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磁铁工艺对磁性材料有些什么作用?

发布日期: 2018/2/8 9:46:23 点击次数: 1659

跟着汽车、电动自行车、办公主动化设备、通讯、计算机、网络等家用电器与电子信息产业的高速开展,世界对永磁铁氧体及钕铁硼系永磁磁铁资料的需求量以每年20% 一30%的速度增加 。因为稀土铁系永磁资料本钱较高,所以进步永磁铁氧体的磁功能成为往后研讨的方向,永磁铁氧体也将成为永磁资料的首要产品 J。在永磁铁氧体资料的生产中,除了烧结温度以外,增加剂的使用状况也会显着影响磁体的磁功能。本文别离选用纳米级和微米级的CaCO 及SiO,作为增加剂,研讨了不同品种的增加剂及其烧结温度对磁体的剩磁和矫顽力的影响。

1 试验办法

以Y30H 1预烧料粗粉(4~6 m)为质料,别离参加纳米级和微米的CaCO 及SiO:,CaCO 的含量为0.8% ,SiO 的含量为0.5% ,纳米增加剂颗粒尺度为15—30 nm,微米增加剂颗粒尺度为5~6 m。湿磨至0.7—0.75 m,将料浆沉淀36 h后,用100 t
磁性资料湿式成型液压机压制成96 mm×75 mm×23 mm的方块产品,生坯产品密度为3.15—3.2g/em。

在36 nq双推板电窑中烧结,再通过打磨、清洗,用TYU一2000型磁性资料主动丈量设备丈量其磁功能,试验数据每次取5个样品的均匀值,并选用S-3400N扫描电镜调查样品的表面形貌。

2 试验成果及剖析
2.1 烧结温度对磁功能的影响

试验调查了在Y30H 1预烧料粗粉中别离参加纳米级和微米级的增加剂CaCO SiO 及不参加增加剂3种状况下,铁氧体的剩磁及矫顽力随烧结温度的改变状况。剩磁随烧结温度的改变曲线见图1,矫顽力随烧结温度的改变曲线见图2。
由图1可见,跟着烧结温度的升高,3种状况下铁氧体的剩磁都呈现出先上升后下降的趋势。关于未增加任何增加剂的磁体,烧结温度每升高5 clc,剩磁进步约5 mT,当样品的烧结温度到达1 255 oC时,磁体的剩磁呈现最大值,即405 mT。尔后,跟着温度的进步,剩磁开端下降。加人微米级CaCO 和SiO:后,磁体在1 240℃时烧结呈现剩磁最大值,为405 mT。当参加纳米级CaCO3和SiO:后,磁体在1235 oC时烧结便会呈现剩磁最大值,此刻剩磁能够到达408.7 mT.
由图2可见,在1 185 cI=烧结温度时,未加增加剂的磁体的矫顽力为276.3 kA/m,跟着温度的升高,矫顽力先增加后下降,这是因为在低温(1185℃)烧结时,磁体内部还未完成彻底反响,磁体内部致密度较低,磁晶各向异功能较小;当温度到达1200℃后,矫顽力下降的趋势显着增大,温度每升高5℃ ,矫顽力就会下降5 kA/m左右。参加微米级CaCO 和SiO 后,磁体的矫顽力未发生显着改变;而参加纳米级CaCO 和SiO:后,磁体的矫顽力发生了显着进步,在烧结温度为1 195℃ ,磁体矫顽力能够高达358.3 kA/m。

2.2 增加剂对永磁铁氧体磁功能的效果机理剖析

参加纳米资料增加剂样品的各种磁功能均比参加微米资料增加剂样品的高。尤其是样品的矫顽力,参加纳米资料增加剂样品的矫顽力均匀要比加微米增加剂的高10% 。这是因为纳米增加剂的颗粒相对小,在相同质量的前提下,其比表面积是微米资料的上千倍,在磁性资料粉末中参加纳米增加剂,纳米增加剂颗粒与磁性资料粉末颗粒的触摸面积比相应的微米增加剂的大,在磁体的烧结进程中,增加剂颗粒在铁氧体颗粒中起到一种界面效果,增加磁性资料样品内部的磁晶各向异功能,然后进步了样品的矫顽力。粉体资料的烧结速率首要取决于粉末质料的颗粒粗细和原子的分散速率,但因为在试验进程中,严格控制了球磨时间和制粉工艺,资猜中除了增加剂的粒度不同外,主相成分的粒度是相同的,所以只能以为形成烧结温度不同的原因是增加剂资料的粒度不同所造成的。在平等质量条件下,纳米资料的比表面积是微米资料的几百倍甚至上千倍,纳米晶的分散系数极高,分散距离很短,所以在参加了纳米增加剂的样品中,纳米颗粒与主相资料(铁氧体预烧料粉末)之间的触摸界面增多,发生了界面的固相反响,也就是通过界面上的原子分散形成新相,使得固相反响能够在较低的温度下进行。由此能够看出,在
平等质量条件下,增加剂的粒度愈小越有利于铁氧体资料的烧结并进步其磁功能。加CaCO 、SiO 于锶铁氧体中,在烧结进程中,存在以下反响 :

CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 f (1)
SrFe12Ol9+CaSiO3=SrSiO3+CaFe12O19(2)

反响式(1)在低于800℃时就开端进行,生成产品CaSiO,的熔点为1 050 oC,在烧结进程中它的呈现使烧结处于液相环境,然后增加了锶铁氧体的致密度,进步了剩磁。尔后ca 对Sr2 的替换以及反响式(2)也开端进行。当ca 含量较高时,因为Ca 对sr2 的替换增加,促进了SrSiO,的形成,而形成富sr 区的存在,按捺晶粒长大,这个进程也相同进步锶铁氧体的致密度,然后进步了剩磁。当在质猜中加人0.8% 的纳米CaCO。和0.5% 的纳米SiO,时,在烧结进程中,磁体的烧结温度显着下降。因为纳米增加剂巨大的比表面积,与铁氧体颗粒混合后,在铁氧体颗粒间发生较大的界面能,然后按捺了铁氧体晶粒成长,坚持了磁体的单畴结构,磁体内晶粒散布均匀,然后进步了磁体的矫顽力。
①纳米增加剂有助于削减晶粒空地,进步磁体的致密度,然后进步了磁体剩磁;
② 因为Ca“ (0.106 nm)的离子半径小于S (0.127nm),将引起Ca 周围氧离子的晶格距离的削减,然后增大次近邻格位Fe¨的直接交流效果,增大磁晶各向异性,因此矫顽力随替代量的增加而增大。

但ca 含量过高将导致结构的不稳定,通过其他试验也得到CaCO 替代量的增大只能略微下降剩磁和增大矫顽力,说明CaCO 首要是作为杂质成分影响磁功能,因此CaCO 增加量一般小于1 wt%。

3 定论

(1)跟着温度的升高,在参加纳米级或微米级增加剂CaCO 和SiO 和不参加增加剂3种状况下,永磁铁氧体磁体的剩磁以及矫顽力都呈现出先上升后下降的趋势。
(2)选用微米级CaCO,和SiO 作为增加剂,能够下降磁体的烧结温度,有助于进步磁体的剩磁,但磁铁的磁体的矫顽力未发生显着改变。
(3)选用纳米级CaCO。和SiO 作为增加剂,不只能够下降磁体的烧结温度,而且还能够显着地进步磁体的剩磁和矫顽力。

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