磁鐵生產(chǎn)工藝培訓(xùn)課件

磁鐵生產(chǎn)工藝磁鐵生產(chǎn)工藝硬磁鐵氧體一、基本特征二、制備工藝三、應(yīng)用四、技術(shù)發(fā)展硬磁鐵氧體一、基本特征晶體結(jié)構(gòu)：磁鉛石

一、硬磁鐵氧體基本特征典型化學(xué)組成：SrFe12O19(SrM),BaFe12O19(BaM)類(lèi)型：燒結(jié)鐵氧體、粘結(jié)鐵氧體類(lèi)型：各向同性鐵氧體、各向異性鐵氧體晶體結(jié)構(gòu)：磁鉛石一、硬磁鐵氧體基本特征典型化學(xué)組成：Sr物理性能參數(shù)居里點(diǎn)比熱電阻工作點(diǎn)溫度系數(shù)抗彎強(qiáng)度熱膨脹系數(shù)單位℃Cal/(g*℃)Ω*cm%/℃Kgf/mm2

C//C⊥數(shù)值450-4600.15-0.20>104-0.25-1014-15X10-69-10X10-6

磁性能參數(shù)物理性能參數(shù)居里點(diǎn)比熱電阻工作點(diǎn)溫度系數(shù)抗彎強(qiáng)度熱膨脹系燒結(jié)鐵氧體：預(yù)燒料的制備成型燒結(jié)二、硬磁鐵氧體的制備工藝粘結(jié)鐵氧體：粘結(jié)料的制備成型粘結(jié)燒結(jié)鐵氧體：二、硬磁鐵氧體的制備工藝粘結(jié)鐵氧體：磁鐵生產(chǎn)工藝培訓(xùn)課件第一階段：硫酸亞鐵高溫分解（甚至用鐵鍋等炒制）型氧化鐵和顏料鐵紅磁鐵礦→FeSO44FeSO4→2Fe2O3↓+4SO2+O2↑純度97%，含硫酸鹽等雜質(zhì)。氧化鐵原料的制備與發(fā)展過(guò)程氧化鐵原料的制備與發(fā)展過(guò)程第二階段：晶核氧化法生產(chǎn)的氧化鐵FeSO4+2NaOH→Fe(OH)2+Na2SO4

4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓

4FeSO4+4H2O+O2→2Fe2O3↓+4H2SO4

Fe+H2SO4→FeSO4+H2↑

將一定量的硫酸亞鐵溶液（5%）與過(guò)量氫氧化鈉溶液反應(yīng)（要求堿過(guò)量0.04～0.08g/ml)，在常溫下通入空氣，使之全部變?yōu)榧t棕色的氫氧化鐵膠體溶液，作為沉積氧化鐵的晶核。以上述晶核為載體，以硫酸亞鐵為介質(zhì)，通入空氣，在75～85℃，在金屬鐵存以下，硫酸亞鐵與空氣中氧氣作用生成三氧化二鐵（即鐵紅）沉積在晶核上，溶液中的硫酸根又與金屬鐵作用重新生成硫酸亞鐵，硫酸亞鐵再被空氣氧化成鐵紅繼續(xù)沉積，這樣循環(huán)至整個(gè)過(guò)程結(jié)束，生成氧化鐵紅。標(biāo)稱(chēng)純度97％，實(shí)際純度>99%，一致性、穩(wěn)定性高，流動(dòng)性好，粒度細(xì)勻，形貌比較規(guī)則和單一，不含硫酸根，但含有微量氮（N），氯含量非常低。鐵鱗和磁鐵礦粉直接氧化法生產(chǎn)的氧化鐵第二階段：晶核氧化法生產(chǎn)的氧化鐵過(guò)渡階段：水解法氧化鐵紅水解過(guò)程：FeCl3+3H2O→Fe(OH)3↓+3HCl熱處理過(guò)程：2Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O+(3?n)H2O第三階段：Ruthner法Fe2O3Ruthner法又叫噴霧焙燒法(SprayRoasting)，是早期的大中型鋼鐵企業(yè)處理酸洗鋼材作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的廢液(主要成分為FeCl2)、并回收鹽酸和制備氧化鐵的一種主要方法。它是以鐵的氯化物(FeCl2)為原料加鐵屑耗酸，溶液經(jīng)凈化后進(jìn)行高溫噴霧焙燒。氯化亞鐵溶液在高溫條件下水解、氧化生成氯化氫和氧化鐵。氯化氫以鹽酸回收，返回酸洗鋼材車(chē)間重復(fù)使用。4FeCl2+O2+4H2O→2Fe2O3+8HCl↑HCl(g)+H2O→HCl(l)過(guò)渡階段：水解法氧化鐵紅

干法生產(chǎn)和濕法生產(chǎn)的主要區(qū)別在于粉體制備方式，成型和燒結(jié)等工藝都大致相同。干法生產(chǎn)采用氧化物作還原料，活性較差，反應(yīng)不易完全，但是工藝簡(jiǎn)單，應(yīng)用較為普遍。濕法生產(chǎn)雖然工藝復(fù)雜，但由于原料的化學(xué)活性較高，便于提高質(zhì)量，降低成本，適合小批量生產(chǎn)。鐵氧體基本上是采用粉末冶金的方法進(jìn)行生產(chǎn)的，其生產(chǎn)工藝可以歸納為干法生產(chǎn)和濕法生產(chǎn)兩大類(lèi)。干法生產(chǎn)高溫固相法，自蔓延高溫合成法（SHS）等。濕法生產(chǎn)溶膠-凝膠法，共沉淀法，水熱法等

預(yù)燒料制備干法生產(chǎn)和濕法生產(chǎn)的主要區(qū)別在于粉體制備方式，1.傳統(tǒng)的高溫固相合成方法1.傳統(tǒng)的高溫固相合成方法

原材料選擇與配方

配方是影響鐵氧體磁性能的一個(gè)關(guān)鍵，鍶鐵氧體的正分配方（摩爾比）應(yīng)是Fe2O3：SrO=n=6。當(dāng)n<6時(shí),過(guò)剩的SrO促進(jìn)鐵氧體的固相反應(yīng),起促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大作用，同時(shí)在鐵氧體內(nèi)部會(huì)形成很多空位，有利于離子擴(kuò)散，提高燒結(jié)性能。當(dāng)n>6時(shí),過(guò)剩的Fe2O3

使剩磁降低。

添加0.50～0.65wt%的SiO2,可細(xì)化預(yù)燒料中的晶粒,使預(yù)燒料中的晶粒直徑分布在1～2μm之間,提高單疇粒子的比率。為了促進(jìn)固相反應(yīng)，通常在配方中加入CaCO3，Bi2O3等助熔劑，但是要控制所加的量，過(guò)多的添加劑對(duì)磁性能影響較大。原材料選擇與配方配方是影響鐵氧體磁性能的濕式干法工藝（Ries,1969）采用懸浮液（料漿），在振動(dòng)磨機(jī)、鼓形混料機(jī)或砂磨機(jī)中混合均勻，然后經(jīng)脫水干燥?；炝贤ǔ２捎玫幕旌戏绞绞怯脻L動(dòng)式球磨機(jī)干磨或濕磨，又稱(chēng)為一次球磨。

