永磁铁氧体材料发展现状与研究进展

永磁铁氧体材料因具有良好的磁性能以及高性价比等优点而获得了广泛应用。从时间上纵向介绍了永磁铁氧体的发展,并分析其现状,进行了国内外的横向对比。在原料方面,对比了三种原料的优劣,并指出超纯铁精矿制备中高端永磁铁氧体预烧料是我国磁材行业的发展新趋势。此外还简要介绍其几种制备方法,从离子取代、添加剂的优化组合、工艺改进与设备优化三个方面阐述了永磁铁氧体高性能化的基本途径。最后介绍了永磁铁氧体的应用,综合前面所综述的内容,多维度地为永磁铁氧体材料的发展作总结和展望。

柠檬酸法合成SrFe_(12)O_(19)磁铅石型铁氧体的晶化过程研究

采用柠蒙酸法合成具有热稳定性的SrFe1 2 O1 9磁铅石型铁氧体。IR ,TG和DSC分析表明 :化学计量SrFe1 2 O1 9干凝胶为具有吸水性的柠檬酸盐。不同煅烧温度下的产物XRD分析表明 ,该干凝胶在 45 0℃和 5 5 0℃分解时并不直接形成SrFe1 2 O1 9磁铅石型铁氧体。结果表明 :60 0℃左右形成的低温SrFe1 2 O1 9磁铅石型铁氧体在热力学上并不稳定 ,当温度升高时将被分解成斜方晶系SrFeO2 .5和四方晶系Fe2 O3,分解温度为 688.6℃左右。热稳定的SrFe1 2 O1 9磁铅石型铁氧体的形成温度需高于 80 0℃。当温度升至 10 0 0℃时 ,产物由α -Fe2 O3和SrFe1 2 O1 9组成 ,斜方晶系SrFeO2 .5和四方晶系Fe2 O3消失。 12 0 0℃时煅烧产物的组成和含量特征指出 ,温度升至 10 0 0℃后 ,升高温度已不再对SrFe1 2 O1 9的纯度产生影响。给出了粉末XRD法鉴别γ -Fe2 O3和四方晶系Fe2 O3的方法 ,证实在热稳定性SrFe1 2 O1 9磁铅石型铁氧体结晶之前有四方晶系Fe2

用炼钢烟尘制备硬磁铁氧体

采用物理相变方法，将钢厂烟尘作为制备铁氧体的新原料．通过宏观、微观分析，研究了烟尘的结构和物化性质，并通过实验总结出改进制备硬磁铁氧体的关键性工艺．给出了所制硬磁铁抗体的磁性能数据。

自蔓延高温合成La-Zn掺杂锶铁氧体改性研究

采用高温自蔓延（SHS）方法制备了化学组成为Sr1-xLaxFe12-xZnxO19（x=0～0．4）的La-Zn联合掺杂的锶铁氧体，并研究了晶体结构与离子掺杂量对铁氧体磁性能的影响。根据相关的热力学数据，分析了合成过程中产生不同氧化物杂质的热力学机制，结果显示，通过合适控制反应体系中的Fe粉含量，可以合成单一的M型铁氧体相。SEM表明SHS方法制备的样品比传统方法制备的样品结晶更完整，粉体颗粒呈明显的六角平板状，颗粒尺寸基本分布在0．5～1．2μm之间。La^3＋，Zn^2＋的加入能够明显地提高试样的综合磁性能，相比于未掺杂的试样，在未取向情况下其剩磁提高了14．4％，Hcb提高了15．3％，（BH）m提高了30．7％，并且与传统制备方法相比，采用SHS方法获得的样品的内禀矫顽力Hcj提高尤为明显，最高可达322kA／m。

注射成型尼龙-铁氧体粘结磁体的SEM表征

分别以尼龙6和尼龙12作粘结剂,用注射成型法制备了铁氧体粘结磁体,并用扫描电子显微镜观察了磁体的形貌。实验结果显示,在本实验工艺条件下,能够得到包裹程度较好、致密度较大的注射成型粘结磁体。SEM是一种较好的观察注射成型粘结磁体形貌的表征方法,并能定性地说明磁体的成型性和磁性能。

