高性能濕壓M型鍶鐵氧體磁性研究（可編輯）

1、高性能濕壓M型鍶鐵氧體磁性研究 獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果,也不包含南獲得凄×數(shù)大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意.廠月夕日學(xué)位論文作者簽名:。礎(chǔ)身門(mén)多/簽字日期:叨押年學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解誑夫考有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán),允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)告警晦以將學(xué)位論文的

2、全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書(shū)學(xué)位論文儲(chǔ)張嘭嗚.翩張/%塢】 摘要摘要型鍶鐵氧體是一種傳統(tǒng)的永磁磁性材料,在汽車、計(jì)算機(jī)、電動(dòng)工具、家電、辦公設(shè)備和電聲領(lǐng)域等行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用,在全球自動(dòng)化趨勢(shì)的帶動(dòng)下將有很大的發(fā)展空間,如何在保證鐵氧體的價(jià)格優(yōu)勢(shì)的前提下,提高其磁性能一直是社會(huì)研究的重點(diǎn)。本文是在磁性材料安徽省工程技術(shù)研究中心和本鋼環(huán)宇磁性材料有限公司聯(lián)合研發(fā)高性能鍶鐵氧體的背景下,用傳統(tǒng)的陶瓷法制備了各向異性型鍶鐵氧體,主要研究了不同二次添加劑和球磨工藝對(duì)樣品磁性能的影響,通過(guò)實(shí)驗(yàn)找到了最佳的二

3、次添加劑配比、合適的球磨工藝。然后通過(guò).永磁測(cè)量裝置、射線衍射卿、掃描電鏡、等現(xiàn)代分析測(cè)試手段,對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)和磁性能進(jìn)行表征,主要的研究成果如下:,采用掃描電鏡和能譜射散譜儀對(duì)本鋼環(huán)宇一次預(yù)燒料進(jìn)行精選,選著形貌好,雜質(zhì)少的.預(yù)燒料。,通過(guò)分別做、山梨醇對(duì)鍶鐵氧體磁性能的影響,找到各添加劑的最佳添加量范圍:.卸.%、.%、.%、.%、山梨醇.%。,通過(guò)改變球磨時(shí)間和球磨方式來(lái)研究球磨對(duì)樣品磁性能的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn):當(dāng)球磨時(shí)間為時(shí)樣品的磁性能最佳;本鋼環(huán)宇自制的球磨機(jī)比南京南大儀器廠的行星式球磨機(jī)的球磨效果好,制備的樣品結(jié)果剩磁耳要提高,%要提高.。,研究燒結(jié)溫度對(duì)制各的型鍶鐵氧體結(jié)構(gòu)、剩磁毋和矯

4、頑力的忍的影響,研究結(jié)果顯示當(dāng)燒結(jié)溫度為時(shí),樣品的綜合磁性能最佳。,在最佳添加值范圍內(nèi),做、山梨醇的正交實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng).%、.%、.%、.%、山梨醇.%時(shí),制備的樣品磁性能最佳,通過(guò)北京計(jì)量科學(xué)研究院磁性測(cè)量實(shí)驗(yàn)室的.鐵氧體永磁標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量裝置得的樣品磁性能置.圮.?,聊一.?一。基本達(dá)到日本公司的系列要求。高性能濕壓型鍶鐵氧體的磁性研究,采用射線衍射儀和掃描電子顯微鏡對(duì)達(dá)到日本公司的要求的型鍶鐵氧體結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征,結(jié)果發(fā)現(xiàn):樣品為單一的相鍶鐵氧體:樣品形貌為六角晶型,沿宜磁化方向軸排列整齊,取向好。關(guān)鍵詞:型鍶鐵氧體;陶瓷法;二次添加劑;球磨工藝;燒結(jié)溫度;磁性能? , ,., .曲

5、.,.,.? , :. ,. 、:.?.%,.%,.%,.%,.?.%.;研 . 唾.高性能濕壓型鍶鐵氧體的磁性研究, .,.%,.%,.%,.%,.% . .?心。 。.,但司懈產(chǎn)., . ,.? , , . : ; ;目錄目錄摘要。.目錄弓言?.第一章緒論。.永磁材料的發(fā)展歷程?.永磁材料的主要類型及其應(yīng)用.鋁鎳鉆系磁鋼永磁材料.稀土永磁材料.鐵氧體永磁材料?.鍶鐵氧體永磁材料的現(xiàn)狀?。.鍶鐵氧體永磁材料的研究現(xiàn)狀?.鍶鐵氧體永磁材料的工藝現(xiàn)狀?.鍶鐵氧體永磁材料的應(yīng)用情況?.我國(guó)鍶鐵氧體永磁材料面臨的主要問(wèn)題.本論文的主要研究?jī)?nèi)容第二章型六角晶系鐵氧體的基本理論.亞鐵磁性物質(zhì)的分類.六角

6、晶系鐵氧體的分類.六角晶系鐵氧體的化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)?.六角晶系鐵氧體的化學(xué)組成?。.六角晶系鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)?.飽和磁化強(qiáng)度?.磁晶各向異性?.高性能濕壓型鍶鐵氧體的磁性研究.超交換作用?.型六角晶系鐵氧體的離子取代?.取代離子?.取代離子?.離子聯(lián)合取代?。第三章濕壓異性鐵氧體的制備及表征手段.樣品制備方法及過(guò)程.鐵氧體常用制備方法比較?.陶瓷法制備鍶鐵氧體工藝的具體流程【.實(shí)驗(yàn)原料及使用儀器.實(shí)驗(yàn)原料.實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備。.樣品表征及測(cè)試方法.粒度測(cè)試分析?.射線衍射紐分析?。.掃描電鏡分析.永磁材料自動(dòng)測(cè)量裝置【第四章常用添加劑對(duì)型鍶鐵氧體磁性能的影響?.濕壓型鍶鐵氧體的制備一.樣品測(cè)試儀

7、器.精選預(yù)燒料分析?.掃描電鏡掃描分析.能譜分析.常用型鍶鐵氧體添加劑試驗(yàn).添加劑對(duì)樣品磁性能的影響?.添加劑對(duì)樣品磁性能的影響?.添加劑山梨醇對(duì)樣品磁性能的影響.添加劑對(duì)樣品磁性能的影響?.目錄.球磨工藝對(duì)樣品磁性能的影響.球磨時(shí)間對(duì)樣品磁性能的影響.球磨方式對(duì)樣品磁性能的影響.燒結(jié)溫度對(duì)樣品磁性能的影響.燒結(jié)溫度對(duì)樣品結(jié)構(gòu)的影響?.燒結(jié)溫度對(duì)樣品磁性能的影響.正交實(shí)驗(yàn)及樣品表征.正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果?.樣品的分析.樣品的分析.本章小結(jié)第五章結(jié)論參考文獻(xiàn)?。致謝.攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文引言引言磁性材料是一種與人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的功能材料,磁性材料的發(fā)展,在人類生產(chǎn)和生活自動(dòng)化,智能化的進(jìn)程中發(fā)