混料濕式干法工藝（Ries,1969）混料形成鋇鐵氧體的固相反應(yīng)過(guò)程：BaCO3+Fe2O3=BaO.Fe2O3+CO2BaO.Fe2O3+5Fe2O3=BaO.6Fe2O3總反應(yīng)式為：BaCO3+6Fe2O3=BaO.6Fe2O3+CO2預(yù)燒：固相反應(yīng)過(guò)程永磁鐵氧體預(yù)燒實(shí)質(zhì)上是各類(lèi)原料在高溫條件下通過(guò)固相反應(yīng)充分轉(zhuǎn)變?yōu)榱蔷佃F氧體的過(guò)程，這一轉(zhuǎn)變過(guò)程進(jìn)行得是否完善、晶體形態(tài)是否完整會(huì)對(duì)材料的品質(zhì)帶來(lái)重要影響，“先天不足”一旦在此發(fā)生，后工序?qū)o(wú)法彌補(bǔ)。一般的預(yù)燒溫度在800-1200℃之間，保溫時(shí)間1-4h。預(yù)燒完結(jié)后基本上已得到具有所要的化學(xué)成分的鐵氧體，但是反應(yīng)程度還不夠均勻，或存在少量未反應(yīng)的配料。形成鋇鐵氧體的固相反應(yīng)過(guò)程：預(yù)燒：固相反應(yīng)過(guò)程永磁鐵氧體預(yù)燒預(yù)燒所用的設(shè)備：回轉(zhuǎn)窯預(yù)燒所用的設(shè)備：回轉(zhuǎn)窯磁鐵生產(chǎn)工藝培訓(xùn)課件二次球磨

經(jīng)過(guò)預(yù)燒的坯料是多氣孔、多缺陷、低密度的部分鐵氧體化物質(zhì)，將其用球磨機(jī)粉碎、研磨制成鐵氧體粉料以利于壓制成型，這道工序習(xí)慣上稱(chēng)為二次球磨，且通常采用濕磨方式。對(duì)燒結(jié)鐵氧體，一般要求能夠?qū)⒋欧勰サ絾萎犃揭韵拢?.6-0.9μm之間；對(duì)粘結(jié)鐵氧體，一般要求在1-2μm之間。二次球磨經(jīng)過(guò)預(yù)燒的坯料是多氣孔、多缺陷、低密度鐵氧體形貌與尺寸

測(cè)定六角鐵氧體粉末的顆粒度比較困難：（1）單疇顆粒不能用磁場(chǎng)退磁，彼此之間因磁性吸引而團(tuán)聚；（2）六角鐵氧體顆粒容易呈片狀，顆粒比較容易沿六角晶格的基面解離。導(dǎo)致：延長(zhǎng)研磨時(shí)間，顆粒比表面積增大，但顯微鏡下看到的顆粒度減小不顯著。（3）鐵氧體顆?？梢员灰环N碳酸鋇/氫氧化鋇薄膜包圍，這種疏松的表面給人產(chǎn)生一種錯(cuò)覺(jué)，即粉末的比表面積特別大。（4）商業(yè)化鐵氧體顆粒中含有大量的細(xì)顆粒，可能是一些磨損物及雜相。鐵氧體形貌與尺寸測(cè)定六角鐵氧體粉末的顆粒度比較磁鐵生產(chǎn)工藝培訓(xùn)課件二次球磨細(xì)度對(duì)磁性能的影響

大量實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)預(yù)燒料進(jìn)行研磨時(shí)，一開(kāi)始Hcj升高，進(jìn)一步研磨時(shí)則Hcj下降。中間存在一個(gè)臨界尺寸，大約1微米。解釋?zhuān)弘S著尺寸減少，多疇晶粒逐漸轉(zhuǎn)變成單疇晶粒，疇壁減少，矯頑力提高。當(dāng)顆粒尺寸非常細(xì)時(shí)，矯頑力下降的可能原因：（1）晶格缺陷增多，容易形成再磁化核，從而產(chǎn)生疇壁。（2）超順磁性晶粒增多，導(dǎo)致矯頑力下降。實(shí)驗(yàn)一：退火使矯頑力提高50-300%；實(shí)驗(yàn)二：酸洗粉末，超細(xì)顆粒首先融解，但矯頑力僅增加5-15％；實(shí)驗(yàn)三：XRD測(cè)量顯示，細(xì)磨粉體中衍射線展寬在很大程度上是晶格畸變?cè)斐傻?。?shí)驗(yàn)四：電子顯微鏡觀察顯示，堆垛層錯(cuò)和形變孿晶是主要的晶格缺陷。二次球磨細(xì)度對(duì)磁性能的影響大量實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)預(yù)燒二次球磨細(xì)度對(duì)磁性能的影響飽和磁化強(qiáng)度隨研磨時(shí)間的增大而減少，極端情況下降低到起始值的2/3。退火后或進(jìn)一步稍微降低，或部分或幾乎全部恢復(fù)到磁極化強(qiáng)度的起始數(shù)值。二次球磨細(xì)度對(duì)磁性能的影響飽和磁化強(qiáng)度隨研磨時(shí)間的增大而減少2.高溫自蔓延法（SHS）方法合成Sr鐵氧體磁粉主要特點(diǎn)：反應(yīng)物一經(jīng)點(diǎn)燃，能夠用自身反應(yīng)所放出的熱量維持反應(yīng)的進(jìn)行，直到結(jié)束。反應(yīng)步驟少，生產(chǎn)率高，能耗少，反應(yīng)設(shè)備簡(jiǎn)單。2.高溫自蔓延法（SHS）方法合成Sr鐵氧體磁粉主要特點(diǎn)：反反應(yīng)方程式反應(yīng)步驟配料混料SHS反應(yīng)洗滌球磨退火反應(yīng)方程式配料混料SHS反應(yīng)洗滌球磨退火SHS方法減少了傳統(tǒng)鐵氧體合成方法中的鐵氧體化過(guò)程（焙燒），降低了能耗，縮短了合成時(shí)間，提高了生產(chǎn)率。而且合成出來(lái)的鐵氧體磁性能也較高。SHS方法減少了傳統(tǒng)鐵氧體合成方法中的鐵氧體化過(guò)程（焙燒），1.還原Fe粉對(duì)反應(yīng)速度和反應(yīng)最高溫度的影響

維持SHS反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的能量來(lái)源于還原鐵粉被氧化所釋放出來(lái)的熱量，因此Fe粉含量越高，燃燒溫度越高，反應(yīng)速度越快。Fe粉含量越高，在產(chǎn)物中產(chǎn)生的雜質(zhì)也越多，常見(jiàn)的有Fe2O3,Fe3O4。SHS合成鐵氧體的影響因素1.還原Fe粉對(duì)反應(yīng)速度和反應(yīng)最高溫度的影響維2.原料粉體的粒度和相對(duì)密度的影響

原料粒度的增大，會(huì)降低燃燒的溫度和燃燒的速度，原料相對(duì)密度的增大也會(huì)影響燃燒溫度和燃燒速度，這是氧滲透障礙所致。這些可以通過(guò)氧壓力的增大而克服。燃燒溫度與氧壓力的關(guān)系燃燒速度與氧壓力的關(guān)系2.原料粉體的粒度和相對(duì)密度的影響原料粒度的增晶型呈明顯的六角平板狀，說(shuō)明晶體的生長(zhǎng)較完全。SHS合成的鐵氧體的晶粒形貌晶型呈明顯的六角平板狀，說(shuō)明晶體的生長(zhǎng)較完全。SHS合成的鐵

