專利名稱：一種各向異性永磁鐵氧體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及永磁鐵氧體的制備方法，特別涉及一種各向異性永磁鐵氧體的制備方法。
背景技術(shù)：
各向異性永磁鐵氧體的傳統(tǒng)成型方法有濕法成型和干法成型兩種。傳統(tǒng)的濕法成型以水為粘結(jié)劑和潤滑劑，其產(chǎn)品性能高且穩(wěn)定；但由于濕法成型在加壓過程中必須除去模具中的大部分水分，而且壓制成型的毛坯必須干燥后才能進入燒結(jié)工序，因此存在著成型時間長、生產(chǎn)效率低、成品率低、成型裝置的模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以實現(xiàn)自動化規(guī)模生產(chǎn)的缺點。傳統(tǒng)的干法成型使用固態(tài)的粘結(jié)劑，如硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、萘、聚乙烯醇、樟腦等；硬脂酸鈣在常溫下不揮發(fā)、無氣味、潤滑性很好，但粘結(jié)性不佳、壓制成型的毛坯機械強度差、燒結(jié)后產(chǎn)生的殘留物質(zhì)會降低產(chǎn)品的磁性能；硬脂酸鋇類似于硬脂酸鈣，但潤滑性略差；萘具有鱗片狀結(jié)晶，很難與磁粉高度彌散而均勻混合，磁體中氣孔較多，取向度不佳；聚乙烯醇潮濕時粘結(jié)性很強但潤滑性很差，干燥時容易使磁粉聚集成團，無粘結(jié)性；樟腦具有良好的潤滑性和粘結(jié)性，是最常用的粘結(jié)劑，但是樟腦的揮發(fā)性和刺激性都很強且對人體有害，大劑量的接觸可造成心臟活動麻痹以至引起嚴重的痙攣。此外，采用相同等級的磁粉，干法成型的產(chǎn)品磁性能較差，一般只有濕法成型產(chǎn)品的80～90％。若要提高干法成型的產(chǎn)品磁性能，就要使用價格昂貴的高等級磁粉，大幅提高了生產(chǎn)成本。
申請?zhí)枮?00510033577的專利申請“一種聚合物粘結(jié)成型燒結(jié)各向異性永磁鐵氧體的方法”公開了一種將鐵氧體粉料與占原料總重量0.1～3.0％的聚合物粘結(jié)劑混合后，壓制成型、燒結(jié)得到各向異性永磁鐵氧體的方法。但是這種方法僅利用聚合物粘結(jié)劑本身的潤滑性來達到減小粒子間摩擦系數(shù)的目的。聚合物在熔融狀態(tài)下同時具有粘結(jié)性和潤滑性，這兩者是相互矛盾的。當(dāng)溫度低時，聚合物的粘結(jié)性強于潤滑性，這不利于磁性粒子的取向。隨著溫度的升高，聚合物分子間距離變大，分子間的摩擦力減小，流動性增強，潤滑作用顯著。但是，當(dāng)溫度超過某一值后，由于聚合物粘結(jié)性顯著降低，其在鐵氧體粉末上的附著性變差，其潤滑性也相對降低。因此，單獨使用聚合物粘結(jié)劑難以在獲得一定粘結(jié)性的同時，讓所有的磁性粒子在磁場作用下取向排列，導(dǎo)致該方法制備的各向異性永磁鐵氧體的綜合磁性能(最大磁能積)達不到濕法成型的高水平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，提供一種環(huán)境友好、磁性能高、成本低的各向異性永磁鐵氧體的制備方法。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種各向異性永磁鐵氧體的制備方法，包括將鐵氧體粉料與聚合物粘結(jié)劑混合制粉、壓制成型、燒結(jié)，其中所述聚合物粘結(jié)劑含有60～75％(質(zhì)量)的聚酰胺、聚乙烯及含氟聚乙烯的共聚物和25～40％(質(zhì)量)的硬脂酸鋅。
所述聚合物粘結(jié)劑優(yōu)選60～70％(質(zhì)量)的聚酰胺、聚乙烯及含氟聚乙烯的共聚物和30～40％(質(zhì)量)的硬脂酸鋅。