8、揮著重要的作用,同時(shí)人類生活水平的提高又促進(jìn)了磁性材料的發(fā)展。尤其是進(jìn)入新世紀(jì),第三代稀土永磁釹鐵硼永磁材料的高速發(fā)展使磁性材料在全球市場(chǎng)上表現(xiàn)活躍,同時(shí)鐵氧體永磁材料的研發(fā)也取得了不錯(cuò)的成績(jī)。所以在科技革命的新時(shí)代,為了使磁性材料充分發(fā)揮其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用,更好的把握好其發(fā)展方向,我們必須對(duì)永磁材料的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀有個(gè)清晰的認(rèn)識(shí),才能對(duì)今后磁性材料的發(fā)展做出正確的預(yù)測(cè),才能把握磁性材料的研究方向。永磁材料是磁性材料中最具活力,具有很大發(fā)展空間的材料之一,在汽車、計(jì)算機(jī)、國(guó)防建設(shè)、家電、醫(yī)療等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。在今天科技大發(fā)展的背景下,永磁材料也向高性能,高精度,小體積,低能耗的方向發(fā)展。永

9、磁材料中研究比較熱的型鍶鐵氧由于具有高的性價(jià)比,高矯頑力和高剩磁的特點(diǎn),其工業(yè)化程度比較大。新世紀(jì),面對(duì)稀土永磁鐵氧體的走熱,如何在保持型鍶鐵氧體的價(jià)格優(yōu)勢(shì)的前提下,通過(guò)離子取代和二次添加提高鍶鐵氧體的磁性能一直是人們研究的重點(diǎn)。本論文采用陶瓷法,濕壓成型制備了型鍶鐵氧體,主要研究單一二次添加劑、山梨醇對(duì)鐵氧體磁性能的影響,找出各二次添加劑的最佳添加值,通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)找出最佳的二次添加配比制備高性能的型鍶鐵氧體;通過(guò)研究球磨時(shí)間和球磨工藝改變對(duì)樣品性能的影響,優(yōu)化制備鍶鐵氧體的制備工藝。高性能濕壓型鍶鐵氧體的磁性研究第一章緒論.永磁材料的發(fā)展歷程永磁材料與我們的生產(chǎn)和生活息息相關(guān),可以說(shuō)我們的衣

10、食住行中都含有永磁材料制成的成分,在過(guò)去的幾十年,很多種類的永磁材料被發(fā)明,發(fā)展,然后又被另外一種更高性能的永磁材料取代,各種自然磁鐵石和人工合成磁鐵在人類的生活和社會(huì)的發(fā)展中產(chǎn)生重大的影響【卅,在永磁材料的發(fā)展中過(guò)程中,不同的時(shí)期有不同的代表,下面通過(guò)幾種主要的永磁材料來(lái)回顧一下永磁材料的發(fā)展歷程:天然磁石:礦產(chǎn)鐵氧化物是我們首先接觸的永磁材料,人類在年前就發(fā)現(xiàn)了天然磁石,從那以后就開(kāi)始出現(xiàn)在人們的生活中,天然磁石的出現(xiàn)揭開(kāi)了永磁材料在人類社會(huì)發(fā)展的序章。磁碳鋼:在世紀(jì),通過(guò)水熱法合成鎢和鉻得到的磁碳鋼比天然磁石有更高的飽和磁化強(qiáng)度,但容易退磁。鋁鎳鈷磁鋼永磁:年,鋁鎳鈷磁鋼永磁的誕生使磁性

11、材料可以在更高的溫度下具有磁性,這為永磁材料在高溫條件下使用成為可能。永磁鐵氧體:永磁鐵氧體的誕生在年,并因?yàn)槠渚哂械母叩男詢r(jià)比,高的矯頑力,一直在永磁材料中穩(wěn)坐一把交椅。目前依然是磁性材料中研究的重點(diǎn)。日經(jīng)社年月日?qǐng)?bào)道,日本公司開(kāi)發(fā)出了最大磁能積等特性更高的鐵氧體磁鐵“系列”,該系列有個(gè)品種:為、為/、溫度系數(shù)為.%的“和為、為/、溫度系數(shù)為.%的“”,系列最大磁能積基本達(dá)到理論值,它的研發(fā)促進(jìn)了磁性器件的小型化和輕量化【】。釤鈷稀土永磁材料:這類永磁材料是由、和一些稀土元素合成的,在年被合成,由于其成本很高,主要應(yīng)用在商業(yè)產(chǎn)品上,目前逐漸被第三代稀土.取代。釹鐵硼稀土永磁材料:.永磁材料的

12、誕生使永磁材料的應(yīng)用又上了一個(gè)臺(tái)階,由于具有高的比飽和磁化強(qiáng)度,不容易退磁的優(yōu)良特性,世紀(jì)可以說(shuō)將.第一章緒論在永磁市場(chǎng)上唱的主角,它的出現(xiàn)帶動(dòng)了各種磁性產(chǎn)品小型化,輕型化的發(fā)展,同時(shí).永磁材料低的居里溫度。限制了它在一些高溫器件上的應(yīng)用。.永磁材料的主要類型及其應(yīng)用.鋁鎳鉆系磁鋼永磁材料鋁鎳鈷系永磁材料,是人類發(fā)明最早的一類永磁材料,在上世紀(jì)“年代在社會(huì)生活中應(yīng)用比較多。它是在發(fā)現(xiàn)了鎢鋼和鈷鋼的前提下,由鐵、鈷、鎳和一部分其他少量元素合成,具有高的剩磁和低的可逆溫度系數(shù),在高溫條件下可以很好的應(yīng)用,溫度可以達(dá)到以上,是高溫磁性器件主要的磁性原料,主要應(yīng)用于磁電系儀表、流量計(jì)和續(xù)電器等。.稀土

13、永磁材料稀土永磁可以分為三類:第一代稀土磁體永磁體材料;第二代,稀土永磁體;第二代.稀土永磁體。他們的磁能積逐漸增大,從第一代絲/的.型磁體到第三代./的.磁體【】增大了%左右。同時(shí)因?yàn)?稀土永磁體相對(duì)第一代和第二代稀土永磁材料所需要的原材料價(jià)格相對(duì)低,具有高的性價(jià)比,所以逐漸取代了前兩種稀土永磁材料的市場(chǎng),但相對(duì)低價(jià)位的鐵氧體,.稀土永磁體只有在高端產(chǎn)品上占有優(yōu)勢(shì),而在低端市場(chǎng)相對(duì)鐵氧體永磁材料還缺乏強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)力。稀土永磁材料是目前已知磁性材料中綜合性能最高的一種永磁材料,具有其他磁性材料無(wú)法比較的性能優(yōu)勢(shì)。高性能的稀土永磁材料的出現(xiàn)不僅提高了產(chǎn)品的性能,并且促進(jìn)了電子設(shè)備的小型化?，F(xiàn)在稀

14、土永磁材料已成為電子技術(shù)中的重要材料,被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、家用電器、汽車、核磁振共振設(shè)備、磁分離設(shè)備、磁力機(jī)械、磁療器械、石油化工、醫(yī)療保健、航空航天等方面。.鐵氧體永磁材料高性能濕壓型鍶鐵氧體的磁性研究鐵氧體永磁材料是由和鍶或鋇的化合物按合適比例混合,通過(guò)陶瓷法、化學(xué)共沉淀法、水熱法等方法制備合成,主要包括鋇鐵氧體,鍶鐵氧體及其改進(jìn)型。鐵氧體永磁材料一般可以表示為?:,其中為、等,在永磁材料的大家族中,雖然永磁鐵氧體的綜合磁性能不高,但由于原材料豐富,價(jià)格最低,工藝簡(jiǎn)單成熟,抗磁性能優(yōu)良,又不存在氧化問(wèn)題其居里溫度達(dá)到,在很多應(yīng)用領(lǐng)域如汽車直流電機(jī)、起動(dòng)電機(jī)、音頻變化器、分離器等是很理想的永

