第六章+硬磁铁氧体.ppt

硬磁铁氧体 晶体结构：磁铅石 物理性能参数 反应方程式 反应步骤 二次烧结中的问题 摩尔比n=Fe2O3/MO (M = Ba, Sr, Pb) 具有化学计量组成的钡铁氧体收缩比较小，晶粒长大进行正常。 BaO稍微过量（n5.9），就会由于形成BaO.Fe2O3而导致烧结致密化，甚至在温度高时出现反常的晶粒长大。 二次烧结中的问题 添加剂的影响 添加剂的加入产生非磁性相，由于六角铁氧体的饱和磁极化强度在铁磁性材料中相对较低，因此，添加剂的加入要严格限制。 生产中普遍采用SiO2和Al2O3添加剂。 SiO2的加入与碱土金属氧化物形成低共熔液相，因此，铁氧体配方中碱土金属氧化物含量要稍过量； Al2O3的加入可取代铁氧体晶格中的Fe，对磁性能产生影响。 磨加工 经二次烧结的硬磁铁氧体只有极少数可以直接使用，大部分产品必须经过磨加工才能获得满足用户要求的机械尺寸和外观，在此过程中，有的磁体磨坏，有的先前存在但看不见的裂纹会暴露出来。 磁化和退磁 制备好的磁铁或者无磁性、或者磁性很弱，需要把磁铁装入充磁系统进行充磁。 充磁的磁场强度为矫顽力的2-3倍。 在许多情况下，永久磁铁并不是在充分磁化状态下使用的。原因一：人们只要求磁铁一定量的磁通。磁铁和磁铁之间的几何尺寸和磁性会发生变化，这些变化可以用一定程度的退磁来消除。原因二：经过一定程度退磁的磁铁稳定性较高。退磁场采用一个幅度足够大且逐渐衰减的交流磁场。 对粘结铁氧体来说，成型前要经过表面处理；成型方式为模压成型。 对注塑铁氧体来说，成型前要经过混炼造型处理；成型方式为注射成型。 注塑铁氧体： 铁氧体颗粒与塑料混合，经混炼、注射成型获得最终的器件。 要解决的关键问题： （1）磁性能 （2）流动性 影响流动性的因素： （1）磁粉颗粒形貌、尺寸分布； （2）塑料的流动性能； （3）磁粉与塑料的复合工艺。 研究结果： （1）国产商业化注塑料： MI:40g/min,(BH)m:1.8MGOe （2）日本注塑料： MI:90g/10min,(BH)m:1.9-2.0MGOe （3）我们的工作： MI: 90-105g/10min,(BH)m: 1.9-2.0MGOe 三、硬磁铁氧体的技术发展 提高永磁铁氧体性能的途径： （1）提高取向度； （2）提高烧结密度； （3）提高铁氧体M相的Ms、K1； （4）细化晶粒，提高单畴颗粒的存在率； 提高Ms：离子掺杂取代 1、取代Sr2+： 稀土离子如La3+,Pr3+,Nd3+,Sm3+,Eu3+,Gd3+等； 2、取代Fe3+: ① Al3+,Ga3+,Cr3+取代Fe3+,4?Ms?，内禀矫顽力? ② 二价金属离子(Co2+,Ni2+,Zn2+,Ca2+等)与四价金属离子（Ti4+, Zr4+）等同时取代Fe3+,用于磁记录材料; 单离子取代 La3+取代Sr2+ 少量La3+取代Sr2+能够提高磁性能 2.Cr3+离子取代Fe3+ Cr3+取代Fe3+倾向于占据2a,12k等位置，饱和磁化强度略微下降，而矫顽力上升明显，适合用于磁记录材料。 单离子取代 离子联合取代 采用两种不同的离子进行取代，但必须符合电价平衡。复合取代也可以分成两种，一是两种离子都取代了Fe3+，另一种是两种离子分别取代了A位和B位上的Fe3+。联合取代能够起到单独取代所达不到的效果，特别是对离子取代的选择性的增强作用明显。 La-Co、La-Zn添加技术 通过用Co或Zn离子置换铁氧体中相中四配位(4f1)的Fe 离子，为了价位补偿用La离子置换铁氧体中的Sr离子，由此得到的铁氧体： Sr1-x Lax(Fe12-yCoy)zO19 0.04≤x≤0.45 0.04≤y≤0.45 0.7≤z≤1.2 0.8≤x／y≤1.5。 用此技术得到的铁氧体相（M相）的Ms有明显的提高，从而使铁氧体的磁性能有了突破性的提高。近几年永磁铁氧体的专利大多是有关La-Co、La-Zn添加的，FB6系列及以上性能的永磁铁氧体都是通过La-Co、La-Zn添加来实现的。 La3+,Cu2+联合取代SrM铁氧体 Cu2+ (0.078nm) Fe3+(0.067nm) La3+(0.122nm)