本發(fā)明屬于永磁鐵氧體材料，涉及一種永磁鐵氧體材料及制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高和電子信息技術(shù)行業(yè)的快速發(fā)展，無論是電機(jī)領(lǐng)域的發(fā)電機(jī)、馬達(dá)、醫(yī)療行業(yè)的核磁共振，還是電氣儀表和工業(yè)設(shè)備等，都離不開永磁鐵氧體。例如每輛汽車所需鐵氧體永磁電機(jī)較多，因此在汽車轉(zhuǎn)子的小型化和減重方面，對具有較高磁性的鐵氧體磁體提出了更高的要求，致使永磁鐵氧體的需求進(jìn)一步增加。

2、永磁鐵氧體通過預(yù)燒、成型、以及燒結(jié)等一系列相關(guān)陶瓷工藝制造，具有高矯頑力、高剩磁、高磁能積、高磁通密度等良好性能，最顯著的特點(diǎn)是永磁鐵氧體在施加磁場后，立即磁化，可以維持恒定的磁性功能。然而，鍶鐵氧體產(chǎn)品眾多，但高性能產(chǎn)品缺乏。

3、同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用方面，除了關(guān)注永磁鐵氧體常規(guī)的剩磁、矯頑力、磁通等參數(shù)，也開始看重以前永磁行業(yè)較少關(guān)注的方形度、電阻和磁導(dǎo)率等問題。

4、基于以上研究，需要提供一種永磁鐵氧體材料，所述永磁鐵氧體材料具備較高的方形度以及其他優(yōu)異的磁性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種永磁鐵氧體材料及制備方法與應(yīng)用，所述永磁鐵氧體材料通過在二次添加劑中加入特定組成的組分，在保證磁性能的前體下能夠顯著提升永磁鐵氧體材料的方形度，同時(shí)在滿足性能要求下，降低高價(jià)元素鈷的使用。

2、為達(dá)到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種永磁鐵氧體材料，所述永磁鐵氧體材料包括主成分和二次添加劑，所述主成分包括a1-xrxfe2n-ymyo19，其中，x為0.4-0.6，y為0.2-0.5，n為5.0-5.8，a包括摩爾比為(0.35-0.55):(0.045-0.15)的ca和sr，r包括稀土元素，m包括co；

4、所述二次添加劑由含si化合物、含ca化合物以及含sr化合物組成。

5、本發(fā)明通過優(yōu)化永磁鐵氧體材料的組成，同時(shí)二次添加劑由含si化合物、含ca化合物以及含sr化合物的組成，尤其是含有含ca化合物以及含sr化合物，在滿足永磁鐵氧體材料其他磁性能的要求下，能夠提升永磁鐵氧體材料的方形度，降低高價(jià)元素鈷的使用。

6、所述x為0.4-0.6，例如可以是0.4、0.45、0.5、0.55或0.6，y為0.2-0.5，例如可以是0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45或0.5，n為5.0-5.8，例如可以是5.0、5.05、5.1、5.15、5.2、5.25、5.3、5.35、5.4、5.45、5.5、5.55、5.6、5.65、5.7、5.75或5.8，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

7、所述a包括摩爾比為(0.35-0.55):(0.045-0.15)的ca和sr，例如可以是0.35:0.15、0.40:0.1、0.45:0.05、0.5:0.1或0.55:0.045，當(dāng)a僅包括ca和sr時(shí)，主成分的化學(xué)式為caasrbrxfe2n-ymyo19，其中，a為0.35-0.55，例如可以是0.35、0.4、0.45、0.5或0.55，b為0.045-0.15，例如可以是0.045、0.05、0.055、0.06、0.065、0.07、0.075、0.08、0.085、0.09、0.095、0.1或0.15，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

8、優(yōu)選地，所述n為5.1-5.3，例如可以是5.1、5.15、5.2、5.25或5.3，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

9、優(yōu)選地，所述a還包括ba。

10、優(yōu)選地，所述r還包括bi。

11、優(yōu)選地，所述m還包括mn、mg、ni、cu或zn中的任意一種或至少兩種的組合。

12、優(yōu)選地，所述含si化合物為所述主成分的0.4-0.45wt％，例如可以是0.4wt％、0.425wt％或0.45wt％，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

13、優(yōu)選地，所述含ca化合物為所述主成分的0.1-0.5wt％，例如可以是0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

14、優(yōu)選地，所述含sr化合物為所述主成分的0.5-0.6wt％，例如可以是0.5wt％、0.55wt％或0.6wt％，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

15、本發(fā)明所述含si化合物包括sio2，含ca化合物包括cao，含sr化合物包括sro。

16、第二方面，本發(fā)明提供了一種如第一方面所述永磁鐵氧體材料的制備方法，所述的制備方法包括如下步驟：

17、(1)按照主成分的配方量將鐵源、a源、r源和m源進(jìn)行一次混合和預(yù)燒，得到預(yù)燒料；

18、(2)將步驟(1)所述預(yù)燒料破碎后得到破碎料，將所述破碎料與二次添加料進(jìn)行二次混合、成型和燒結(jié)，得到所述永磁鐵氧體材料；

19、所述二次添加料由硅源、鈣源和鍶源組成。

20、本發(fā)明先按照主成分的配方量制備得到預(yù)燒料，再將預(yù)燒料破碎后與硅源、鈣源和鍶源再次進(jìn)行混合、成型和燒結(jié)，在特定主成分配方量的基礎(chǔ)上，特定組成的二次添加料提升了永磁鐵氧體材料的方形度。

