納米增韌型Sr1-xLaxFe12-yCoyO19永磁材料的制備及性能研究.pdf

1、本研究首先以納米Fe2O3和SrCO3為原材料，采用機(jī)械法合成納米增韌型SrFe12O19，在此基礎(chǔ)上通過在SrFe12O19中添加La、Co元素和二次摻雜，成功制備出納米增韌型Sr1-xLaxFe12-yCoyO19永磁材料，并系統(tǒng)研究了La和Co的添加量、二次摻雜物質(zhì)、原料粒度、燒結(jié)溫度等因素對(duì)納米增韌型Sr1-xLaxFe12-yCoyO19永磁材料的斷裂韌性和磁性能的影響。
　　研究結(jié)果表明，以納米Fe2O3和SrCO3合

2、成的SrFe12O19，在1060℃燒結(jié)時(shí)斷裂強(qiáng)度可達(dá)2.75MPa·m-05，燒結(jié)溫度比傳統(tǒng)工藝降低200℃。通過將SrFe12O19進(jìn)行球磨、磁場成型和二次燒結(jié)，獲得的納米增韌型SrFe12O19永磁體具有良好的力學(xué)性能和磁性能。而且二次燒結(jié)適宜溫度為1150～1180℃，比傳統(tǒng)工藝制備鐵氧體永磁材料時(shí)降低約60～90℃。通過TEM和SEM對(duì)微觀組織的分析，納米Fe2O3和SrCO3為原材料制備的納米增韌型SrFe12O19永磁體中

3、大部分晶粒尺寸介于0.40～0.65μm之間，晶粒細(xì)小且粒度分布均勻，符合高性能鐵氧體永磁材料最優(yōu)晶粒尺寸要求。斷裂韌性提高的主要原因歸結(jié)為，制備納米增韌型SrFe12O19永磁體的低燒結(jié)溫度，可同時(shí)滿足成分的均勻性控制和晶粒細(xì)化。
　　在上述研究基礎(chǔ)上制備了納米增韌型Sr1-xLaxFe12-yCoyO19永磁材料，并定量研究了La、Co含量對(duì)納米增韌型Sr1-xLaxFe12-yCoyO19永磁體磁性和斷裂韌性的影響。結(jié)果表明

4、，La可提高Sr1-xLaxFe12-yCoyO19永磁體的Br和Hcj，而Co可大幅提高磁體的Hcj。當(dāng)采用La、Co復(fù)合添加時(shí)（x值為0.04～0.05，y值為0.05～0.06），可制備出Br為435mT、Hcj為296kA·m-1、(BH)max為35.6kJ·m-3的高性能永磁鐵氧體，且磁體斷裂強(qiáng)度達(dá)2.55MPa·m-05，比傳統(tǒng)工藝高30％。
　　為獲得更高磁性能，本文研究了在對(duì)SrFe12O19球磨過程中，添加納米

5、CaO、SiO2、Al2O3、Pr6O11等二次摻雜物質(zhì)對(duì)Sr1-xLaxFe12-yCoyO19永磁材料磁性能的改善作用，并分析了摻雜作用機(jī)理。研究表明，由于納米CaCO3+SiO2添加劑較大的比表面積，在燒結(jié)時(shí)可顯著增加鐵氧體顆粒間界面，從而提高了磁體磁晶各向異性能，增大了Hcj。Pr3+離子可部分取代Sr2+離子，由于Pr3+離子具有4f2電子組態(tài)，而4f電子受外層電子殼層的屏蔽作用，離子磁矩不受軌道角動(dòng)量凍結(jié)影響，從而使樣品Br