15、磁材料,在磁性材料市場(chǎng)上其生產(chǎn)和應(yīng)用已經(jīng)占據(jù)了主要地位。為了在保持價(jià)格低的前提下提高永磁鐵氧體的磁性能,我們通常添加、等氧化物來(lái)提高其磁能積。.鍶鐵氧體永磁材料的現(xiàn)狀.鍶鐵氧體永磁材料的研究現(xiàn)狀上世紀(jì)年代我國(guó)鍶鐵氧體永磁產(chǎn)量突破萬(wàn)噸,成為世界第一位。我國(guó)成為永磁生產(chǎn)大國(guó),但我國(guó)鍶鐵氧體永磁生產(chǎn)技術(shù)卻不是很強(qiáng),鐵氧體永磁材料的技術(shù)核心和工藝關(guān)鍵還沒(méi)有掌握,由于國(guó)外的技術(shù)封鎖,使得我國(guó)永磁技術(shù)發(fā)展緩慢,國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)一些低檔的產(chǎn)品,國(guó)外永磁材料強(qiáng)國(guó)日本、美國(guó)等則更注重技術(shù)的研發(fā)和高端產(chǎn)品的生產(chǎn),日本公司于年月日宣布成功研發(fā)出了最大磁能積等特性更高的鐵氧體磁鐵“系列”,更是為鍶鐵氧體的發(fā)展做出杰出的貢

16、獻(xiàn)【】使得日本在永磁材料領(lǐng)域相對(duì)第三世界國(guó)家始終保持絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。世紀(jì)初,國(guó)內(nèi)大多數(shù)的鍶鐵氧體永磁廠家還在高污染、高能耗、低產(chǎn)能、低利潤(rùn)的鐵氧體永磁產(chǎn)品為主,對(duì)于性能要求在.以上的永磁鐵氧體產(chǎn)品,還不能滿足國(guó)內(nèi)的需求,表.為日本公司于我國(guó)鍶鐵氧體永磁標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)的比較。從表中我們可以看到我國(guó)永磁鍶鐵氧體技術(shù)和日本的差距還很大,還有就是日本產(chǎn)品的升級(jí)速度很快,所以我們?nèi)绻谖磥?lái)的永磁科技競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗不地,必須盡快縮小與日本公司產(chǎn)品性能的差距,努力提高產(chǎn)品研發(fā)力量和研發(fā)水平。隨著應(yīng)用市場(chǎng)的不斷深入發(fā)展和近年國(guó)內(nèi)對(duì)鍶鐵氧體研發(fā)力量的投入、科技研發(fā)的重視和科技人才的培養(yǎng),目前我國(guó)鍶鐵氧體技術(shù)差距與發(fā)達(dá)國(guó)家

17、相比,差距越來(lái)越少,國(guó)內(nèi)部分廠家已經(jīng)可以開(kāi)發(fā)出于高端產(chǎn)品牌號(hào)相應(yīng)的產(chǎn)品,其第一章緒論中橫店?yáng)|磁研發(fā)的對(duì)應(yīng) 牌號(hào)和對(duì)應(yīng) 牌已經(jīng)能夠量產(chǎn)。表.我國(guó)與日本公司鍶鐵氧體永磁標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)的比較【,】. .鍶鐵氧體永磁材料的工藝現(xiàn)狀提高鍶鐵氧體性能研究一般要從配方和工藝優(yōu)化兩方面進(jìn)行,在確定了最優(yōu)的配方條件下,如果工藝條件更不上最終對(duì)鐵氧體性能的影響很大;同時(shí)如果在配方確定的前提下,生產(chǎn)工藝技術(shù)的提高可以更好的提高鍶鐵氧體的磁性能,由此可見(jiàn)鐵氧體工藝研究是鐵氧體研究中比較重要的部分。鐵氧體永磁體生產(chǎn)工藝伴隨鐵氧體材料的誕生和發(fā)展可以分為三個(gè)階段:.基礎(chǔ)研究階段?;.重大改進(jìn)階段?;不斷完善階段至今。高性能濕壓

18、型鍶鐵氧體的磁性研究.當(dāng)鐵氧體永磁體在上個(gè)世紀(jì)五十年代早期開(kāi)始商業(yè)生產(chǎn)開(kāi)始,幾年以后兩種鐵氧體基礎(chǔ)工藝技術(shù)被發(fā)明出來(lái):通過(guò)燒結(jié)提高磁體密度和抑制晶粒長(zhǎng)大而提高了磁體的矯頑力和濕壓磁場(chǎng)成形法制備各向異性磁體,這兩種方法對(duì)永磁鐵氧體的發(fā)展起到了主要的作用,也為鐵氧體工藝的研究墊定了基礎(chǔ)。.第二階段通過(guò)在鐵氧體的燒結(jié)過(guò)程加入少量的添加劑使得鍶鐵氧體的磁性能得到很大的改善,同時(shí)通過(guò)和離子替換”以調(diào)整/比。系列的高檔產(chǎn)品,傳統(tǒng)的工藝很難生.在最后一個(gè)階段,對(duì)于和產(chǎn)出來(lái),所以對(duì)鐵氧體生產(chǎn)工藝有了更高的要求,誕生了很多新的工藝技術(shù),表.為近年誕生的新的鍶鐵氧體工藝技術(shù)。表.新的鍶鐵氧體工藝技術(shù).第一章緒論.

19、鍶鐵氧體永磁材料的生產(chǎn)現(xiàn)狀目前在世界上存在類磁性材料:鋁鎳鈷永磁、鐵氧體永磁、磁體和稀土永磁。在磁性材料發(fā)展的過(guò)程中,他們的產(chǎn)量、價(jià)格和應(yīng)用發(fā)生了很大的變化,世紀(jì)前,鐵氧體永磁產(chǎn)量始終占全球永磁總產(chǎn)值的一半以上,在永磁市場(chǎng)上占據(jù)主體地位。進(jìn)入世紀(jì),稀土永磁體加的產(chǎn)值第一次超過(guò)鐵氧體,代表著未來(lái)永磁材料市場(chǎng)的發(fā)展方向,但鐵氧體永磁材料的產(chǎn)量和市場(chǎng)占有率還是最大的,從中可以看出鐵氧體在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性。表.【】是從年以來(lái)種主要商品磁體的產(chǎn)量、產(chǎn)值及市場(chǎng)占有率的變化。表.各類永磁材料的產(chǎn)量、產(chǎn)值和市場(chǎng)占有率的變化. 、 . . . .高性能濕壓型鍶鐵氧體的磁性研究. . .鐵氧體.總計(jì)隨著科技進(jìn)步

