具体实施方式

本发明提供了一种干压永磁铁氧体及其制备方法和应用。

<干压永磁铁氧体的制备方法>

本发明的干压永磁铁氧体的制备方法包括如下步骤：

(1)、混料：选取适用于永磁铁氧体的铁红和碳酸锶(两者均是永磁材料行业普遍使用的材料)，碳酸锶和铁红按摩尔比1：(5.7-6.2)混合，混料方式采取砂磨方式；

(2)、预烧：将混料后的料浆干燥后过筛，置于马弗炉中预烧；

(3)、破碎和细磨：预烧完成后得到永磁预烧料，用振磨机将永磁预烧料进行粗粉碎，加入添加剂混合，得到混合料，然后置于行星式球磨机高速研磨；

(4)、分散：细磨后干燥，干燥后用振磨机振磨30min，然后加入1wt％的樟脑和0.5wt％的硬脂酸钙，待混合均匀后分散；

(5)、干压取向成型：将步骤(4)中分散后的磁粉在磁场中成型为坯体，冷却后得到干压永磁铁氧体。

其中，在步骤(1)中，混料后料浆的粒径为0.7-0.8μm，从而提高磁粉晶粒取向度以提高磁材料性能。砂磨的时间为1-3h。

在步骤(1)中，碳酸锶和铁红的摩尔比优选为1:6。

在步骤(2)中，预烧的温度为1320-1360℃，预烧的时间为1-3h。

预烧：将砂磨好的料浆经过干燥后过筛，随后放置于马弗炉内预烧。预烧温度为1320℃，保温时间为2h。预烧温度和保温时间的确定是前后实验的共同影响，预烧的结果是将混合料尽可能完全反应生产永磁铁氧体，所以如果混料时粒径较大，可适当提高温度和保温时间，以保证预烧的完全。但这并不说明粒径可无限大，本发明没有对此深入实验，对此不作进一步说明。

在步骤(3)中，研磨后料浆的粒径为0.7-0.8μm。

在步骤(3)中，添加剂选自Al₂O₃、SiO₂、CaCO₃、NH₄HCO₃、高岭土和H₃BO₃中的一种以上。添加剂在该步骤加入，混合且有磨细作用。

实际上，在步骤(4)中，樟脑具备分散剂和粘合剂的双重属性，在未压紧时以分散润滑为主，压紧后以粘结性为主，但在球磨混合时容易粘壁，且容易成团块，造成粒径过大难以过筛。硬脂酸钙粘结性次于樟脑，但润滑性较好，但成型后机械强度较差。两者联合使用，效果很好，粘结效果和分散效果都很好，成型后取向度与机械强度均很好，特别好的搭配是1wt％的樟脑+0.5wt％的硬脂酸钙。

采用以上制备过程，分散效果和粘结效果使用的是樟脑和硬脂酸钙的复配，此外还有Al₂O₃、SiO₂、CaCO₃、NH₄HCO₃、高岭土和H₃BO₃中的一种或几种，这样能够使得干压成型效果更好，性能更加接近湿压成型，明显提高材料的矫顽力，从而能够有效改善永磁铁氧体的磁性能。

在1230℃以上较高温度烧结，剩磁随CaCO₃含量增大而增大，矫顽力随CaCO₃含量增大而减少。CaCO₃的添加量范围通常取0.2-1.4wt％。H₃BO₃是一种很好的分散剂，有助于磁粉在水中的分散，可有效降低湿磨料浆的凝聚，提高取向度；在烧结过程中，H₃BO₃还起助溶剂作用，有助于控制晶粒，提高剩磁。H₃BO₃的添加量范围通常取0.1-0.4wt％。在SrFe₁₂O₁₉中，由于Al³⁺离子半径与Fe³⁺离子半径相似，且均为三价阳离子，因此，Al³⁺可部分置换(取代)Fe³⁺离子，提高H_cb和H_cj。但同时会降低剩磁。加入少量Al₂O₃后，可使磁体在较宽的温度下烧结，H_cj有较大提高，磁性能一致性好。故常取添加量≤3％。

Al₂O₃含量为大于0％小于等于0.4％，SiO₂含量为大于0％小于等于0.4％，其它添加剂的含量均不大于3％。其有益效果是，提高了产品的内禀矫顽力，改善产品的磁性能。