所述聚酰胺、聚乙烯及含氟聚乙烯的共聚物，在120～200℃范圍內(nèi)有熔點峰，在200～700℃范圍內(nèi)穩(wěn)定分解。
所述聚酰胺、聚乙烯及含氟聚乙烯的共聚物的粒徑＜14μm；所述硬脂酸鋅的粒徑＜75μm。
所述硬脂酸鋅具有層狀晶體結(jié)構(gòu)，熔點約為130℃。所述硬脂酸鋅的層狀晶體結(jié)構(gòu)是由脂肪酸根端甲基向外靠范德華力疊加而成；由于層間作用力小，層與層容易相互滑動和脫開；因此硬脂酸鋅容易粉碎，具有滑膩感。在所述聚合物粘結(jié)劑中添加硬脂酸鋅，可以顯著降低鐵氧體粉料的摩擦系數(shù)；而且，硬脂酸鋅在燒結(jié)過程中會分解成Zn、CO2和H2O，是環(huán)境友好的物質(zhì)。
所述鐵氧體粉料與聚合物粘結(jié)劑混合制粉，聚合物粘結(jié)劑占混合物總質(zhì)量的0.8～2.0％，優(yōu)選聚合物粘結(jié)劑占混合物總質(zhì)量的1.2～1.4％。
所述鐵氧體粉料為六角晶磁鉛石型鐵氧體粉料MO·6Fe2O3，其中M選自Sr、Ba、Pb中的一種元素；優(yōu)選鍶鐵氧體粉料SrFe12O19。鐵氧體粉料可采用二次研磨、烘干、破碎，粒度優(yōu)選為0.9～1.1μm。
所述鐵氧體粉料與聚合物粘結(jié)劑混合制粉，是將鐵氧體粉料與聚合物粘結(jié)劑充分混合，過120～200目篩，并用機械裝置進行分散處理得到混合物。
所述壓制成型，是將上述鐵氧體粉料與聚合物粘結(jié)劑混合制粉后的混合物加熱至100～160℃，優(yōu)選120～140℃；同時也將模具加熱到120～180℃，優(yōu)選140～160℃；將所述混合物填充到模具中，在外加6～8kOe磁場下，施加60MPa以上的壓力壓制成型得到毛坯件。
所述燒結(jié)，是將上述壓制成型后的毛坯件在1200～1280℃下空氣中燒結(jié)0.5～2小時，緩冷出爐，得到各向異性永磁鐵氧體。燒結(jié)溫度優(yōu)選1240～1260℃，燒結(jié)時間優(yōu)選1～1.5小時。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點和效果(1)本發(fā)明所采用的聚合物粘結(jié)劑的粘結(jié)性和潤滑性較好，是環(huán)境友好物質(zhì)，在生產(chǎn)過程中對人體無害，對環(huán)境污染很小。
(2)本發(fā)明所制備的各向異性永磁鐵氧體的磁性能高，已經(jīng)接近于同級磁粉的濕法水平，剩磁達到濕法產(chǎn)品的96.9％，最大磁能積達到濕法產(chǎn)品的93.8％，磁感矯頑力和內(nèi)稟矯頑力均達到濕法產(chǎn)品的100％以上。
(3)使用本發(fā)明能大幅度降低干法生產(chǎn)各向異性永磁鐵氧體產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
實施例1(1)將65％(質(zhì)量)的聚酰胺、聚乙烯及含氟聚乙烯的共聚物和35％(質(zhì)量)的硬脂酸鋅充分混合得到聚合物粘結(jié)劑，所述聚酰胺、聚乙烯及含氟聚乙烯的共聚物可從市場購得。
(2)將六角晶磁鉛石型鐵氧體粉料SrFe12O19，經(jīng)過二次研磨、烘干、破碎后，使其粒度在0.9～1.1μm。
(3)將占混合物總質(zhì)量1.2％的上述聚合物粘結(jié)劑與上述鐵氧體粉料充分混合90min，過120～200目篩，并用機械裝置進行分散處理后。
(4)將上述分散處理后的混合物加熱至125℃；同時也將模具加熱到145℃，將上述加熱后的混合物填充到加熱后的模具中，在外加6～8kOe磁場下，施加60MPa以上的壓力壓制成型得到毛坯件。
(5)將上述壓制成型后的毛坯件在1240～1260℃下空氣中燒結(jié)1～1.5小時后，緩冷出爐，得到各向異性永磁鐵氧體產(chǎn)品。