20、、工業(yè)發(fā)展和人們消費(fèi)觀念的改變,未來(lái)各類電子產(chǎn)品的市場(chǎng)會(huì)不斷增大,磁性材料還將有具有很長(zhǎng)的一段發(fā)展過(guò)程。新世紀(jì)伊始,“全球磁體產(chǎn)業(yè)中心”已經(jīng)轉(zhuǎn)移到中國(guó),今后年我國(guó)將面臨磁性材料高速發(fā)展的時(shí)期,預(yù)計(jì)到年我國(guó)的永磁鐵氧體市場(chǎng)需求量在萬(wàn)左右。伴隨我國(guó)拉動(dòng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的大政策和家電下鄉(xiāng)福利政策的背景下,和電視平板化、空調(diào)變頻化、冰箱和洗衣機(jī)節(jié)能化等家電市場(chǎng)的變化,將是我國(guó)磁性材料行業(yè)發(fā)展的千載難逢的機(jī)遇。墓前我國(guó)永磁鐵氧體生產(chǎn)企業(yè)有余家,其中年生產(chǎn)能力在噸以下的企業(yè)在%左右,噸的企業(yè)占%上下,噸企業(yè)約為%左右,而噸以上的企業(yè)更少,約為%。而且目前不少小的廠家還在新建,企業(yè)整合力量不強(qiáng),大多數(shù)企業(yè)都是粗加工

21、小企業(yè),處于質(zhì)量差、產(chǎn)能小、能耗高、技術(shù)地下的狀態(tài)下。真正上產(chǎn)品性能好,研發(fā)能力強(qiáng),具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的大企業(yè)卻不多。所以我們要加快企業(yè)轉(zhuǎn)型和整合,提高整體競(jìng)爭(zhēng)力,促進(jìn)我國(guó)永磁鐵氧體的又好又快發(fā)展。.鍶鐵氧體永磁材料的應(yīng)用情況永磁鐵氧體應(yīng)用的主要遍及汽車、計(jì)算機(jī)、電動(dòng)工具、家電、辦公設(shè)備和電聲等。下面大致介紹一下永磁鐵氧體在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用情況:汽車領(lǐng)域:永磁鐵氧體材料是制造汽車各部分電機(jī)的重要原材料,隨著我國(guó)汽車行業(yè)的發(fā)展,汽車各項(xiàng)功能的不斷完善,汽車更加趨于自動(dòng)化,每臺(tái)汽車需要使用永磁鐵氧體約.;第一章緒論計(jì)算機(jī)領(lǐng)域:計(jì)算機(jī)是永磁鐵氧體主要的應(yīng)用領(lǐng)域,計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展促進(jìn)了磁性材料的變化,隨著計(jì)算

22、機(jī)制造技術(shù)的提高,計(jì)算機(jī)各項(xiàng)功能逐步完善,計(jì)算機(jī)功能更加智能和全面化,每臺(tái)計(jì)算機(jī)需要使用永磁鐵氧體約.。家電領(lǐng)域:家電種類繁多,但基本上所有的家電都需要用到電機(jī),用到電機(jī)的地方就用到了永磁鐵氧體,空調(diào)的變頻、冰箱和電視的節(jié)能也帶動(dòng)了永磁鐵氧體的技術(shù)的發(fā)展。聲產(chǎn)品領(lǐng)域:我國(guó)是全球最大的電聲器件生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó),以彩電配套揚(yáng)聲器和出口揚(yáng)聲器為重點(diǎn),年我國(guó)電聲器件產(chǎn)量達(dá)到億只,每臺(tái)電聲產(chǎn)品需要永磁鐵氧體材料約為.。動(dòng)工具領(lǐng)域:年代以來(lái),伴隨中國(guó)制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,中國(guó)電動(dòng)工具制造業(yè)也逐漸開(kāi)始發(fā)展,并對(duì)市場(chǎng)形成了很大的競(jìng)爭(zhēng)力,經(jīng)過(guò)年的發(fā)展,中國(guó)已經(jīng)成為世界電動(dòng)工具的主要供應(yīng)國(guó)之一,電動(dòng)工具行業(yè)雖然是永磁鐵氧

23、體中低端產(chǎn)品的主要下游行業(yè),但對(duì)永磁鐵氧體的發(fā)展也起到很重要的作用。.我國(guó)鍶鐵氧體永磁材料面臨的主要問(wèn)題我國(guó)的永磁鐵氧體材料,從剛開(kāi)始的一無(wú)所有到現(xiàn)在發(fā)展為全球磁材制造中心,成為永磁材料生產(chǎn)大國(guó)。前后經(jīng)歷了多年歷史,是新中國(guó)創(chuàng)造的世界奇跡之一,同時(shí)也是世界磁材行業(yè)中誕生的一個(gè)奇跡。我們雖然取得了令人羨慕的成績(jī),但同時(shí)我們也要看來(lái)我們面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)還很多,要將我國(guó)變?yōu)槿虼挪膹?qiáng)國(guó),目前要處理好下面限制我國(guó)磁材行業(yè)發(fā)展的主要問(wèn)題:產(chǎn)品產(chǎn)量和產(chǎn)值不適配:近年,我國(guó)的永磁產(chǎn)量增長(zhǎng)形式很好,并且在很多產(chǎn)品領(lǐng)域占據(jù)了世界第一的位置,但是從產(chǎn)值上看,我國(guó)產(chǎn)品的附加值很低,主要以粗加工為主,這樣既浪費(fèi)了我國(guó)

24、珍貴的原材料,不能實(shí)施原材料的可持續(xù)發(fā)展、造成環(huán)境污染,造成了我國(guó)永磁行業(yè)在全球永磁市場(chǎng)中處于不利地位,。產(chǎn)品研發(fā)能力、性能和技術(shù)含量低:我國(guó)永磁材料的研發(fā)起步晚,差距大,任務(wù)重,但我國(guó)專業(yè)從事磁性材料研究開(kāi)發(fā)的機(jī)構(gòu)不多,北京科技大學(xué)磁性材料工程技術(shù)中心、中科院物理所磁學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、包頭稀土研究院等研究機(jī)構(gòu)與國(guó)外機(jī)構(gòu)相比,數(shù)量相對(duì)少,平均科研實(shí)力也不強(qiáng);由于我國(guó)制造業(yè)發(fā)展與國(guó)外的差距,使得我國(guó)在產(chǎn)品的深/口和后處理工藝上與國(guó)外有一定差距,造成我國(guó)永磁產(chǎn)高性能濕壓型鍶鐵氧體的磁性研究品的性能相對(duì)比較低,就目前我國(guó)生產(chǎn)永磁鐵氧體的工藝而言,我國(guó)磁材企業(yè)大多數(shù)還是僅僅依靠勞動(dòng)輸出獲得微薄利潤(rùn),產(chǎn)

25、品附加值低的公司。所以目前我國(guó)磁材行業(yè)面對(duì)的核心問(wèn)題是提高永磁研發(fā)能力、使產(chǎn)品性能和永磁材料的技術(shù)含量得到提高。技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化的速度慢:我國(guó)大部分企業(yè)很少與科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合,企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品和研究機(jī)構(gòu)的研究項(xiàng)目沒(méi)聯(lián)系,兩者之間存在很大脫節(jié)。為了改天這個(gè)現(xiàn)狀,目前我國(guó)在經(jīng)濟(jì)和政策上加大企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合補(bǔ)助和支持,為我們磁材行業(yè)的發(fā)展制定了一個(gè)好的方向,所以我們要在今后磁性材料的發(fā)展中努力彌補(bǔ)我們這方面的不足。產(chǎn)品市場(chǎng)主要集中于中低端市場(chǎng):我國(guó)產(chǎn)品主要集中于中低端市場(chǎng)的需求,是由于國(guó)內(nèi)對(duì)高端產(chǎn)品的需要沒(méi)有國(guó)外大,還有就是國(guó)內(nèi)永磁產(chǎn)品性能達(dá)不到高端性能要求共同導(dǎo)致的。與國(guó)外磁性材料強(qiáng)國(guó)相比,我國(guó)在產(chǎn)品的

