论文部分内容阅读
本论文进行了锶铁氧体预烧料制备工艺以及La,Co离子取代锶铁氧体等一系列实验;着重研究了各种工艺参数的优选、成分配方的优化以及La-Co离子取代等对锶永磁铁氧体的永磁性能、相组成及微观结构等方面的影响规律。
Y40锶铁氧体预烧料改进研究表明,锶铁氧体湿压成型时,取向成型磁场的大小对铁氧体的磁性能以及显微组织结构有重要影响;当取向磁场大小为1000kA·m-1,即取向磁场线圈充磁电流大小为19A时,锶铁氧体磁性能最佳,最大磁能积能够达到30.80kJ·m-3。锶铁氧体随烧结温度升高,其Br呈上升趋势,而Hcb、Hcj呈下降趋势,(BH)max则先上升,后快速下降。综合而言,最佳磁性能在烧结温度为1180℃时候取得,此时磁能积最大为31.92 kJ·m-3。La2O3的适量添加,通过La3+离子对Sr2+离子的替换,可以稳定铁氧体的磁铅石结构,提高锶铁氧体的饱和磁化强度,但是会对矫顽力以及最大磁能积造成损害,添加后剩磁最大可以达到404.9mT,此时添加量为1.0%。
预烧料制备工艺研究表明,理论上在制备锶铁氧体时其Fe2O3与SrO之比值n应该取6.0;但是在实际生产中,由于球磨过程中杂质铁的渗入以及对铁氧体性能的考虑,通常取n值低于6.0,最佳n取值为5.7左右。随着球磨时间的延长,料浆粒度在球磨时间为7h左右时达到单畴临界尺寸1.0μm附近,而铁氧体的磁性能Br、Hcb、(BH)max也与此时达到最佳值,而Hcj受粒度因素影响随球磨时间的延长而单调上升。在预烧温度为1000℃以上,锶铁氧体固相反应才能完全形成SrFe12O19相,低于此预烧温度会有残余Fe2O3相存在,损害锶铁氧体的永磁性能性能;最佳的预烧温度在1050℃左右。
La-Co联合取代锶铁氧体研究表明,以SrCO3、Fe2O3、La2O3、Co2O3为原料,采用传统陶瓷法可以成功制备化学计量比为Sr1-xLa2xFe12-xCoxO19的单相锶铁氧体,研究结果表明La-Co替代效应可能与以下三因素直接相关:
一是球磨过程中杂质铁离子的渗入和锶离子的流失导致Fe/Sr失衡可能导致样品中存在残余Fe2O3相,损坏磁性能;
二是烧结工艺可能导致烧结反应不完全、晶体结晶不完整、晶粒取向异常,从而损害样品的磁性能;
三是成分设计不够优化可能导致离子取代后化合物的价态补偿不够充分合理,
最终也可能影响晶体结构的正常化和损害样品的磁性能。