以永磁铁氧体预烧料重量为基准，樟脑含量为大于0％小于等于1.4％，硬脂酸钙的含量为大于0％小于等于1.0％。其有益效果是，能够提高永磁铁氧体的粘合力。

在步骤(5)中，磁场的强度为8000-15000Oe。加磁场强度的目的在于取向，合适的磁场强度可以完成取向，不必再加上过大的磁场。

在步骤(5)中，坯体在1100-1300℃下保温1-2h。

除此之外，分析湿压和干压之间的理论：

湿压成型是将磁粉分散在水或其它有机液体作为溶剂的液体中，磁粉颗粒本身不发生粘连，施加定向磁场时，磁粉颗粒易于转动，易磁化轴与磁场方向一致，所以性能高；但成型设备复杂，需要抽水系统，而且不能加工成小尺寸产品，需要磨削，加工成本高。干压成型是把干燥、打散后的细粉，填充到成型模腔内，外加取向磁场成型；由于压制时不需要脱水，生产效率高，设备费用低，尤其适用于难于用湿法生产的异性器件和小器件。

由上述取向机制可知，干压成型性能略低于湿压成型，在于干压取向度较低。原因有二：一方面是由于没有分散介质，粉体颗粒间的摩擦力增大，成型体的取向度低；另一方面，粉体在制备细粉过程中由于高温烘干时不可避免出现粉体颗粒间的粘连，粉体分散性差，也导致了成型体的取向度不高。

<干压永磁铁氧体>

由上述的制备方法得到本发明的干压永磁铁氧体。

<干压永磁铁氧体的应用>

本发明的干压永磁铁氧体可以在半导体领域中得以应用。

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1：

本实施例的干压永磁铁氧体的制备方法包括如下步骤：

(1)、混料：选取适用于永磁铁氧体的碳酸锶和铁红，按摩尔比1:6混合，混料方式采取砂磨方式，混料后料浆的粒径为0.7μm，砂磨的时间为1h。

(2)、预烧：将混料后的料浆干燥后过筛，置于马弗炉中预烧，预烧的温度为1320℃，预烧的时间为2h。

(3)、破碎和细磨：预烧完成后得到永磁预烧料，用振磨机将永磁预烧料进行粗粉碎，加入Al₂O₃、SiO₂、CaCO₃、NH₄HCO₃、高岭土和H₃BO₃混合，得到混合料，然后置于行星式球磨机高速研磨，研磨后料浆的粒径为0.7μm。

(4)、分散：细磨后干燥，干燥后使用振磨机振磨30min，然后加入1wt％的樟脑和0.5wt％的硬脂酸钙，待混合均匀后分散。

(5)、干压取向成型：将步骤(4)中分散后的磁粉在磁场(磁场的强度为8000Oe)中成型为坯体，坯体在1100℃下保温1h，冷却后得到干压永磁铁氧体。

对比例1：

湿压成型是将球磨后的料浆直接加入到湿压成型压机，在取向的同时成型，并抽滤水分。

具体地，本对比例的湿压永磁铁氧体的制备方法包括如下步骤：

(1)、混料：选取适用于永磁铁氧体的碳酸锶和铁红，按摩尔比1:6混合，混料方式采取砂磨方式，混料后料浆的粒径为0.7μm，砂磨的时间为1h。

(2)、预烧：将混料后的料浆干燥后过筛，置于马弗炉中预烧，预烧的温度为1320℃，预烧的时间为2h。

(3)、破碎和细磨：预烧完成后得到永磁预烧料，用振磨机将永磁预烧料进行粗粉碎，加入Al₂O₃、SiO₂、CaCO₃、NH₄HCO₃、高岭土和H₃BO₃混合，得到混合料，然后置于行星式球磨机高速研磨，研磨后料浆的粒径为0.7μm。

(4)、湿压取向成型：步骤(3)得到的料浆在磁场(磁场的强度为8000Oe)下加入到湿压成型压机，一边取向一边加压滤水，得到坯体，坯体在1100℃下保温1h，冷却后得到湿压永磁铁氧体。