26、研發(fā)、生產(chǎn)和銷售等環(huán)節(jié)上都存在不小差距,所以開(kāi)拓我國(guó)磁性材料高端市場(chǎng)是一項(xiàng)很艱巨的任務(wù),任重道遠(yuǎn)。.本論文的主要研究?jī)?nèi)容本論文主要包括以下幾個(gè)方面的工作:.研究背景:本論文是在國(guó)家政策加強(qiáng)企業(yè)和高校聯(lián)合提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的支持下,充分利用本鋼環(huán)宇磁性材料有限公司在資源和資金和磁性材料安徽省工程技術(shù)研究中心在磁性材料研究上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)聯(lián)合開(kāi)發(fā)符合我國(guó)/.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的.產(chǎn)品日本公司牌號(hào).制備方法:為了符合大生產(chǎn)要求,便于就研究成果盡快轉(zhuǎn)過(guò)為生產(chǎn)力,我們采用傳統(tǒng)的陶瓷法制備型鍶鐵氧體。.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行前,我們首先精選一次預(yù)燒料,并通過(guò)射線衍射分析儀和掃描電子顯微鏡對(duì)一次預(yù)燒料進(jìn)行表征;通過(guò)查找參考文獻(xiàn)

27、,分析前人科研成果和實(shí)驗(yàn)室己取得的研究成果確定添加的二次添加劑的總類:、山梨醇。然后先分別研究各添加劑對(duì)預(yù)燒料磁性能的影響,找出最佳添加范圍,在確定了各添加劑的添加范圍下,做二次添加劑的正第一章緒論交實(shí)驗(yàn),找出合適的二次添加劑配比;在做二次添加劑的同時(shí),我們還做了球磨時(shí)間,球磨工藝和燒結(jié)溫度對(duì)樣品的磁性能的影響,找出合適的球磨時(shí)間和燒結(jié)溫度。.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析:我們通過(guò)射線衍射分析儀、掃描電子顯微鏡對(duì)制備的樣品進(jìn)行表征;通過(guò)湖南省聯(lián)眾科技有限公司的.永磁測(cè)量裝置對(duì)樣品的磁性能進(jìn)行測(cè)試。高性能濕壓型鍶鐵氧體的研究第二章型六角晶系鐵氧體的基本理論型六角晶型鐵氧體是一種類似于天然磁鉛石晶體結(jié)構(gòu)的鐵氧體永

28、磁材料,化主要應(yīng)用于永磁材料,學(xué)分子式為,屬六角晶系,空間群為瓏一壘三一,一磁記錄材料和吸波材料中,因其表現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)良特性,鍶鐵氧體的研究和生產(chǎn)倍受關(guān)注。本章主要討論這類鐵氧體在磁性物質(zhì)中分類、型鍶鐵氧體的的晶體結(jié)構(gòu)和鍶鐵氧體的磁性特征。.亞鐵磁性物質(zhì)的分類型鍶鐵氧體作為典型的亞鐵磁性物質(zhì),是本課題的研究?jī)?nèi)容,為了更好的了解鍶鐵氧體的結(jié)構(gòu)和性能,理解其在亞鐵磁性物質(zhì)中的類別,對(duì)于我們的課題研究有很大幫助,鐵氧體按照他的組成和晶體結(jié)構(gòu)可以分為類:尖晶石型鐵氧體:石榴石型鐵氧體:磁鉛石型鐵氧體。.尖晶石型鐵氧體尖晶石鐵氧體的化學(xué)通式是?,其中是二價(jià)金屬離子,如、等。尖晶石鐵氧體單胞晶體中最小的重復(fù)

29、單位中含有個(gè)氧離子,氧離子處于面心立方晶格排列,存在兩種晶格空隙在氧離子的密堆積排列中:四面體空隙和八面體空隙。如圖.所示: 其中有個(gè)四面體空位和個(gè)八面體空位在一個(gè)單胞中,僅僅有個(gè)四面體空位位和個(gè)八面體空位位被占據(jù),所以構(gòu)成的單胞是電中性的。離子占據(jù)位或位和離子的價(jià)位、離子半徑和溫度有關(guān)系【.。第二章型六角晶系鍶鐵氧體的基本理論:;“圖.尖晶石晶格結(jié)構(gòu)單胞的圖示 饑鵬醇.尖晶石型結(jié)構(gòu)分為兩類:正尖晶石型和反尖晶石型。對(duì)于正尖晶石型,其二價(jià)離子都在位,三價(jià)離子都在位,大多數(shù)這類鐵氧體是順次性的;反尖晶石型,三價(jià)離子成比例的占據(jù)位和位以后,二價(jià)離子才能占據(jù)位,所以反尖晶石型中三價(jià)離子的自旋磁矩被相

30、互抵消位和位的電子自旋反向,而位上的二價(jià)離子是平行排列,導(dǎo)致反尖晶石型鐵氧體含有凈磁矩【。.石榴石鐵氧體石榴石鐵氧體的通式是。,式中,代表稀土常見(jiàn)的有、或等。分子式類似于天然石榴石。晶體結(jié)構(gòu)屬于立方晶系。一個(gè)單胞石榴石含有個(gè)分子式,金屬離子填充在氧離子密堆積之間的間隙里。氧離于之間的間隙除了具有尖晶石型鐵氧體的四面體間隙和八面體間隙之外還有十二面體間隙。.磁鉛石鐵氧體磁鉛石鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)和天然礦物磁鉛石.的結(jié)構(gòu)。其化學(xué)式是:式中,常相似,屬于六角晶系,空間群為脫一.一刀 竹見(jiàn)的有、或鐵氧體都屬于磁鉛石鐵氧體,本課題研究的形鍶鐵氧體就是磁鉛石鐵氧體,也是目前應(yīng)用比較廣泛的鐵氧體之一。.六角晶系

31、鐵氧體的分類高性能濕壓型鍶鐵氧體的研究六角晶系鐵氧體按易磁化方向可分為兩大類型。一類是主軸型,其易磁化方向?yàn)榱蔷лS方向軸方向,其主要代表為型鍶或鋇鐵氧體;另一類是平面型,其易磁化方向處于垂直于軸的平面內(nèi),稱,型鐵氧體;還有一種是磁化方向與軸成一定角度的錐面型,例如:型鐵氧體。.六角晶系鐵氧體的化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu).六角晶系鐵氧體的化學(xué)組成六角晶系鐵氧體的基本化學(xué)式或.中是二價(jià)金屬離子,主要的有、等;是三價(jià)陽(yáng)離子,主要的有、,或。其各類型的六角晶系鐵氧體都可以從下圖的化學(xué)組元圖中表示出來(lái)【】如圖.圖. .三元系組成圖. 如圖所示,三角形的三條表分別代表、和三種氧化物含量的變化,其中可以是、和等二

32、價(jià)金屬陽(yáng)離子離子,或是和的組合。從圖中可知,在和的中點(diǎn)和氧化物和連線的中點(diǎn),分別對(duì)應(yīng)著尖晶石結(jié)構(gòu)的和,型結(jié)構(gòu)處于和第二章型六角晶系鍶鐵氧體的基本理論的連線上,這些化合物連線的交叉點(diǎn)可以形成不同類型的六角晶系鐵氧體結(jié)構(gòu)。如表.所示,他們的基本化學(xué)組成如下表所示:表.六角晶系鐵氧體的化學(xué)式 ?薛.類型化學(xué)式 : .: .同名 : : . :. .式.六角晶系鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)所有的六角晶系鐵氧體都是由基本單元、和塊沿六角晶軸方向按六角和立方密堆積以一定的序列堆積而成。.圖.尖晶石結(jié)構(gòu)沿軸排列示意圖.【 】高性能濕壓型鍶鐵氧體的研究。”哦奄圖.“塊原子排列 .舀 套鏟圖. .型晶體結(jié)構(gòu)的原子排列.?