21、優(yōu)選地，步驟(1)所述預(yù)燒的方式包括微波燒結(jié)。

22、本發(fā)明采用微波燒結(jié)的方式進(jìn)行預(yù)燒，能夠提高升溫效率，并能提高產(chǎn)品的均勻性和成品率，改善被燒結(jié)材料的微觀結(jié)構(gòu)和性能，相較于常規(guī)燒結(jié)的方式相比燒結(jié)溫度降低，同時(shí)微波燒結(jié)的快速升溫可以抑制晶粒組織長大，獲得超細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)材料，顯著改善材料的顯微組織。

23、優(yōu)選地，步驟(1)所述預(yù)燒的溫度為1100-1250℃，例如可以是1100℃、1150℃、1200℃或1250℃，時(shí)間為0.5-3h，例如可以是0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h或3h，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

24、優(yōu)選地，步驟(1)所述一次混合前所有原料的平均粒度不大于2μm，例如可以是2μm、1.5μm、1μm或0.5μm，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

25、本發(fā)明所述一次混合前所有原料是指鐵源、a源、r源和m源。

26、優(yōu)選地，步驟(1)所述一次混合包括濕法混合。

27、優(yōu)選地，步驟(1)所述一次混合得到的顆粒平均粒徑不超過0.8μm，例如可以是0.8μm、0.7μm、0.6μm、0.5μm、0.4μm、0.3μm或0.2μm，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

28、優(yōu)選地，步驟(2)所述硅源為所述破碎料的0.4-0.45wt％，例如可以是0.4wt％、0.425wt％或0.45wt％，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

29、優(yōu)選地，步驟(2)所述鈣源為所述破碎料的0.1-0.5wt％，例如可以是0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

30、優(yōu)選地，步驟(2)所述鍶源為所述破碎料的0.5-0.6wt％，例如可以是0.5wt％、0.55wt％或0.6wt％，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

31、優(yōu)選地，步驟(2)所述硅源包括sio2；

32、優(yōu)選地，步驟(2)所述鈣源包括caco3；

33、優(yōu)選地，步驟(2)所述鍶源包括srco3。

34、優(yōu)選地，步驟(2)所述破碎時(shí)還加入了分散劑。

35、本發(fā)明是在預(yù)燒料的破碎時(shí)加入的分散劑，得到的破碎料再與二次添加料進(jìn)行后續(xù)二次濕法混合等步驟，相較于直接將預(yù)燒料、二次添加料和分散劑一起進(jìn)行二次濕法混合的方式，能夠提前將顆粒狀的分散劑打碎成粉末，更好地與預(yù)燒料混合。

36、優(yōu)選地，所述分散劑的添加量為所述預(yù)燒料的0-1wt％，但不包括0wt％，例如可以是0.1wt％、0.3wt％、0.5wt％、0.7wt％、0.9wt％或1wt％，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

37、優(yōu)選地，步驟(2)所述破碎的方式包括干法破碎，破碎得到平均粒徑為3-5μm的破碎料，例如可以是3μm、4μm或5μm，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

38、優(yōu)選地，步驟(2)所述二次混合的方式包括濕法球磨，濕法球磨至顆粒的平均粒徑小于0.75μm，例如可以是0.7μm、0.6μm、0.5μm、0.4μm、0.3μm或0.2μm，優(yōu)選濕法球磨至顆粒的平均粒徑為0.5-0.7μm，例如可以是0.5μm、0.6μm或0.7μm，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

39、優(yōu)選地，步驟(2)所述二次混合的時(shí)間為16-24h，例如可以是16h、18h、20h、22h或24h，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為18-20h。

40、優(yōu)選地，步驟(2)所述二次混合得到的混合料的固含量調(diào)整為55-75wt％后進(jìn)行成型，例如可以是55wt％、60wt％、65wt％、70wt％或75wt％，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

41、優(yōu)選地，步驟(2)所述成型在14000-15000oe的磁場中進(jìn)行，例如可以是14000oe、14500oe或15000oe，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

42、優(yōu)選地，步驟(2)所述成型后，燒結(jié)前，還進(jìn)行了熱處理，從而去除本發(fā)明所述分散劑。

43、優(yōu)選地，所述熱處理的溫度為100-600℃，例如可以是100℃、200℃、300℃、400℃、500℃或600℃，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

44、優(yōu)選地，步驟(2)所述燒結(jié)在含氧氣氛下進(jìn)行。

45、優(yōu)選地，步驟(2)所述燒結(jié)的溫度為1150-1250℃，例如可以是1150℃、1200℃或1250℃，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

46、優(yōu)選地，步驟(2)所述燒結(jié)的時(shí)間為0.5-3h，例如可以是0.5h、1h、2h或3h，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為0.5-2h。

47、第三方面，本發(fā)明提供了一種如第一方面所述永磁鐵氧體材料的應(yīng)用，所述應(yīng)用包括用于電機(jī)設(shè)備中。

48、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

49、本發(fā)明通過精確優(yōu)化永磁鐵氧體材料的組成，同時(shí)使二次添加劑中由含si化合物、含ca化合物以及含sr化合物的組成，在滿足永磁鐵氧體材料其他性能的要求下，能夠提升永磁鐵氧體材料的方形度，降低高價(jià)元素鈷的使用。