成型方法成型是燒結(jié)硬磁鐵氧體制造過(guò)程中的關(guān)鍵工序之一，成型的質(zhì)量不但對(duì)產(chǎn)品的幾何尺寸，而且對(duì)產(chǎn)品的電磁性能有極大影響。干壓：模具簡(jiǎn)單，能夠壓制小型部件，壓制時(shí)間短；沖床。濕壓：晶粒排列較好，磁性能高，壓力低，均勻度高。液壓機(jī)。成型過(guò)程中應(yīng)該注意三點(diǎn)：一.料漿的流動(dòng)性好，充分取向。二.充磁場(chǎng)足夠大。三.生產(chǎn)相同產(chǎn)品時(shí)的料漿濃度、壓制時(shí)間及壓力一致。成型方法成型是燒結(jié)硬磁鐵氧體制造過(guò)程中的關(guān)鍵工序之一，

成型過(guò)程中的取向模壓取向：靠壓力使片狀顆粒轉(zhuǎn)動(dòng)，其平面垂直于加壓方向排列，而垂直于晶體平面的c軸優(yōu)先排列在加壓方向上。磁場(chǎng)取向：400-800KA/m(5-10KOe）的直流磁場(chǎng)。磁場(chǎng)的空間分布：與所要求的壓坯的晶體取向相適應(yīng)，需要設(shè)計(jì)。成型過(guò)程中的取向模壓取向：靠壓力使片狀顆粒轉(zhuǎn)動(dòng)，其平面

二次燒結(jié)

二次燒結(jié)直接決定硬磁鐵氧體產(chǎn)品的最終成分、相的分布、晶粒大小、致密性、尺寸、外觀及磁性能。溫度一般在1000-1400℃之間，保溫時(shí)間2-6h，保溫段對(duì)磁性能的影響最大。二次燒結(jié)二次燒結(jié)直接決定硬磁鐵氧體產(chǎn)品的

二次燒結(jié)中的問(wèn)題

摩爾比n=Fe2O3/MO(M=Ba,Sr,Pb)具有化學(xué)計(jì)量組成的鋇鐵氧體收縮比較小，晶粒長(zhǎng)大進(jìn)行正常。

BaO稍微過(guò)量（n<5.9），就會(huì)由于形成BaO.Fe2O3而導(dǎo)致燒結(jié)致密化，甚至在溫度高時(shí)出現(xiàn)反常的晶粒長(zhǎng)大。二次燒結(jié)中的問(wèn)題摩爾比n=Fe2O3/M

二次燒結(jié)中的問(wèn)題

添加劑的影響添加劑的加入產(chǎn)生非磁性相，由于六角鐵氧體的飽和磁極化強(qiáng)度在鐵磁性材料中相對(duì)較低，因此，添加劑的加入要嚴(yán)格限制。生產(chǎn)中普遍采用SiO2和Al2O3添加劑。

SiO2的加入與堿土金屬氧化物形成低共熔液相，因此，鐵氧體配方中堿土金屬氧化物含量要稍過(guò)量；

Al2O3的加入可取代鐵氧體晶格中的Fe，對(duì)磁性能產(chǎn)生影響。二次燒結(jié)中的問(wèn)題添加劑的影響

磨加工

經(jīng)二次燒結(jié)的硬磁鐵氧體只有極少數(shù)可以直接使用，大部分產(chǎn)品必須經(jīng)過(guò)磨加工才能獲得滿(mǎn)足用戶(hù)要求的機(jī)械尺寸和外觀，在此過(guò)程中，有的磁體磨壞，有的先前存在但看不見(jiàn)的裂紋會(huì)暴露出來(lái)。磨加工經(jīng)二次燒結(jié)的硬磁鐵氧體只有極少數(shù)可以直接使磁化和退磁制備好的磁鐵或者無(wú)磁性、或者磁性很弱，需要把磁鐵裝入充磁系統(tǒng)進(jìn)行充磁。充磁的磁場(chǎng)強(qiáng)度為矯頑力的2-3倍。在許多情況下，永久磁鐵并不是在充分磁化狀態(tài)下使用的。原因一：人們只要求磁鐵一定量的磁通。磁鐵和磁鐵之間的幾何尺寸和磁性會(huì)發(fā)生變化，這些變化可以用一定程度的退磁來(lái)消除。原因二：經(jīng)過(guò)一定程度退磁的磁鐵穩(wěn)定性較高。退磁場(chǎng)采用一個(gè)幅度足夠大且逐漸衰減的交流磁場(chǎng)。磁化和退磁制備好的磁鐵或者無(wú)磁性、或者磁性很弱，需要把磁鐵裝

對(duì)粘結(jié)鐵氧體來(lái)說(shuō)，成型前要經(jīng)過(guò)表面處理；成型方式為模壓成型。對(duì)注塑鐵氧體來(lái)說(shuō)，成型前要經(jīng)過(guò)混煉造型處理；成型方式為注射成型。對(duì)粘結(jié)鐵氧體來(lái)說(shuō)，成型前要經(jīng)過(guò)表面處理；成型方式為模注塑鐵氧體：鐵氧體顆粒與塑料混合，經(jīng)混煉、注射成型獲得最終的器件。要解決的關(guān)鍵問(wèn)題：（1）磁性能（2）流動(dòng)性注塑鐵氧體：要解決的關(guān)鍵問(wèn)題：影響流動(dòng)性的因素：（1）磁粉顆粒形貌、尺寸分布；（2）塑料的流動(dòng)性能；（3）磁粉與塑料的復(fù)合工藝。影響流動(dòng)性的因素：研究結(jié)果：（1）國(guó)產(chǎn)商業(yè)化注塑料：MI:<40g/min,(BH)m:1.8MGOe（2）日本注塑料：MI:90g/10min,(BH)m:1.9-2.0MGOe（3）我們的工作：MI:90-105g/10min,(BH)m:1.9-2.0MGOe研究結(jié)果：三、硬磁鐵氧體的技術(shù)發(fā)展提高永磁鐵氧體性能的途徑：（1）提高取向度；（2）提高燒結(jié)密度；（3）提高鐵氧體M相的Ms、K1；（4）細(xì)化晶粒，提高單疇顆粒的存在率；三、硬磁鐵氧體的技術(shù)發(fā)展提高永磁鐵氧體性能的途徑：提高M(jìn)s：離子摻雜取代1、取代Sr2+：稀土離子如La3+,Pr3+,Nd3+,Sm3+,Eu3+,Gd3+等；2、取代Fe3+:①Al3+,Ga3+,Cr3+取代Fe3+,4Ms，內(nèi)稟矯頑力②二價(jià)金屬離子(Co2+,Ni2+,Zn2+,Ca2+等)與四價(jià)金屬離子（Ti4+,Zr4+）等同時(shí)取代Fe3+,用于磁記錄材料;提高M(jìn)s：離子摻雜取代1、取代Sr2+：

單離子取代La3+取代Sr2+少量La3+取代Sr2+能夠提高磁性能單離子取代La3+取代Sr2+少量La3+取代Sr2+

2.Cr3+離子取代Fe3+Cr3+取代Fe3+傾向于占據(jù)2a,12k等位置，飽和磁化強(qiáng)度略微下降，而矯頑力上升明顯，適合用于磁記錄材料。單離子取代2.Cr3+離子取代Fe3+Cr3+取代Fe3+傾向于占

離子聯(lián)合取代采用兩種不同的離子進(jìn)行取代，但必須符合電價(jià)平衡。復(fù)合取代也可以分成兩種，一是兩種離子都取代了Fe3+，另一種是兩種離子分別取代了A位和B位上的Fe3+。聯(lián)合取代能夠起到單獨(dú)取代所達(dá)不到的效果，特別是對(duì)離子取代的選擇性的增強(qiáng)作用明顯。離子聯(lián)合取代采用兩種不同的離子進(jìn)行取代，但必須符合電價(jià)平衡La-Co、La-Zn添加技術(shù)

