

受保護(hù)的技術(shù)使用者：北礦科技股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.03.05

技術(shù)公布日：2021/6/24