Al^（3＋）和Mn^（2＋）对YGdCaVInIG性能的影响

本文对少含稀土氧化物的ＹＧｄＣａＶＩｎａＩＧ材料的性能和结构进行了分析研究，重点讨论了用Ａｌ（３＋）和Ｍｎ（２＋）替代Ｆｅ（３＋）对铁氧体性能的影响。

M型永磁铁氧体的研究进展

对La Co替代的M型高性能永磁铁氧体进行了详细介绍 ,包括材料制备的工艺特点 ,材料的成分 ,显微结构 ,内禀参数 ,技术磁性能以及温度特性等。研究结果表明 :最优化组分为Sr0 .7La0 .3Fe1 1 .7Co0 .3O1 9的M型永磁铁氧体的饱和磁化强度 ( 2 98K)比SrFe1 2 O1 9永磁铁氧体的大 1%～ 3 % ,磁晶各向异性场Ha≈ 1766.7kA m ,磁晶各向异性常数K1 ≈ 4.2× 10 6 erg cm3,磁性能 :Br=44 5mT ,Hcj=3 83 .6kA m ,(BH) max=3 8.6kJ m3。

稀土Dy掺杂SrFe_(12)O_(19)永磁铁氧体的结构与性能

研究了掺杂稀土Dy对锶铁氧体制备工艺、结构与性能的影响关系。研究表明,取向磁场对铁氧体磁性能的影响十分显著:随着取向磁场强度的增加,锶铁氧体晶粒发生的晶面择优取向度也增大,剩磁Br、最大磁能积(BH)max和矫顽力Hc均有上升趋势。烧结温度的影响则较复杂:随着烧结温度的增加,剩磁Br和最大磁能积(BH)max均有上升趋势,而矫顽力Hc则呈下降之势。通过在Y30牌号SrFe12O19预烧料基础上掺杂0.2%Dy2O3,经700kA/m磁场、4414N/cm2压力湿法成型的样品在1230℃温度下烧结1h后的磁性能达到了Br=398mT、Hcj=254kA/m和(BH)max=29.1kJ/m3,它与不掺杂Dy2O3的样品相比分别提高了12mT、31kA/m和0.7kJ/m3。

晶格畸变对锶铁氧体粉末永磁性能的影响

锶铁氧体预烧料经高能球磨制成磁粉,对不同温度处理的系列磁粉进行磁性检测和X射线衍射(XRD)分析。结果表明,球磨后再退火处理的磁粉内禀矫顽力大幅提高:球磨时间越长,退火后的内禀矫顽力越高。退火后磁粉有α-Fe2O3出现,相同退火温度,研磨时间越长,Fe2O3相含量越多。磁粉平均粒度相同时,晶格畸变越小,磁粉内禀矫顽力越大;反之亦然。

永磁铁氧体工艺技术的新进展

介绍了国内外高性能永磁铁氧体生产最新的La-Co、La-Zn添加技术、晶粒控制技术、分散剂技术,以及生产FB9系列磁粉的特殊混炼工艺等。

以炼钢烟尘为原料制备硬磁铁氧体恒磁瓷的研究

利用炼钢平炉尘为原料，通过晶型转化成功地制成了（ＢＨ）＿（ｍａｘ）为７．２８ｋＪ·ｍ￣（－３）的各向同性钡铁氧体（属于黑瓷系），其性能达到部颁标准。本研究采用Ｘ射线衍射，电子衍射和显微形貌分析的方法，论述并证明了钡、锶铁氧体在制备过程中各种因素的影响和作用，如：原料的晶体结构及其转化，掺杂物质种类和数量的控制等。制备之前，对粉尘的形貌、结构和组成进行了研究，同时也研究了最大磁能积和成型、球磨、预烧、第二次烧结以及添加物质的影响之间的关系。文中展示了用形貌相与反应产物的模拟相表示相应反应过程中的化学物理状态。并且，钡、锶铁氧体六角形结构与磁性能之间的关系也在本工作中进行了研究，开辟了一条全新的原料来源，对于治理环境污染具有重大的意义。