通過(guò)用Co或Zn離子置換鐵氧體中相中四配位(4f1)的Fe離子，為了價(jià)位補(bǔ)償用La離子置換鐵氧體中的Sr離子，由此得到的鐵氧體：

Sr1-xLax(Fe12-yCoy)zO190.04≤x≤0.450.04≤y≤0.450.7≤z≤1.20.8≤x／y≤1.5。用此技術(shù)得到的鐵氧體相（M相）的Ms有明顯的提高，從而使鐵氧體的磁性能有了突破性的提高。近幾年永磁鐵氧體的專(zhuān)利大多是有關(guān)La-Co、La-Zn添加的，F(xiàn)B6系列及以上性能的永磁鐵氧體都是通過(guò)La-Co、La-Zn添加來(lái)實(shí)現(xiàn)的。La-Co、La-Zn添加技術(shù)

通過(guò)用Co或ZLa3+,Cu2+聯(lián)合取代SrM鐵氧體

Cu2+(0.078nm)Fe3+(0.067nm)

La3+(0.122nm)Sr2+(0.127nm)只有離子半徑相近的才能夠進(jìn)行取代，Cu2+稍大于Fe3+,因此趨向于取代空隙較大的八面體位的Fe3+，包括(2a,12k,4f2).La3+,Cu2+聯(lián)合取代SrM鐵氧體Cu2+(0.離子摻雜對(duì)LaxSr1-xFe12-xCuxO19相組成的影響離子摻雜對(duì)LaxSr1-xFe12-xCuxO19相組成的影磁鐵生產(chǎn)工藝培訓(xùn)課件Cu2+摻雜和La-Cu聯(lián)合摻雜的剩磁Br比較La3+取代Sr2+造成Sr層上的正電荷盈余，而Cu2+取代Fe3+有負(fù)電荷盈余，因此為了保持靜電平衡，Cu2+傾向于進(jìn)入靠近La3+的4f2位。單獨(dú)Cu2+摻雜，取代2a,12k,4f2幾率相同，綜合起來(lái)，取代自旋向上的幾率大于向下的，造成剩磁略微下降。Cu2+摻雜和La-Cu聯(lián)合摻雜的剩磁Br比較La3+取代SLa-Cu摻雜內(nèi)稟矯頑力的變化

La-Cu摻雜內(nèi)稟矯頑力的變化磁鐵生產(chǎn)工藝培訓(xùn)課件飽和磁化強(qiáng)度Ms隨x的變化La-Zn摻雜是目前研究最成熟的聯(lián)合離子摻雜。以Sr1-xLaxFe12-xZnxO

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為基礎(chǔ)配方，La3+具有穩(wěn)定磁鉛石晶體結(jié)構(gòu)的作用,而Zn2+

代換4f1

晶位上Fe3+

離子,以獲得更大的玻爾磁子數(shù),從而增大飽和磁化強(qiáng)度。SrM鐵氧體的理論剩磁為0.465T，磁能積為41.4kJ/m3,而用La-Zn摻雜能夠得到剩磁0.46T，磁能積41kJ/m3，與理論值非常接近。離子取代還要與制粉、磁場(chǎng)成型和燒結(jié)工藝相配合,才能制出高性能產(chǎn)品。2.La-Zn聯(lián)合取代飽和磁化強(qiáng)度Ms隨x的變化La-Zn摻雜是目前研究最成熟的聯(lián)離子摻雜取代SrM鐵氧體理論Br：465mTFB9B：Br=450mT輝煌成果離子摻雜取代輝煌提高取向度的方法提高取向磁場(chǎng)：成本高增加粉體成型時(shí)的流動(dòng)性高取向場(chǎng)技術(shù)

磁粉粒度0.95μm時(shí)，取向場(chǎng)480kA/m(6000Oe)即可達(dá)到飽和取向，而磁粉粒度0.67μm時(shí)需要在915kA/m(11500Oe)的磁場(chǎng)下才可達(dá)到飽和取向。高性能特別是FB6系列性能以上的燒結(jié)永磁鐵氧體細(xì)磨粒度要求在0.7μm以下，因此取向場(chǎng)要求800kA/m(10000Oe)以上。以日本TDK為代表的國(guó)外永磁鐵氧體生產(chǎn)企業(yè)在1990年前就使用取向場(chǎng)800kA/m(10000Oe)以上的壓機(jī)生產(chǎn)FB6系列永磁鐵氧體，我國(guó)大約在2001年由四川西部集團(tuán)研制出8～10萬(wàn)安匝水冷強(qiáng)磁場(chǎng)壓機(jī)，2002年以后逐漸被國(guó)內(nèi)一些永磁鐵氧體生產(chǎn)廠家使用，2003年有個(gè)別企業(yè)小批量生產(chǎn)出FB6系列永磁鐵氧體。

提高取向度的方法提高取向磁場(chǎng)：成本高高取向場(chǎng)技術(shù)

分散劑技術(shù)

鐵氧體顆粒在料漿中的凝聚是影響鐵氧體顆粒在磁場(chǎng)定向排列的一個(gè)重要原因，減小料漿中鐵氧體磁粉的凝聚，可以通過(guò)降低鐵氧體粉的矯頑力和添加分散劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。

利用乙醇、甲苯、乙苯、庚烷等有機(jī)溶劑作為研磨介質(zhì)，使用羧酸及羧酸類(lèi)鹽如硬脂酸、硬脂酸鈣（鋇、鍶、鎂、鋁、鋅）、甘油三油酸脂、甘油三油酸脂酸鈣（鋇、鍶、鎂、鋁、鋅）等作分散劑，另外也可以用硫酸脂及其鹽類(lèi)、磷酸脂及其鹽類(lèi)作分散劑，這些分散劑在細(xì)磨時(shí)按磁粉重量比的0.5～5%加入，可以有效地降低磁粉的凝聚。利用此技術(shù)可以生產(chǎn)Br=0.44T（4400G）、Hcj=318~335kA/m(4000~4200Oe)、取向度達(dá)98%的高性能燒結(jié)永磁鐵氧體。磁鐵生產(chǎn)工藝培訓(xùn)課件提高磁體密度的方法高的成型密度，合適的燒結(jié)工藝；高的填充量特殊工藝流程

傳統(tǒng)工藝流程：混料→預(yù)燒結(jié)→粗粉碎→細(xì)磨→壓型→燒結(jié)→磨加工→檢驗(yàn)→包裝。

TDK公司FB9系列：混料→預(yù)燒結(jié)→粗粉碎→細(xì)磨→干燥或脫水→混煉→壓型→脫碳→燒結(jié)→磨加工→檢驗(yàn)→包裝。為了得到高性能的燒結(jié)永磁鐵氧體，要將鐵氧體預(yù)燒料細(xì)磨至0.4~0.6μm，在此粒度下的料漿成型困難，為了解決成型問(wèn)題先要用干燥設(shè)備或離心設(shè)備將細(xì)磨料漿干燥或脫水，然后將干燥粉用捏合機(jī)混煉?；鞜挼哪康模海?）用捏合機(jī)的剪切力將凝聚的鐵氧體顆粒分散開(kāi)，以利于取向；（2）混煉過(guò)程中加入水以便于濕壓成型；（3）混煉時(shí)加入分散劑使分散劑與磁粉充分接觸減小磁粉的凝聚從而提高取向度。經(jīng)混煉并加入水和分散劑的磁粉在磁場(chǎng)下濕壓成型后要在100~500℃下進(jìn)行脫碳（即脫去分散劑）處理。提高磁體密度的方法高的成型密度，合適的燒結(jié)工藝；特殊工藝流程提高單疇顆粒的方法細(xì)磨粉體；合適的燒結(jié)工藝；問(wèn)題：粒度過(guò)細(xì)磁性能反而下降。原因是粒度小于0.1μm，部分鐵氧體相（M相）分解成Fe3O4及SrCO3等，另外長(zhǎng)時(shí)間的研磨會(huì)使鋼球的Fe進(jìn)入鐵氧體粉料中影響磁性能。采用將磨細(xì)的磁粉在600~900℃下熱處理，熱處理后Fe及Fe2+氧化成Fe3+，然后再用磁選設(shè)備將無(wú)磁的Fe2O3及SrCO3除掉；或者利用料漿沉淀分級(jí)方法除掉最上層粒度細(xì)的非M相的Fe3O4及SrCO3，這樣可有效地控制鐵氧體晶粒的分布，提高單疇顆粒的存在率。利用此技術(shù)可生產(chǎn)Br>0.43T（4300G），Hcj>325kA/m（4100Oe）的燒結(jié)永磁鐵氧體。提高單疇顆粒的方法細(xì)磨粉體；問(wèn)題：