在步骤(3)中，添加剂在该步已经加入，为了保证两者的统一，保证单一变量，同时加入樟脑和硬脂酸钙。

对比例2：

本对比例的永磁铁氧体的制备方法包括如下步骤：

(1)、混料：选取适用于永磁铁氧体的碳酸锶和铁红，按摩尔比1:6混合，混料方式采取砂磨方式，混料后料浆的粒径为0.7μm，砂磨的时间为1h。

(2)、预烧：将混料后的料浆干燥后过筛，置于马弗炉中预烧，预烧的温度为1320℃，预烧的时间为2h。

(3)、破碎和细磨：预烧完成后得到永磁预烧料，用振磨机将永磁预烧料进行粗粉碎，然后置于行星式球磨机高速研磨，研磨后料浆的粒径为0.7μm。

(4)、湿压取向成型：将砂磨好的料浆压制成型为坯体，坯体在1100℃下保温1h，冷却后得到永磁铁氧体。

对比例3：

本对比例的干压永磁铁氧体的制备方法包括如下步骤：

(1)、混料：选取适用于永磁铁氧体的碳酸锶和铁红，按摩尔比1:6混合，混料方式采取砂磨方式，混料后料浆的粒径为0.7μm，砂磨的时间为1h。

(2)、预烧：将混料后的料浆干燥后过筛，置于马弗炉中预烧，预烧的温度为1320℃，预烧的时间为2h。

(3)、破碎和细磨：预烧完成后得到永磁预烧料，用振磨机将永磁预烧料进行粗粉碎，然后置于行星式球磨机高速研磨，研磨后料浆的粒径为0.7μm。

(4)、分散：砂磨后干燥，干燥后使用振磨机振磨30min，加入1wt％的樟脑和0.5wt％的硬脂酸钙分散。

(5)、干压取向成型：将步骤(4)中分散后的磁粉在磁场(磁场的强度为8000Oe)中成型为坯体，坯体在1100℃下保温1h，冷却后得到干压永磁铁氧体。

现有技术：

目前现有材料，采用类似干压成型，相关性能直接放在实验后用于对比说明本发明的优胜之处。

上述实施例1、对比例1至对比例3是本发明过程制备的，直接用于对比说明同种条件下干压成型可以接近湿压成型，这样兼具干压和湿压的优点。将本发明的结果与现有技术对比，没有直接制备，从性能上对比优劣。

上述制备的永磁铁氧体，测量其性能采用联众永磁材料测量装置，如表1所示。

表1相关测试结果如下表所示

实施例1与对比例1相比，剩磁仅相差19mT，矫顽力仅相差15kA/m，内禀矫顽力仅相差16kA/m，最大磁能积相差不到1KJ/m³。这说明本发明能够将干压成型和湿压成型的差别做到很小，两者差别已经不大，但干压成型优点明显大于湿压成型。

对比例2与对比例3相比，剩磁仅相差9mT，矫顽力仅相差26kA/m，内禀矫顽力仅相差13kA/m，最大磁能积相差不到2KJ/m³。其结果同样验证了本发明湿压成型和干压成型的差距可以减小。

对比例1与对比例2相比，剩磁提高了98mT，矫顽力提高了44kA/m，内禀矫顽力提高了27kA/m，最大磁能积提高了将近14KJ/m³。这说明本发明加入的添加剂的种类和添加剂的量，可以明显提高永磁铁氧体的性能，同等条件下磁性能提高明显。

实施例1与对比例3相比，剩磁提高了88mT，矫顽力提高了55kA/m，内禀矫顽力提高了24kA/m，最大磁能积提高了将近15KJ/m³。这说明本发明加入的添加剂是有效的，可以明显改善永磁铁氧体的磁性能。

实施例1与现有技术相比，剩磁相差5mT，矫顽力相差6kA/m，内禀矫顽力相差5kA/m，最大磁能积相差1KJ/m³。现有技术是目前安特干压材料，本发明与之相差不大，可以说几乎没有差别，但安特的材料加入镧钴等昂贵稀土金属，这无疑是提高材料的成本，从性价比来说本发明的产品具有无可比拟的优势。

从实验结果对比可知，在原材料相同时，传统湿压成型方法所得永磁铁氧体磁性能最好，干压成型方法较湿压成型方法所得永磁铁氧体性能较低，如实施例1和对比例1的比较、对比例2和对比例3的比较，发现干压成型性能都低于湿压成型性能。而实施例1实验结果则明显接近当前采用镧钴取代的干压永磁铁氧体，说明本发明制备方法和添加剂可以显著改善永磁材料的磁性能，降低成本，使整个行业提高产品性能的同时不必承担更高的生产成本。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术人员显然可以容易的对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中，而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例。本领域技术人员根据本发明的原理，不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。