33、.型六角晶型鍶鐵氧體的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜,但可以將它分解為小塊“塊和“塊”進(jìn)行研究,“塊”和尖晶石鐵氧體結(jié)構(gòu)很相似,一個(gè)尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體的晶胞可以是菱形或六角晶型,如果我們將尖晶石型的鐵氧體沿】軸排列,并用第二章型六角晶系鍶鐵氧體的基本理論取代,那么具有尖晶石型結(jié)構(gòu)的“塊”塊就得到了,如圖.?！皦K”的化學(xué)通式是二,說(shuō)明“塊是帶正電的?！皦K”的化學(xué)式。和原子排列如圖.。.型六角晶型鍶鐵氧體的結(jié)構(gòu)如圖.,“塊和“塊”繞軸轉(zhuǎn)。就形成了“.塊”和”塊”,所以的晶體結(jié)構(gòu)可以表示為.?！皦K”的結(jié)構(gòu)可以通過(guò)型來(lái)說(shuō)明,與型六角晶系鐵氧體一個(gè)分子中含有一個(gè)不同,型的中含有兩個(gè),因此型晶體結(jié)構(gòu)中的“塊”將被“塊”所取代

34、,如圖.所示,在“塊中含有個(gè)氧離子層,其中間層各含有一個(gè),氧離子和鋇離子按六角密堆積的結(jié)構(gòu)排列,其中含有兩個(gè)四面體座的氧離子,六個(gè)八面體座的氧離子【,所以型鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)可用符號(hào)表示。:。.蚤,.?÷?.。?:?囝:?圖.“塊”示意圖.型六角晶型鐵氧體的基本特征.飽和磁化強(qiáng)度飽和磁化強(qiáng)度是鐵磁性物質(zhì)和亞鐵磁性物質(zhì)的一個(gè)共有特性。是指當(dāng)磁性物質(zhì)在外加磁場(chǎng)磁化作用下,達(dá)到的一個(gè)穩(wěn)定值,而達(dá)到飽和磁化狀態(tài),這個(gè)值就是飽和磁化強(qiáng)度。從我們研究的課題出發(fā),我們研制的高性能型鐵氧體要求磁飽和磁化強(qiáng)度越高越好,這樣樣品的剩磁就相對(duì)高。亞鐵磁性物質(zhì)的磁飽和強(qiáng)度與鐵氧體的化學(xué)組成,材料的磁性原子數(shù),

35、原子磁矩,溫度有關(guān)系,在型鍶鐵氧體結(jié)”占據(jù)其中種不同的構(gòu),存在位四面體晶位和位八面體晶位空隙,高性能濕壓型鍶鐵氧體的研究晶位上【切,分別用符號(hào)、, ,表示,位上和位上的通過(guò)之間的氧離子進(jìn)行交換作用,出現(xiàn)兩種磁矩排列, ,和三個(gè)次晶格的磁矩沿軸平行排列,而 , 兩個(gè)離子磁矩與上述個(gè)次晶格的離子磁矩沿軸反平行排列【】。表.給出了鍶鐵氧體晶胞中的磁矩取向及晶位特征。所以鍶鐵氧體總的分子磁矩可以表示為:一。?:吼吒其中、:。、:、表示每個(gè)晶位上一個(gè)鐵離子的磁矩,由于時(shí)每個(gè)鐵離子的磁矩為地帶入式?有:?聲其中從為玻爾磁子。表.型永磁鍶鐵氧體晶胞中磁性粒子自旋取向及晶位【】.晶位種類 晶位位置離子驁 每個(gè)

36、原子磁矩自旋方向配位數(shù)間隙位置.磁晶各向異性磁晶各向異性是指磁矩相對(duì)于晶軸不同方向時(shí)能量不同的表現(xiàn),其微觀機(jī)理是自旋一軌道的耦合與晶體電場(chǎng)的聯(lián)合效應(yīng)。從能量的觀點(diǎn)講,鐵磁晶體的各相異性表現(xiàn)為沿單晶體不同的晶軸方向上,飽和磁化時(shí)所需要的磁化能量是不相同的。鐵氧體磁化時(shí)所需要的磁化能,即磁化功為一“刪 .,式.表示鐵磁體從退磁狀態(tài)磁化到飽和磁化狀態(tài),所需要的磁化能在數(shù)值上是等于磁化曲線與縱軸之間所包圍的面積。顯然,在不同的晶軸上,鐵磁體的飽和第二章型六角晶系鍶鐵氧體的基本理論磁化時(shí)所需要的磁化能的大小事不同的,易磁化方向需要的磁化能最小,而在難磁化方向上所需要的磁化能則大。六角晶系磁晶各向異性的示

37、意圖如.,其易磁化軸為【軸和它的相反的方向。,圖.六角晶系磁晶各向異性示意圖.六角晶體的軸為六重對(duì)稱軸。在圖中,矽為磁化矢量必與軸間的夾角,矽為必在垂直于六角晶軸的平面內(nèi)投影與軸的方位角。六角晶體的磁晶各向異性能斥首先是角的函數(shù),因此,六角晶體的一般表達(dá)式可以寫(xiě)成的冪函數(shù):.秒秒式中,楊為常數(shù),、為單軸各向異性常數(shù)。在大多情況下,取到臼項(xiàng)就已經(jīng)足夠精確了,所以.式可以寫(xiě)為下面形式:秒從式子.可推得這些易磁化方向同,數(shù)值的關(guān)系,結(jié)果陳列如表】表.六角晶體磁晶各向異性類型.高性能濕壓型鍶鐵氧體的研究.超交換作用如果兩個(gè)離子共線且距離不是很遠(yuǎn),他們之間的相互作用可以通過(guò)中間的氧離子加強(qiáng)。六角晶系鐵氧

38、體中”等陽(yáng)離子就是通過(guò)超交換作用進(jìn)行相互作用。 六角晶系鐵氧體的金屬離子分布在四面體位和八面體位,它們都是由氧離子包圍的,最鄰近離子都是氧離子,所以具有下面三種超交換作用類型:.,.,.三種。又因?yàn)檫@三種類型形成的鍵角不同,再分為五種情況,如圖.所示。從圖中可以看出,圖中的超交換作用最強(qiáng),因?yàn)槠渲嘘?yáng)離子的距離和角度都是對(duì)有利的。圖,和的交換作用沒(méi)有加強(qiáng),還有位的超交換作用最弱【相?乜妙叼蘆 口拳? 口譬? 參曲 曲 甜 圖.超交換類型、.根據(jù)超交換作用,鐵氧體中位和位上的磁性離子磁矩取向是反平行排列,因此位上的離子磁矩只能是平行排列,位的也是平行排列,但相對(duì)位為反第二章型六角晶系鍶鐵氧體的基本