分級(jí)研磨及循環(huán)研磨技術(shù)：（1）嚴(yán)格控制進(jìn)料粗粉的平均粒度3-5m及粒度分布標(biāo)準(zhǔn)偏差δ=0.14-0.16m，這可以通過(guò)振磨機(jī)或球磨機(jī)干磨加風(fēng)選分級(jí)工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)；（2）采用底部進(jìn)料的連續(xù)砂磨機(jī)對(duì)粗顆粒長(zhǎng)時(shí)間研磨。此技術(shù)可以有效地控制晶粒分布標(biāo)準(zhǔn)偏差δ＝0.14-0.16

m，使永磁鐵氧體的剩磁和矯頑力提高4%。分級(jí)研磨及循環(huán)研磨技術(shù)：（1）嚴(yán)格控制進(jìn)料粗粉永磁鐵氧體顆粒球形化的研究從片狀顆粒到球狀顆粒：c軸生長(zhǎng)原因：增加顆粒流動(dòng)性。永磁鐵氧體顆粒球形化的研究從片狀顆粒到球狀顆粒：c軸生長(zhǎng)Morphologyofstrontiumferritespreheatedat1050

°Cfor2

hwith(a)x

=

0,(b)x

=

0.5,(c)x

=

1and(d)x

=

1.5.

MorphologyofstrontiumferritSEMphotographsofthesampleswithdifferentxcalcinedatdifferenttemperaturesfor2

h:(a)900

°C,x

=

0,(b)900

°C,x

=

1,(c)1050

°C,x

=

0and(d)1050

°C,x

=

1.

SEMphotographsofthesamples磁鐵生產(chǎn)工藝培訓(xùn)課件SketchmapofthechangeofSr-ferritemorphology.SketchmapofthechangeofSrSketchmapoftheliquidaction.SketchmapoftheliquidactioSEMphotographsofcommercialSr-ferritepowdersfiredat1050

°Cfor2

hwith(a)theoriginalstateand(b)1

wt%Bi2O3addition.SEMphotographsofcommercialPhotographsofcommercialferriteandSrCO3/Fe2O3mixturepowdersdissolvingintoBi2O3liquid:(a)theoriginalstateand(b)firedat900

°Cfor2

h.Photographsofcommercialferr四、硬磁鐵氧體的應(yīng)用

永磁鐵氧體的應(yīng)用，單以產(chǎn)量（噸）而論，占所有的永磁材料的９０％，以產(chǎn)值而言也占有４０％．應(yīng)用領(lǐng)域上，電機(jī)占５０％，電聲２０％，測(cè)量與控制器件２０％，其余１０％．四、硬磁鐵氧體的應(yīng)用永磁鐵氧體的應(yīng)用，單以產(chǎn)量磁鐵生產(chǎn)工藝培訓(xùn)課件硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)磁鐵生產(chǎn)工藝培訓(xùn)課件中國(guó)是永磁大國(guó)，但不是永磁強(qiáng)國(guó)。中國(guó)已經(jīng)是世界上永磁鐵氧體產(chǎn)量最大的國(guó)家。但是，所生產(chǎn)的絕大部分是中低端產(chǎn)品，在高檔產(chǎn)品上與日本及歐美國(guó)家差距還很大中國(guó)是永磁大國(guó)，但不是永磁強(qiáng)國(guó)。踏實(shí)，奮斗，堅(jiān)持，專(zhuān)業(yè)，努力成就未來(lái)。11月-2211月-22Saturday,November5,2022弄虛作假要不得，踏實(shí)肯干第一名。00:37:2600:37:2600:3711/5/202212:37:26AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。11月-2200:37:2600:37Nov-2205-Nov-22重于泰山，輕于鴻毛。00:37:2600:37:2600:37Saturday,November5,2022不可麻痹大意，要防微杜漸。11月-2211月-2200:37:2600:37:26November5,2022加強(qiáng)自身建設(shè)，增強(qiáng)個(gè)人的休養(yǎng)。2022年11月5日12:37上午11月-2211月-22追求卓越，讓自己更好，向上而生。05十一月202212:37:26上午00:37:2611月-22嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。十一月2212:37上午11月-2200:37November5,2022重規(guī)矩，嚴(yán)要求，少危險(xiǎn)。2022/11/50:37:2600:37:2605November2022好的事情馬上就會(huì)到來(lái)，一切都是最好的安排。12:37:26上午12:37上午00:37:2611月-22每天都是美好的一天，新的一天開(kāi)啟。11月-2211月-2200:3700:37:2600:37:26Nov-22務(wù)實(shí)，奮斗，成就，成功。2022/11/50:37:26Saturday,November5,2022抓住每一次機(jī)會(huì)不能輕易流失，這樣我們才能真正強(qiáng)大。11月-222022/11/50:37:2611月-22謝謝大家！踏實(shí)，奮斗，堅(jiān)持，專(zhuān)業(yè)，努力成就未來(lái)。11月-2211月-2磁鐵生產(chǎn)工藝磁鐵生產(chǎn)工藝硬磁鐵氧體一、基本特征二、制備工藝三、應(yīng)用四、技術(shù)發(fā)展硬磁鐵氧體一、基本特征晶體結(jié)構(gòu)：磁鉛石

一、硬磁鐵氧體基本特征典型化學(xué)組成：SrFe12O19(SrM),BaFe12O19(BaM)類(lèi)型：燒結(jié)鐵氧體、粘結(jié)鐵氧體類(lèi)型：各向同性鐵氧體、各向異性鐵氧體晶體結(jié)構(gòu)：磁鉛石一、硬磁鐵氧體基本特征典型化學(xué)組成：Sr物理性能參數(shù)居里點(diǎn)比熱電阻工作點(diǎn)溫度系數(shù)抗彎強(qiáng)度熱膨脹系數(shù)單位℃Cal/(g*℃)Ω*cm%/℃Kgf/mm2

C//C⊥數(shù)值450-4600.15-0.20>104-0.25-1014-15X10-69-10X10-6

磁性能參數(shù)物理性能參數(shù)居里點(diǎn)比熱電阻工作點(diǎn)溫度系數(shù)抗彎強(qiáng)度熱膨脹系燒結(jié)鐵氧體：預(yù)燒料的制備成型燒結(jié)二、硬磁鐵氧體的制備工藝粘結(jié)鐵氧體：粘結(jié)料的制備成型粘結(jié)燒結(jié)鐵氧體：二、硬磁鐵氧體的制備工藝粘結(jié)鐵氧體：磁鐵生產(chǎn)工藝培訓(xùn)課件第一階段：硫酸亞鐵高溫分解（甚至用鐵鍋等炒制）型氧化鐵和顏料鐵紅磁鐵礦→FeSO44FeSO4→2Fe2O3↓+4SO2+O2↑純度97%，含硫酸鹽等雜質(zhì)。氧化鐵原料的制備與發(fā)展過(guò)程氧化鐵原料的制備與發(fā)展過(guò)程第二階段：晶核氧化法生產(chǎn)的氧化鐵FeSO4+2NaOH→Fe(OH)2+Na2SO4