實施例2步驟1中，將60％(質(zhì)量)的聚酰胺、聚乙烯及含氟聚乙烯的共聚物和40％(質(zhì)量)的硬脂酸鋅充分混合得到聚合物粘結(jié)劑；其它同實施例1。
實施例3步驟1中，將70％(質(zhì)量)的聚酰胺、聚乙烯及含氟聚乙烯的共聚物和30％(質(zhì)量)的硬脂酸鋅充分混合得到聚合物粘結(jié)劑；其它同實施例1。
實施例4步驟1中，將75％(質(zhì)量)的聚酰胺、聚乙烯及含氟聚乙烯的共聚物和25％(質(zhì)量)的硬脂酸鋅充分混合得到聚合物粘結(jié)劑；其它同實施例1。
實施例5步驟3中，將占混合物總質(zhì)量1.4％的聚合物粘結(jié)劑與鐵氧體粉料充分混合；其它同實施例1。
實施例6步驟3中，將占混合物總質(zhì)量1.8％的聚合物粘結(jié)劑與鐵氧體粉料充分混合；其它同實施例1。
實施例7步驟4中，將混合物加熱至135℃，同時也將模具加熱到155℃；其它同比較例1濕法制備各向異性永磁鐵氧體。將與實施例1相同的六角晶磁鉛石型鐵氧體粉料SrFe12O19，加水經(jīng)過二次研磨成含水量為37％左右，粒度為1.06～1.11μm的料漿；把料漿放入模具型腔內(nèi)，常溫下在6～8kOe的取向磁場下，施加60MPa以上的壓力壓制成型；在1240～1260℃空氣中燒結(jié)1～1.5小時后，緩冷出爐。
比較例2
步驟1中，將90％(質(zhì)量)的聚酰胺、聚乙烯及含氟聚乙烯的共聚物和10％(質(zhì)量)的硬脂酸鋅充分混合得到聚合物粘結(jié)劑；其它同實施例1。
比較例3步驟1中，將50％(質(zhì)量)的聚酰胺、聚乙烯及含氟聚乙烯的共聚物和50％(質(zhì)量)的硬脂酸鋅充分混合得到聚合物粘結(jié)劑；其它同實施例1。
比較例4步驟3中，將占混合物總質(zhì)量0.4％的聚合物粘結(jié)劑與鐵氧體粉料充分混合；其它同實施例1。
比較例5步驟4中，將混合物加熱至115℃，同時也將模具加熱到135℃；其它同比較例6步驟1中，采用的聚合物粘結(jié)劑為90％(質(zhì)量)的聚酰胺、聚乙烯及含氟聚乙烯的共聚物和10％(質(zhì)量)的二硫化鉬；其它同實施例1。
比較例7步驟1中，采用的聚合物粘結(jié)劑為80％(質(zhì)量)的聚酰胺、聚乙烯及含氟聚乙烯的共聚物和20％(質(zhì)量)的二硫化鉬；其它同實施例1。
比較例8步驟1中，采用的聚合物粘結(jié)劑為70％(質(zhì)量)的聚酰胺、聚乙烯及含氟聚乙烯的共聚物和30％(質(zhì)量)的二硫化鉬；其它同實施例1。
比較例9步驟1中，采用的聚合物粘結(jié)劑為聚酰胺、聚乙烯及含氟聚乙烯的共聚物；其它同實施例1。
比較例10
步驟1中，采用的聚合物粘結(jié)劑為65％(質(zhì)量)的聚酰胺、聚乙烯及含氟聚乙烯的共聚物，34％(質(zhì)量)的硬脂酸鋅，1％(質(zhì)量)的二硫化鉬；其它同實施例1。
比較例11步驟1中，采用的聚合物粘結(jié)劑為65％(質(zhì)量)的聚酰胺、聚乙烯及含氟聚乙烯的共聚物，33％(質(zhì)量)的硬脂酸鋅，2％(質(zhì)量)的二硫化鉬；其它同實施例1。
表1 實施例1～7和比較例1～11所制得產(chǎn)品的磁性能比較情況

永磁鐵氧體的基本特性常用Br(剩余磁場)、Hcb(磁感矯頑力)、Hcj(內(nèi)稟矯頑力)和(BH)max(最大磁能積)四個指標(biāo)來表示，其中(BH)max是衡量永磁鐵氧體性能的最基本指標(biāo)。從表1的結(jié)果可以看出，本發(fā)明制備的各向異性永磁鐵氧體的磁性能較高。其中，實施例1樣品的剩磁已達到濕法產(chǎn)品(比較例1)的96.9％，最大磁能積達到濕法產(chǎn)品的93.8％，而且磁感矯頑力和內(nèi)稟矯頑力均達到濕法產(chǎn)品的水平。與未加入硬脂酸鋅的粘結(jié)劑(比較例9)相比較，盡管實施例1樣品的磁感矯頑力降低5.3％，內(nèi)稟矯頑力降低8.8％，但是剩磁提高了6.3％，最大磁能積提高了15.9％，因此綜合評價磁體的性能是明顯提高的。