39、理論平行。由于尥和的數(shù)值不等且方向相反,未被抵消的凈磁矩使型鐵氧體具有亞鐵磁性。.型六角晶系鐵氧體的離子取代目前對(duì)鍶鐵氧體磁性能的研究,除了改變配方參數(shù)、提高制備工藝,最主要的研究方向就是通過(guò)離子取代來(lái)提高鐵氧體的磁性能。在進(jìn)行離子替換時(shí)必須遵循的原則【】為:要保持離子數(shù)的平衡,即取代前后離子總數(shù)目保持不變;要保持電價(jià)平衡。進(jìn)行離子替換的目的也有兩個(gè):獲得更佳穩(wěn)定的六角鐵氧體晶體,這樣替換后具有更大的磁晶各向異性,主要是通過(guò)對(duì)的替換實(shí)現(xiàn);增大飽和磁化強(qiáng)度,增大矯頑力,主要是通過(guò)對(duì)離子的替換來(lái)實(shí)現(xiàn)。.取代離子離子的取代對(duì)鍶鐵氧體結(jié)構(gòu)和磁性能都有影響,為了通過(guò)取代離子可以形成穩(wěn)定的磁鉛石結(jié)構(gòu)的型鍶

40、鐵氧體。的半徑與氧離子相近,約為.,由于離子取代的原則【,所以取代離子的必須是價(jià)陽(yáng)離子,目前研究對(duì)離子取代研究最多的是、等,其中由于稀土族離子是正價(jià),為了達(dá)到電價(jià)平衡,所以對(duì)于取代離子,常和正價(jià)的金.屬?gòu)?fù)合取代和。.取代礦離子在型鍶鐵氧體結(jié)構(gòu)中,鐵離子存在于五種不同的亞晶格位置、龜中,其中、上的鐵離子的磁矩方向是平行向上,、如上的鐵離子磁矩方向向下。如果可以用非磁性離子取代、龜點(diǎn)陣反向排列的磁性鐵離子,則可以削弱反向離子磁矩,獲得更大的總的玻爾磁子數(shù),相對(duì)增大了鐵氧體的飽和磁化強(qiáng)度?，F(xiàn)在工業(yè)上常通過(guò)用、取代來(lái)提高鐵氧體的磁性能,這是因?yàn)槠潆x子半徑與十相近,可以很好的對(duì):茳行替換,但和均為非磁高

41、性能濕壓型鍶鐵氧體的研究性離子,對(duì)的取代必定要造成磁性原子數(shù)的下降,但少量的取代可能會(huì)提高總的原子磁矩,這主要是看和是對(duì)平行于軸晶位上的取代,還是對(duì)反平行于軸晶位上的取代,前者會(huì)使總的原子磁矩升高,后者則降低。對(duì),、等離子取代引起的磁矩和居里溫度的變化作了系統(tǒng)的研究。發(fā)現(xiàn)由于取代”,分子磁矩下降,而居里溫度也近似線性洚】.離子聯(lián)合取代離子聯(lián)合取代是通過(guò)不同的離子組合取代型鐵氧體中的”晶位或同時(shí)取代晶位來(lái)實(shí)現(xiàn)鐵氧體性能的提高。在離子取代的過(guò)程中,必須保證電荷平衡,非價(jià)離子進(jìn)行聯(lián)合取代”晶位時(shí),可用如下方式進(jìn)行:,/,/叫,/一,/,/ /卜仁,其中在名瓦系中,隨工的增大,其各向異性場(chǎng)將減少。、離

42、子組合取代可以增加室溫條件下鐵氧體值%上下,同時(shí),降低磁晶各向異性%,從磁矩增加這一角度分析,、離子處于或龜晶位的幾率相對(duì)、較大。、和、組合代換可以改變六角晶鍶鐵氧體的溫度系數(shù)。對(duì)于離子聯(lián)合取代晶位的研究也很多,如等人研究了、分別同時(shí)取代和,指出.的添加可以使鐵氧體樣品的內(nèi)稟矯頑力增加,而沒(méi)有引起剩磁的明顯降低,同時(shí)樣品的溫度系數(shù)也有所改良。其田口中的剩余軌道磁矩在增加矯頑力和改善溫度系數(shù)方面起了決定作用【】;仁【】等人研究了、分別同時(shí)取代和離子,指出對(duì)童體系,當(dāng).時(shí),鍶鐵氧體樣品的飽和磁化強(qiáng)度增大%,各向異性常數(shù)與型鋇鐵氧體相當(dāng)。第三章濕壓異性型鍶鐵氧體的制備及表征第三章濕壓異性鐵氧體的制備

43、及表征手段.樣品制備方法及過(guò)程.鐵氧體常用制備方法比較隨著鐵氧體工業(yè)的發(fā)展,誕生了很多制備鐵氧體的方法,與傳統(tǒng)的陶瓷燒結(jié)法相比,他們雖然各有自己的優(yōu)勢(shì),但缺點(diǎn)也很明顯,下面具體介紹一下這些新方法:溶膠.凝膠法.】是世紀(jì)年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種合成無(wú)機(jī)納米材料的濕化學(xué)合成方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是將原料在低粘度的液體狀態(tài)下混合,得到的到原子或分子分散性好,同時(shí),這種方法制備的樣品能耗小,工藝簡(jiǎn)單。溶膠.凝膠法是制備納米級(jí)的鍶鐵氧體材料的主要方法。同時(shí)這種方法的缺點(diǎn)也是十分明顯的,主要表現(xiàn)在工藝方面很難控制,產(chǎn)物間燒結(jié)性不好,粉體在燒結(jié)時(shí)出現(xiàn)團(tuán)聚,干燥收縮性大。所以現(xiàn)在工業(yè)上使用此方法的很少,主要用在實(shí)

44、驗(yàn)室制備納米鐵氧體時(shí)使用。水熱法【】。這種方法是將高壓釜放在密閉條件中,以水為介質(zhì),在一定的溫度下產(chǎn)生高溫高壓條件,從而反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng),實(shí)現(xiàn)晶體的生長(zhǎng)。水熱法可以分為亞臨界反應(yīng)和超臨界反應(yīng)兩種。反應(yīng)溫度在一間的亞臨界反應(yīng)比較適合工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室;超臨界反應(yīng)的溫度比較高,可達(dá)到,壓強(qiáng)高達(dá).。此法制備的粉體晶粒發(fā)育完整,顆粒分布均勻,團(tuán)聚現(xiàn)象少,燒結(jié)良好,制備溫度低,能耗少,污染少等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是應(yīng)用前景良好的一種方法。但由于其需要高溫高壓耐腐蝕容器,且工作周期長(zhǎng)的缺點(diǎn),給工業(yè)化生產(chǎn)帶來(lái)了不便?；瘜W(xué)共沉淀法【】是將反應(yīng)物以離子形態(tài)混合均勻溶解于溶液中,然后加入合適的沉淀劑如、厶、草酸銨、碳酸氫銨等使溶液