4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓

4FeSO4+4H2O+O2→2Fe2O3↓+4H2SO4

Fe+H2SO4→FeSO4+H2↑

將一定量的硫酸亞鐵溶液（5%）與過(guò)量氫氧化鈉溶液反應(yīng)（要求堿過(guò)量0.04～0.08g/ml)，在常溫下通入空氣，使之全部變?yōu)榧t棕色的氫氧化鐵膠體溶液，作為沉積氧化鐵的晶核。以上述晶核為載體，以硫酸亞鐵為介質(zhì)，通入空氣，在75～85℃，在金屬鐵存以下，硫酸亞鐵與空氣中氧氣作用生成三氧化二鐵（即鐵紅）沉積在晶核上，溶液中的硫酸根又與金屬鐵作用重新生成硫酸亞鐵，硫酸亞鐵再被空氣氧化成鐵紅繼續(xù)沉積，這樣循環(huán)至整個(gè)過(guò)程結(jié)束，生成氧化鐵紅。標(biāo)稱(chēng)純度97％，實(shí)際純度>99%，一致性、穩(wěn)定性高，流動(dòng)性好，粒度細(xì)勻，形貌比較規(guī)則和單一，不含硫酸根，但含有微量氮（N），氯含量非常低。鐵鱗和磁鐵礦粉直接氧化法生產(chǎn)的氧化鐵第二階段：晶核氧化法生產(chǎn)的氧化鐵過(guò)渡階段：水解法氧化鐵紅水解過(guò)程：FeCl3+3H2O→Fe(OH)3↓+3HCl熱處理過(guò)程：2Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O+(3?n)H2O第三階段：Ruthner法Fe2O3Ruthner法又叫噴霧焙燒法(SprayRoasting)，是早期的大中型鋼鐵企業(yè)處理酸洗鋼材作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的廢液(主要成分為FeCl2)、并回收鹽酸和制備氧化鐵的一種主要方法。它是以鐵的氯化物(FeCl2)為原料加鐵屑耗酸，溶液經(jīng)凈化后進(jìn)行高溫噴霧焙燒。氯化亞鐵溶液在高溫條件下水解、氧化生成氯化氫和氧化鐵。氯化氫以鹽酸回收，返回酸洗鋼材車(chē)間重復(fù)使用。4FeCl2+O2+4H2O→2Fe2O3+8HCl↑HCl(g)+H2O→HCl(l)過(guò)渡階段：水解法氧化鐵紅

干法生產(chǎn)和濕法生產(chǎn)的主要區(qū)別在于粉體制備方式，成型和燒結(jié)等工藝都大致相同。干法生產(chǎn)采用氧化物作還原料，活性較差，反應(yīng)不易完全，但是工藝簡(jiǎn)單，應(yīng)用較為普遍。濕法生產(chǎn)雖然工藝復(fù)雜，但由于原料的化學(xué)活性較高，便于提高質(zhì)量，降低成本，適合小批量生產(chǎn)。鐵氧體基本上是采用粉末冶金的方法進(jìn)行生產(chǎn)的，其生產(chǎn)工藝可以歸納為干法生產(chǎn)和濕法生產(chǎn)兩大類(lèi)。干法生產(chǎn)高溫固相法，自蔓延高溫合成法（SHS）等。濕法生產(chǎn)溶膠-凝膠法，共沉淀法，水熱法等

預(yù)燒料制備干法生產(chǎn)和濕法生產(chǎn)的主要區(qū)別在于粉體制備方式，1.傳統(tǒng)的高溫固相合成方法1.傳統(tǒng)的高溫固相合成方法

原材料選擇與配方

配方是影響鐵氧體磁性能的一個(gè)關(guān)鍵，鍶鐵氧體的正分配方（摩爾比）應(yīng)是Fe2O3：SrO=n=6。當(dāng)n<6時(shí),過(guò)剩的SrO促進(jìn)鐵氧體的固相反應(yīng),起促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大作用，同時(shí)在鐵氧體內(nèi)部會(huì)形成很多空位，有利于離子擴(kuò)散，提高燒結(jié)性能。當(dāng)n>6時(shí),過(guò)剩的Fe2O3

使剩磁降低。

添加0.50～0.65wt%的SiO2,可細(xì)化預(yù)燒料中的晶粒,使預(yù)燒料中的晶粒直徑分布在1～2μm之間,提高單疇粒子的比率。為了促進(jìn)固相反應(yīng)，通常在配方中加入CaCO3，Bi2O3等助熔劑，但是要控制所加的量，過(guò)多的添加劑對(duì)磁性能影響較大。原材料選擇與配方配方是影響鐵氧體磁性能的濕式干法工藝（Ries,1969）采用懸浮液（料漿），在振動(dòng)磨機(jī)、鼓形混料機(jī)或砂磨機(jī)中混合均勻，然后經(jīng)脫水干燥?；炝贤ǔ２捎玫幕旌戏绞绞怯脻L動(dòng)式球磨機(jī)干磨或濕磨，又稱(chēng)為一次球磨。

混料濕式干法工藝（Ries,1969）混料形成鋇鐵氧體的固相反應(yīng)過(guò)程：BaCO3+Fe2O3=BaO.Fe2O3+CO2BaO.Fe2O3+5Fe2O3=BaO.6Fe2O3總反應(yīng)式為：BaCO3+6Fe2O3=BaO.6Fe2O3+CO2預(yù)燒：固相反應(yīng)過(guò)程永磁鐵氧體預(yù)燒實(shí)質(zhì)上是各類(lèi)原料在高溫條件下通過(guò)固相反應(yīng)充分轉(zhuǎn)變?yōu)榱蔷佃F氧體的過(guò)程，這一轉(zhuǎn)變過(guò)程進(jìn)行得是否完善、晶體形態(tài)是否完整會(huì)對(duì)材料的品質(zhì)帶來(lái)重要影響，“先天不足”一旦在此發(fā)生，后工序?qū)o(wú)法彌補(bǔ)。一般的預(yù)燒溫度在800-1200℃之間，保溫時(shí)間1-4h。預(yù)燒完結(jié)后基本上已得到具有所要的化學(xué)成分的鐵氧體，但是反應(yīng)程度還不夠均勻，或存在少量未反應(yīng)的配料。形成鋇鐵氧體的固相反應(yīng)過(guò)程：預(yù)燒：固相反應(yīng)過(guò)程永磁鐵氧體預(yù)燒預(yù)燒所用的設(shè)備：回轉(zhuǎn)窯預(yù)燒所用的設(shè)備：回轉(zhuǎn)窯磁鐵生產(chǎn)工藝培訓(xùn)課件二次球磨

經(jīng)過(guò)預(yù)燒的坯料是多氣孔、多缺陷、低密度的部分鐵氧體化物質(zhì)，將其用球磨機(jī)粉碎、研磨制成鐵氧體粉料以利于壓制成型，這道工序習(xí)慣上稱(chēng)為二次球磨，且通常采用濕磨方式。對(duì)燒結(jié)鐵氧體，一般要求能夠?qū)⒋欧勰サ絾萎犃揭韵拢?.6-0.9μm之間；對(duì)粘結(jié)鐵氧體，一般要求在1-2μm之間。二次球磨經(jīng)過(guò)預(yù)燒的坯料是多氣孔、多缺陷、低密度鐵氧體形貌與尺寸