權(quán)利要求
1.一種各向異性永磁鐵氧體的制備方法，包括將鐵氧體粉料與聚合物粘結(jié)劑混合制粉、壓制成型、燒結(jié)，其特征在于所述聚合物粘結(jié)劑含有60～75％(質(zhì)量)的聚酰胺、聚乙烯及含氟聚乙烯的共聚物和25～40％(質(zhì)量)的硬脂酸鋅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的各向異性永磁鐵氧體的制備方法，其特征在于所述聚合物粘結(jié)劑含有60～70％(質(zhì)量)的聚酰胺、聚乙烯及含氟聚乙烯的共聚物和30～40％(質(zhì)量)的硬脂酸鋅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的各向異性永磁鐵氧體的制備方法，其特征在于所述鐵氧體粉料與聚合物粘結(jié)劑混合制粉，聚合物粘結(jié)劑占混合物總質(zhì)量的0.8～2.0％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的各向異性永磁鐵氧體的制備方法，其特征在于所述鐵氧體粉料與聚合物粘結(jié)劑混合制粉，聚合物粘結(jié)劑占混合物總質(zhì)量的1.2～1.4％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的各向異性永磁鐵氧體的制備方法，其特征在于所述鐵氧體粉料為六角晶磁鉛石型鐵氧體粉料MO.6Fe2O3，其中M選自Sr、Ba、Pb中的一種元素。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的各向異性永磁鐵氧體的制備方法，其特征在于所述壓制成型，是將上述鐵氧體粉料與聚合物粘結(jié)劑混合制粉后的混合物加熱至100～160℃；同時也將模具加熱到120～180℃；將所述混合物填充到模具中，在外加6～8kOe磁場下，施加60MPa以上的壓力壓制成型得到毛坯件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的各向異性永磁鐵氧體的制備方法，其特征在于所述燒結(jié)，是將所述壓制成型后的毛坯件在1200～1280℃空氣中燒結(jié)0.5～2小時，緩冷出爐，得到各向異性永磁鐵氧體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種各向異性永磁鐵氧體的制備方法，包括將鐵氧體粉料與聚合物粘結(jié)劑混合制粉、壓制成型、燒結(jié)，其中所述聚合物粘結(jié)劑含有60～75％(質(zhì)量)的聚酰胺、聚乙烯及含氟聚乙烯的共聚物和25～40％(質(zhì)量)的硬脂酸鋅。本發(fā)明所采用的聚合物粘結(jié)劑的粘結(jié)性和潤滑性較好，是環(huán)境友好物質(zhì)，在生產(chǎn)過程中對人體無害，對環(huán)境污染很?。凰苽涞母飨虍愋杂来盆F氧體的磁性能高，已經(jīng)接近于同級磁粉的濕法水平，剩磁達到濕法產(chǎn)品的96.9％，最大磁能積達到濕法產(chǎn)品的93.8％，磁感矯頑力和內(nèi)稟矯頑力均達到濕法產(chǎn)品的100％以上；使用本發(fā)明能大幅度降低干法生產(chǎn)各向異性永磁鐵氧體產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
文檔編號C04B35/26GK1861547SQ200610035698
公開日2006年11月15日 申請日期2006年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月30日
發(fā)明者曾德長, 余紅雅, 劉正義, 鐘喜春, 張亞輝, 謝金強, 趙杰, 劉鵬 申請人:華南理工大學(xué), 捷科門磁電系統(tǒng)(廣東)有限公司