高性能六角锶铁氧体的磁性研究

论文摘要

磁性材料是现代社会各种设备自动化不可缺少的材料。随着世界环境的变化,人们意识到环保节能的重要性,充分利用好电能成为社会发展的迫切要求。永磁材料能够提供应用所需的磁场,为电能转化为动能提供动力,是磁性材料的重要组成部分。六角永磁铁氧体材料具有高的矫顽力和较大的饱和磁化强度,化学性能稳定,耐磨和抗腐蚀性能好。又由于不含有Ni、Co以及稀土等高价格金属元素,价格较低,性价比高,占有大部分永磁材料的市场。我国是锶铁氧体永磁材料的生产大国,在1975年的时候,我国就已经成为世界第三大锶铁氧体永磁生产国,到1995年我国锶铁氧体永磁产量达到世界第一如今虽然我国已经成为世界上最大的磁性材料生产基地和销售市场之一,但是我们并没有掌握高性能铁氧体永磁材料的生产技术,并不能生产高档次的永磁锶铁氧体产品,生产高性能铁氧体永磁材料的核心技术被国外一些大公司所垄断。本文制备高性能的六角锶铁氧体磁性材料,对我国高性能的永磁锶铁氧体的生产具有一定的意义。本文通过陶瓷法制备高性能的M型锶铁氧体。以氧化铁、碳酸锶为原料,采用湿法球磨,控制球、料、水质量比和研磨时间；采用磁场下湿压成型的方法,控制物料粒度、湿压含水量、压力大小、成型所加磁场大小等参数。基本的实验流程为：原料——配料——球磨——预烧——粉碎——二次配方——球磨——压制成型——烧结——性能检测。采用X射线衍射仪（XRD）、振动样品磁强计、永磁材料自动测量装置等仪器对样品进行检测及分析。主要研究了M型锶铁氧体在不同温度下预烧,样品的结构和相变过程；湿压成型所加磁场对样品性能的影响；二次添加剂、分散剂对样品性能的影响。得到以下结果：1、随着预烧温度的升高,样品物相中存在的γ-Fe2O3软磁相衍射峰逐渐减弱,M相逐渐增强,当温度升高到900℃时,γ-Fe2O3软磁相衍射峰消失,样为单的磁铅石M相；2、六角永磁锶铁氧体在外加磁场下成型时,当成型磁场强度逐渐增大时,样品整体磁性能呈增强趋势；但是当外加磁场强度增加到550kA／m时,继续增加外加磁场强度,样品磁性能基本保持不变；3、开展湿压实验研究了二次添加剂掺杂对样品性能的影响,实验采取组合掺杂、单一变化某种添加剂加入量的研究方法。通过总结样品性能随添加剂添加量的变化规律得出了添加剂CaCO3、Al2O3、SiO2、H3BO3以及分散剂葡萄糖酸钙适宜的添加量范围。4、通过正交实验确定较好的二次添加剂、分散剂配方为：CaCO30.8 wt%、Al2O30.8 wt%、SiO20.2 wt%、H3BO30.3 wt%,葡萄糖酸钙0.8wt%。样品具有较高的剩磁和矫顽力：Br>390mT,Hjc>310kA/m。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 引言
• 第一章 绪论
• 1.1 永磁材料的主要类型
• 1.1.1 铝镍钴系永磁材料
• 1.1.2 铁氧体永磁材料
• 1.1.3 稀土永磁材料
• 1.2 铁氧体的磁性
• 1.2.1 铁氧体磁性的来源
• 1.2.2 铁氧体的磁畴
• 1.3 永磁铁氧体的主要磁性参数
• 1.3.1 磁滞回线
• 1.3.2 饱和磁化强度
• 1.3.3 剩余磁化强度
• 1.3.4 矫顽力
• 1.3.5 最大磁能积
• 1.4 M型锶铁氧体的现状
• 1.5 本课题研究的主要内容
• 第二章 M型六角铁氧体的基本理论
• 2.1 M型六角铁氧体的晶体结构
• 2.2 M型六角铁氧体中的离子晶位
• 2.3 M型六角铁氧体的磁性特征
• 2.4 M型六角铁氧体的磁晶各向异性
• 2.5 超交换作用
• 2.6 M型六角铁氧体结构中的离子取代
• 2.6.1 取代Me离子
• 3+离子'>2.6.2 取代Fe³⁺离子
• 2.6.3 离子联合取代
• 第三章 M型六角铁氧体的制备及测试方法
• 3.1 M型六角铁氧体的常见制备方法
• 3.1.1 陶瓷法
• 3.1.2 水热法
• 3.1.3 化学共沉淀法
• 3.1.4 溶胶—凝胶法
• 3.1.5 其他制备法
• 3.2 M型六角铁氧体的成型方法
• 3.3 测试方法
• 3.3.1 X射线衍射技术（XRD）
• 3.3.2 振动样品磁强计（VSM）
• 3.3.3 永磁材料自动测量装置
• 第四章 实验方法及结果分析
• 4.1 实验方法
• 4.2 测试仪器
• 4.3 预烧料结果分析
• 4.4 湿压成型所加磁场对M型锶铁氧体磁性能的影响
• 4.5 二次添加剂、分散剂实验分析
• 3对样品性能影响'>4.5.1 添加剂CaCO₃对样品性能影响
• 2O₃对样品性能影响'>4.5.2 添加剂Al₂O₃对样品性能影响
• 2对样品性能影响'>4.5.3 添加剂SiO₂对样品性能影响
• 3BO₃对样品性能影响'>4.5.4 添加剂H₃BO₃对样品性能影响
• 4.5.5 分散剂葡萄糖酸钙对样品性能影响
• 4.6 正交实验结果
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文