測(cè)定六角鐵氧體粉末的顆粒度比較困難：（1）單疇顆粒不能用磁場(chǎng)退磁，彼此之間因磁性吸引而團(tuán)聚；（2）六角鐵氧體顆粒容易呈片狀，顆粒比較容易沿六角晶格的基面解離。導(dǎo)致：延長(zhǎng)研磨時(shí)間，顆粒比表面積增大，但顯微鏡下看到的顆粒度減小不顯著。（3）鐵氧體顆?？梢员灰环N碳酸鋇/氫氧化鋇薄膜包圍，這種疏松的表面給人產(chǎn)生一種錯(cuò)覺(jué)，即粉末的比表面積特別大。（4）商業(yè)化鐵氧體顆粒中含有大量的細(xì)顆粒，可能是一些磨損物及雜相。鐵氧體形貌與尺寸測(cè)定六角鐵氧體粉末的顆粒度比較磁鐵生產(chǎn)工藝培訓(xùn)課件二次球磨細(xì)度對(duì)磁性能的影響

大量實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)預(yù)燒料進(jìn)行研磨時(shí)，一開(kāi)始Hcj升高，進(jìn)一步研磨時(shí)則Hcj下降。中間存在一個(gè)臨界尺寸，大約1微米。解釋?zhuān)弘S著尺寸減少，多疇晶粒逐漸轉(zhuǎn)變成單疇晶粒，疇壁減少，矯頑力提高。當(dāng)顆粒尺寸非常細(xì)時(shí)，矯頑力下降的可能原因：（1）晶格缺陷增多，容易形成再磁化核，從而產(chǎn)生疇壁。（2）超順磁性晶粒增多，導(dǎo)致矯頑力下降。實(shí)驗(yàn)一：退火使矯頑力提高50-300%；實(shí)驗(yàn)二：酸洗粉末，超細(xì)顆粒首先融解，但矯頑力僅增加5-15％；實(shí)驗(yàn)三：XRD測(cè)量顯示，細(xì)磨粉體中衍射線展寬在很大程度上是晶格畸變?cè)斐傻?。?shí)驗(yàn)四：電子顯微鏡觀察顯示，堆垛層錯(cuò)和形變孿晶是主要的晶格缺陷。二次球磨細(xì)度對(duì)磁性能的影響大量實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)預(yù)燒二次球磨細(xì)度對(duì)磁性能的影響飽和磁化強(qiáng)度隨研磨時(shí)間的增大而減少，極端情況下降低到起始值的2/3。退火后或進(jìn)一步稍微降低，或部分或幾乎全部恢復(fù)到磁極化強(qiáng)度的起始數(shù)值。二次球磨細(xì)度對(duì)磁性能的影響飽和磁化強(qiáng)度隨研磨時(shí)間的增大而減少2.高溫自蔓延法（SHS）方法合成Sr鐵氧體磁粉主要特點(diǎn)：反應(yīng)物一經(jīng)點(diǎn)燃，能夠用自身反應(yīng)所放出的熱量維持反應(yīng)的進(jìn)行，直到結(jié)束。反應(yīng)步驟少，生產(chǎn)率高，能耗少，反應(yīng)設(shè)備簡(jiǎn)單。2.高溫自蔓延法（SHS）方法合成Sr鐵氧體磁粉主要特點(diǎn)：反反應(yīng)方程式反應(yīng)步驟配料混料SHS反應(yīng)洗滌球磨退火反應(yīng)方程式配料混料SHS反應(yīng)洗滌球磨退火SHS方法減少了傳統(tǒng)鐵氧體合成方法中的鐵氧體化過(guò)程（焙燒），降低了能耗，縮短了合成時(shí)間，提高了生產(chǎn)率。而且合成出來(lái)的鐵氧體磁性能也較高。SHS方法減少了傳統(tǒng)鐵氧體合成方法中的鐵氧體化過(guò)程（焙燒），1.還原Fe粉對(duì)反應(yīng)速度和反應(yīng)最高溫度的影響

維持SHS反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的能量來(lái)源于還原鐵粉被氧化所釋放出來(lái)的熱量，因此Fe粉含量越高，燃燒溫度越高，反應(yīng)速度越快。Fe粉含量越高，在產(chǎn)物中產(chǎn)生的雜質(zhì)也越多，常見(jiàn)的有Fe2O3,Fe3O4。SHS合成鐵氧體的影響因素1.還原Fe粉對(duì)反應(yīng)速度和反應(yīng)最高溫度的影響維2.原料粉體的粒度和相對(duì)密度的影響

原料粒度的增大，會(huì)降低燃燒的溫度和燃燒的速度，原料相對(duì)密度的增大也會(huì)影響燃燒溫度和燃燒速度，這是氧滲透障礙所致。這些可以通過(guò)氧壓力的增大而克服。燃燒溫度與氧壓力的關(guān)系燃燒速度與氧壓力的關(guān)系2.原料粉體的粒度和相對(duì)密度的影響原料粒度的增晶型呈明顯的六角平板狀，說(shuō)明晶體的生長(zhǎng)較完全。SHS合成的鐵氧體的晶粒形貌晶型呈明顯的六角平板狀，說(shuō)明晶體的生長(zhǎng)較完全。SHS合成的鐵

成型方法成型是燒結(jié)硬磁鐵氧體制造過(guò)程中的關(guān)鍵工序之一，成型的質(zhì)量不但對(duì)產(chǎn)品的幾何尺寸，而且對(duì)產(chǎn)品的電磁性能有極大影響。干壓：模具簡(jiǎn)單，能夠壓制小型部件，壓制時(shí)間短；沖床。濕壓：晶粒排列較好，磁性能高，壓力低，均勻度高。液壓機(jī)。成型過(guò)程中應(yīng)該注意三點(diǎn)：一.料漿的流動(dòng)性好，充分取向。二.充磁場(chǎng)足夠大。三.生產(chǎn)相同產(chǎn)品時(shí)的料漿濃度、壓制時(shí)間及壓力一致。成型方法成型是燒結(jié)硬磁鐵氧體制造過(guò)程中的關(guān)鍵工序之一，

成型過(guò)程中的取向模壓取向：靠壓力使片狀顆粒轉(zhuǎn)動(dòng)，其平面垂直于加壓方向排列，而垂直于晶體平面的c軸優(yōu)先排列在加壓方向上。磁場(chǎng)取向：400-800KA/m(5-10KOe）的直流磁場(chǎng)。磁場(chǎng)的空間分布：與所要求的壓坯的晶體取向相適應(yīng)，需要設(shè)計(jì)。成型過(guò)程中的取向模壓取向：靠壓力使片狀顆粒轉(zhuǎn)動(dòng)，其平面

二次燒結(jié)

二次燒結(jié)直接決定硬磁鐵氧體產(chǎn)品的最終成分、相的分布、晶粒大小、致密性、尺寸、外觀及磁性能。溫度一般在1000-1400℃之間，保溫時(shí)間2-6h，保溫段對(duì)磁性能的影響最大。二次燒結(jié)二次燒結(jié)直接決定硬磁鐵氧體產(chǎn)品的