离子取代型永磁铁氧体的研究现状与进展

结合永磁铁氧体的晶体结构理论,探讨了永磁铁氧体高性能化离子取代的理论依据,综述了近年来国内外有关离子取代永磁铁氧体的研究现状与进展。详细分析了稀土离子单独取代以及稀土元素离子与过渡金属离子联合取代对铁氧体的化学成分、显微结构、主要电磁性能(Ms、Hcj、TC及电阻系数等)的影响规律。稀土离子La、Nd、Sm单独取代可以稳定磁铅石结构,提高矫顽力等磁性能;适量的La-Co、La-Zn联合取代,Co、Zn离子进入M型铁氧体的4f2、4f1晶格,可以降低反向磁矩,增大材料的饱和磁化强度。离子替换结合优良的加工工艺可以制备出高性能的铁氧体。

等量La-Zn替代对锶铁氧体结构和磁性能的影响

采用陶瓷工艺制备了La、Zn替代的Srl-xLaxFel2-xZnxO19(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25)锶铁氧体,分析了La3+,Zn2+共同取代对锶铁氧体结构和磁性能的影响。X射线衍射分析表明,随着La3+、Zn2+离子替代量的增加,锶铁氧体主体仍为六角晶结构。通过扫描电镜对样品的形貌结构进行分析,测试结果显示铁氧体晶粒主要呈六角锶铁氧体结构;随着La3+、Zn2+取代量的增加,晶粒变得细小。磁性能测量显示,样品的Br随掺杂量的增加先增大后减小,当取代量x=0.15时,Br达到最大值。Hcb和Hcj则随着La3+、Zn2+掺杂量的增加迅速减小。这说明添加适量的La3+、Zn2+可以有效地提高材料的剩磁,但对永磁体的矫顽力有不利影响。

添加CaCO_3、SiO_2及稀土氧化物对永磁铁氧体磁性能的影响

在BMS-4永磁铁氧体预烧料的基础上添加CaCO3、SiO2和稀土氧化物,获得了综合磁性能较高的铁氧体永磁产品。在同等质量条件下,添加剂的粒度愈小,材料的磁性能愈高。稀土氧化物的加入,有利于提高磁体的Br。

Zn-Ti取代的BaFe_(12)O_(19)铁氧体

采用标准陶瓷工艺，并进行湿压磁场成型和氧气氛烧结，制备了高取向度、低介电损耗的各向异性 Ｂａ（ＺｎＴｉ）ｘＦｅ１２－２ｘＯ１９多晶六角铁氧体。随着ｘ值增大，磁化强度减小，居里温度下降，磁晶各向异性常数减小。结果可以通过假设Ｚｎ２＋取代了四面体 ４ｆ１次点阵位和六面体 ２ｂ次点阵位上的 Ｆｅ３＋；Ｔｉ４＋取代了自放向上的八面体 １２ｋ，２ａ次点阵位上的 Ｆｅ３＋来解释。

La-Ca-Sr-Co系高性能干压各向异性永磁铁氧体的研制

以北矿BMS-12预烧料为基料,首先通过湿压工艺确定出适宜的二次添加剂添加量,在此基础上采用干压法制备各向异性永磁铁氧体材料,分析黏合剂、润滑剂用量及磁粉粒度对磁体性能的影响。实验结果表明,樟脑黏合剂和硬脂酸钙润滑剂的适宜添加量分别为0.6wt%、0.8wt%。在0.85-1.00μm的粉料粒度范围内都可以获得较高的剩磁和矫顽力。得到的典型干压磁体性能：Br=421m T,Hcb=296k A/m,Hcj=360k A/m,（BH）max=33.2k J/m3,达到TDK的FB5D性能水平。La-Ca-Sr-Co系干压磁体具有比传统锶永磁铁氧体湿压磁体更高的剩磁和内禀矫顽力。