45、中的金屬離子共同沉淀,將得到的產(chǎn)物過(guò)濾后洗滌、干燥等過(guò)程制備出樣品?；瘜W(xué)共沉淀法的工藝過(guò)程和實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求比較簡(jiǎn)單、投資不大,特別是可以在水溶液中控制產(chǎn)物的化學(xué)組分,更好的實(shí)現(xiàn)配比,生成的產(chǎn)物顆粒細(xì)小分布均勻、純度高、活性高,可以優(yōu)化材料高性能濕壓型鋁鐵氧體的研究結(jié)構(gòu)和降低燒結(jié)溫度,化學(xué)共沉淀法的缺點(diǎn)是:在沉淀過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)膠狀沉淀,難于過(guò)濾和洗滌同時(shí)還可能出現(xiàn)分層沉淀影響產(chǎn)物的均勻性,水洗時(shí)有些沉淀物會(huì)部分溶解導(dǎo)致組分偏離原始配方,沉淀劑容易作為雜質(zhì)影響產(chǎn)物。自蔓延高溫合成法 . 簡(jiǎn)稱是一種利用化學(xué)反應(yīng)燃燒自身放熱來(lái)制各材料的新技術(shù)。它經(jīng)熱源點(diǎn)火燃燒后,放出熱量,并形成燃燒波向下傳遞能量,通過(guò)燃

46、燒波的自維持反應(yīng)得到所需成分和結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物,下面是其反應(yīng)示意圖:燃燒方向圖. 反應(yīng)過(guò)程示意圖. 的最大優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)物合成材料內(nèi)部的化學(xué)能一經(jīng)點(diǎn)燃,反應(yīng)就可以一直維持下去,不需要補(bǔ)充能量,反應(yīng)速度快,生成反應(yīng)能耗低,效率高,離子活性大,有利于離子的取代。但同時(shí)由于其在燃燒過(guò)程中高的溫度梯度和快的冷卻速度,不利于獲得材料的純度,易形成亞穩(wěn)態(tài)物相。通過(guò)上述制備鍶鐵氧體的方法我們可以得出,各種方法都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),但在實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)和產(chǎn)品應(yīng)用上還有不少差距,所以本實(shí)驗(yàn)采用傳統(tǒng)的陶瓷法制備高性能各向異性鍶鐵氧體。.陶瓷法制備鍶鐵氧體工藝的具體流程眇陶瓷法也是我們常說(shuō)的氧化物法,陶瓷法制備鍶鐵氧體可以分為三大

47、部分:制粉工藝,成型工藝和燒結(jié)工藝,這三部分相互影響,共同決定了鍶鐵氧體的物理化學(xué)性能。制粉工藝中制備出的粉料的大小,形態(tài)分布和含水量對(duì)成型壓機(jī)的壓力和第三章濕壓異性型鍶鐵氧體的制備及表征成型樣品的密度有直接的關(guān)系,在成型工藝過(guò)程中壓制樣塊的好壞對(duì)燒結(jié)過(guò)程中通過(guò)固相反應(yīng)生成的鐵氧體的結(jié)構(gòu)和性能有很大的影響。本實(shí)驗(yàn)采用本鋼環(huán)宇磁性材料有限公司生產(chǎn)的鐵紅作為原料,選取合適的添加劑,按圖.工藝流程就行實(shí)驗(yàn):圖.陶瓷法制備鍶鐵氧體的工藝流程圖陶瓷法制備鍶鐵氧體的工藝簡(jiǎn)單,制備原料豐富,對(duì)工人的要求不高,易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,缺點(diǎn)是產(chǎn)品周期比較長(zhǎng),球磨過(guò)程雜質(zhì)比較多,燒結(jié)溫度高,能耗大,制備樣品成型差。.實(shí)驗(yàn)原

48、料及設(shè)備.實(shí)驗(yàn)原料本實(shí)驗(yàn)中所需要的主要原料及添加劑的規(guī)格如表?。表實(shí)驗(yàn)用的主要原料規(guī)格 高性能濕壓型鍶鐵氧體的研究.預(yù)燒料 鐵紅預(yù)燒料 本鋼環(huán)宇磁性材料有限公霞實(shí)驗(yàn)所需要的鐵紅為本鋼環(huán)宇磁性材料有限公司水洗鐵紅,一次預(yù)燒料為也是本鋼環(huán)字一燒結(jié)溫度,保溫分鐘預(yù)燒料。其磁性能如表。表本鋼環(huán)宇鍶鐵氧體預(yù)燒料產(chǎn)品性能歷 /產(chǎn)品 粉末粒 球磨粒 燒結(jié)嘞伊司一九/髑/牌號(hào) 溫度度所 度肼. . . ” . .實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備實(shí)驗(yàn)所用到的主要實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備如表.。表.實(shí)驗(yàn)設(shè)備規(guī)格工作溫度:;.箱式電阻爐 湘潭湘儀儀器有限公司溫控精度:±.永磁測(cè)量裝置測(cè)量誤差控制在±.% 湖南省聯(lián)眾科技有限

49、公司.樣品表征及測(cè)試方法.粒度測(cè)試分析第三章濕壓異性型鍶鐵氧體的制備及表征粒度測(cè)試是作為對(duì)產(chǎn)品性能控制、檢驗(yàn)和反饋的一種重要方法,在磁性行業(yè)內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。主要是采用透氣法,也是弗式法測(cè)量粉料的粒度,它工作的基本原理是:首先將粉料分散后,稱量樣品的比重,然后將樣品裝進(jìn)一個(gè)金屬管內(nèi)并壓實(shí),再將這個(gè)金屬管安裝到一個(gè)氣路里形成一個(gè)閉環(huán)氣路。通過(guò)閉環(huán)氣路中氣體在流動(dòng)過(guò)程中受到的阻力的大小分析樣品的顆粒的粒度,用這種測(cè)試方法測(cè)出的樣品的粒度值是粉料的一個(gè)平均粒度值,對(duì)粉料的粒度分布不能測(cè)試。本實(shí)驗(yàn)所采用的粒度測(cè)試儀為丹東市環(huán)境分析儀器廠的.平均粒度測(cè)定儀測(cè)量粉料的平均粒度。.射線衍射分析【鋤我們實(shí)驗(yàn)所

50、制備的鍶鐵氧體的物相組成直接影響其磁性能。是利用射線在晶體中的衍射和散射效應(yīng),可以很好的對(duì)制的鍶鐵氧體進(jìn)行定射線衍射分析性分析、擇優(yōu)取向和結(jié)構(gòu)分析等,被廣泛的應(yīng)用于鐵氧體研究的物相分析。鐵氧體晶體空間排列的周期性使得晶體可作為射線衍射的天然光柵,而晶體外形的對(duì)稱性又使得衍射線的分布具有特定的對(duì)稱性,這是射線衍射測(cè)定晶體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)和依據(jù),年,英國(guó)物理學(xué)家布拉格父子提出射線在晶體上衍射的一種簡(jiǎn)明的理論解釋一布拉格定律式,又稱布拉格條件。?九艦后.?其中是晶面間距,名是波長(zhǎng),矽為布拉格角也叫半衍射角,如圖.所示。辦奶:圖.布拉格定律的幾何圖示高性能濕壓型鍶鐵氧體的研究利用射線衍射分析,可以計(jì)算出樣品的平均粒度大小,謝樂(lè)于年從理論上推導(dǎo)出了晶粒大小與衍射峰寬化