永磁铁氧体烧结过程应力场有限元分析

利用有限元法对永磁铁氧体材料烧结过程的瞬态应力场进行了数值模拟分析,讨论了温度场变化对铁氧体磁瓦内部热应力的影响,得出磁瓦在烧结过程中的等效应力分布云图,结合分布图与热传导方程讨论了磁瓦烧结开裂问题中产生边裂和角裂的原因。同时分析了升温速率对应力场的影响,该分析结果反映了升温速率对磁瓦内部热应力最大值的影响规律。模拟结果为磁瓦烧结工艺制度的制定提供理论依据。

共沉淀制备MnZn铁氧体前驱体粉的热力学分析

针对Me(Me=Fe2+、Mn2+、Zn2+)-NaOH-H2O体系、Me-NaOH-Na2CO3-H2O体系以及Me-NH4HCO3-NH3.H2O-H2O体系,根据最新的热力学数据及离子在水溶液中的存在形式,进行了最新的热力学计算,得到了各金属离子[Me]T与pH值之间的关系,并给出了不同条件下的log[Me]T-pH曲线,从而确定3种金属离子的共沉淀范围。结果表明,在Me-NaOH-H2O体系中,控制pH值在10.0～10.7之间,可以让3种金属离子共沉淀;在Me-NH4HCO3-NH3.H2O-H2O体系中,决定3种离子共沉淀范围的是Zn2+的完全沉淀范围,当[C]T=0.5mol/L、[N]T=0.75mol/L时,控制pH值在6.0～7.5之间,可满足三者的共沉淀要求;在Me-NaOH-Na2CO3-H2O体系中,当[C]T=0.5mol/L时,控制反应体系的pH值在6.3～10.6之间,就可以保证3种金属离子共沉淀,从而获得成分准确的前驱体粉料。

La-Ca-Ba-Co系永磁铁氧体的结构与磁性能

采用陶瓷法制备La_(0.6)Ca_(0.4-x)Ba_xO·n/2(Fe_(1-y)Co_y)_2O_3永磁铁氧体材料。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)和测磁仪对样品的晶体结构、显微形貌与磁学性能进行表征。当x=0时,预烧料样品为单一的M相,晶粒为明显的片状,磁体性能:B_r=440m T,H_(cb)=296k A/m,H_(cj)=426k A/m,(BH)_(max)=36.6k J/m^3,Hk/H_(cj)=0.83。钡元素取代钙元素后,预烧料样品仍为单一的M相,晶粒的三维尺寸接近,磁体矩形度H_k/H_(cj)提高。当x=0.1时,矩形比最高,达到0.93。通过工艺的调整,获得了优异的磁性能:B_r=445m T,H_(cb)=337k A/m,H_(cj)=420k A/m,(BH)_(max)=38.6k J/m^3,H_k/H_(cj)=0.95。

钡铁氧体纳米微粒的微结构与磁性能

利用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备了钡铁氧体纳米粉体,同时利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FSEM)研究了钡铁氧体的微结构及形貌。结果显示制备的样品为单相磁铅石型结构钡铁氧体,晶粒尺寸在50nm左右。另外,利用振动样品磁强计(VSM)研究了样品的室温及高温磁性能,结果表明钡铁氧体在室温时具有较高的矫顽力(μ0Hc=0.557T)和饱和磁化强度(Ms=64.34Am2/kg),纳米钡铁氧体的磁性能随温度的升高而降低,其居里温度约730K。最后,探讨了纳米钡铁氧体颗粒间的相互作用,纳米钡铁氧体颗粒间不存在交换耦合作用,而是以长程静磁相互作用为主,这对于提高垂直磁记录材料的信噪比是非常有益的。