二次燒結(jié)中的問(wèn)題

摩爾比n=Fe2O3/MO(M=Ba,Sr,Pb)具有化學(xué)計(jì)量組成的鋇鐵氧體收縮比較小，晶粒長(zhǎng)大進(jìn)行正常。

BaO稍微過(guò)量（n<5.9），就會(huì)由于形成BaO.Fe2O3而導(dǎo)致燒結(jié)致密化，甚至在溫度高時(shí)出現(xiàn)反常的晶粒長(zhǎng)大。二次燒結(jié)中的問(wèn)題摩爾比n=Fe2O3/M

二次燒結(jié)中的問(wèn)題

添加劑的影響添加劑的加入產(chǎn)生非磁性相，由于六角鐵氧體的飽和磁極化強(qiáng)度在鐵磁性材料中相對(duì)較低，因此，添加劑的加入要嚴(yán)格限制。生產(chǎn)中普遍采用SiO2和Al2O3添加劑。

SiO2的加入與堿土金屬氧化物形成低共熔液相，因此，鐵氧體配方中堿土金屬氧化物含量要稍過(guò)量；

Al2O3的加入可取代鐵氧體晶格中的Fe，對(duì)磁性能產(chǎn)生影響。二次燒結(jié)中的問(wèn)題添加劑的影響

磨加工

經(jīng)二次燒結(jié)的硬磁鐵氧體只有極少數(shù)可以直接使用，大部分產(chǎn)品必須經(jīng)過(guò)磨加工才能獲得滿(mǎn)足用戶(hù)要求的機(jī)械尺寸和外觀，在此過(guò)程中，有的磁體磨壞，有的先前存在但看不見(jiàn)的裂紋會(huì)暴露出來(lái)。磨加工經(jīng)二次燒結(jié)的硬磁鐵氧體只有極少數(shù)可以直接使磁化和退磁制備好的磁鐵或者無(wú)磁性、或者磁性很弱，需要把磁鐵裝入充磁系統(tǒng)進(jìn)行充磁。充磁的磁場(chǎng)強(qiáng)度為矯頑力的2-3倍。在許多情況下，永久磁鐵并不是在充分磁化狀態(tài)下使用的。原因一：人們只要求磁鐵一定量的磁通。磁鐵和磁鐵之間的幾何尺寸和磁性會(huì)發(fā)生變化，這些變化可以用一定程度的退磁來(lái)消除。原因二：經(jīng)過(guò)一定程度退磁的磁鐵穩(wěn)定性較高。退磁場(chǎng)采用一個(gè)幅度足夠大且逐漸衰減的交流磁場(chǎng)。磁化和退磁制備好的磁鐵或者無(wú)磁性、或者磁性很弱，需要把磁鐵裝

對(duì)粘結(jié)鐵氧體來(lái)說(shuō)，成型前要經(jīng)過(guò)表面處理；成型方式為模壓成型。對(duì)注塑鐵氧體來(lái)說(shuō)，成型前要經(jīng)過(guò)混煉造型處理；成型方式為注射成型。對(duì)粘結(jié)鐵氧體來(lái)說(shuō)，成型前要經(jīng)過(guò)表面處理；成型方式為模注塑鐵氧體：鐵氧體顆粒與塑料混合，經(jīng)混煉、注射成型獲得最終的器件。要解決的關(guān)鍵問(wèn)題：（1）磁性能（2）流動(dòng)性注塑鐵氧體：要解決的關(guān)鍵問(wèn)題：影響流動(dòng)性的因素：（1）磁粉顆粒形貌、尺寸分布；（2）塑料的流動(dòng)性能；（3）磁粉與塑料的復(fù)合工藝。影響流動(dòng)性的因素：研究結(jié)果：（1）國(guó)產(chǎn)商業(yè)化注塑料：MI:<40g/min,(BH)m:1.8MGOe（2）日本注塑料：MI:90g/10min,(BH)m:1.9-2.0MGOe（3）我們的工作：MI:90-105g/10min,(BH)m:1.9-2.0MGOe研究結(jié)果：三、硬磁鐵氧體的技術(shù)發(fā)展提高永磁鐵氧體性能的途徑：（1）提高取向度；（2）提高燒結(jié)密度；（3）提高鐵氧體M相的Ms、K1；（4）細(xì)化晶粒，提高單疇顆粒的存在率；三、硬磁鐵氧體的技術(shù)發(fā)展提高永磁鐵氧體性能的途徑：提高M(jìn)s：離子摻雜取代1、取代Sr2+：稀土離子如La3+,Pr3+,Nd3+,Sm3+,Eu3+,Gd3+等；2、取代Fe3+:①Al3+,Ga3+,Cr3+取代Fe3+,4Ms，內(nèi)稟矯頑力②二價(jià)金屬離子(Co2+,Ni2+,Zn2+,Ca2+等)與四價(jià)金屬離子（Ti4+,Zr4+）等同時(shí)取代Fe3+,用于磁記錄材料;提高M(jìn)s：離子摻雜取代1、取代Sr2+：

單離子取代La3+取代Sr2+少量La3+取代Sr2+能夠提高磁性能單離子取代La3+取代Sr2+少量La3+取代Sr2+

2.Cr3+離子取代Fe3+Cr3+取代Fe3+傾向于占據(jù)2a,12k等位置，飽和磁化強(qiáng)度略微下降，而矯頑力上升明顯，適合用于磁記錄材料。單離子取代2.Cr3+離子取代Fe3+Cr3+取代Fe3+傾向于占

離子聯(lián)合取代采用兩種不同的離子進(jìn)行取代，但必須符合電價(jià)平衡。復(fù)合取代也可以分成兩種，一是兩種離子都取代了Fe3+，另一種是兩種離子分別取代了A位和B位上的Fe3+。聯(lián)合取代能夠起到單獨(dú)取代所達(dá)不到的效果，特別是對(duì)離子取代的選擇性的增強(qiáng)作用明顯。離子聯(lián)合取代采用兩種不同的離子進(jìn)行取代，但必須符合電價(jià)平衡La-Co、La-Zn添加技術(shù)

通過(guò)用Co或Zn離子置換鐵氧體中相中四配位(4f1)的Fe離子，為了價(jià)位補(bǔ)償用La離子置換鐵氧體中的Sr離子，由此得到的鐵氧體：

Sr1-xLax(Fe12-yCoy)zO190.04≤x≤0.450.04≤y≤0.450.7≤z≤1.20.8≤x／y≤1.5。用此技術(shù)得到的鐵氧體相（M相）的Ms有明顯的提高，從而使鐵氧體的磁性能有了突破性的提高。近幾年永磁鐵氧體的專(zhuān)利大多是有關(guān)La-Co、La-Zn添加的，F(xiàn)B6系列及以上性能的永磁鐵氧體都是通過(guò)La-Co、La-Zn添加來(lái)實(shí)現(xiàn)的。La-Co、La-Zn添加技術(shù)

通過(guò)用Co或ZLa3+,Cu2+聯(lián)合取代SrM鐵氧體

Cu2+(0.078nm)Fe3+(0.067nm)

La3+(0.122nm)Sr2+(0.127nm)只有離子半徑相近的才能夠進(jìn)行取代，Cu2+稍大于Fe3+,因此趨向于取代空隙較大的八面體位的Fe3+，包括(2a,12k,4f2).La3+,Cu2+聯(lián)合取代SrM鐵氧體Cu2+(0.離子摻雜對(duì)LaxSr1-xFe12-xCuxO19相組成的影響離子摻雜對(duì)LaxSr1-xFe12-xCuxO19相組成的影磁鐵生產(chǎn)工藝培訓(xùn)課件Cu2+摻雜和La-Cu聯(lián)合摻雜的剩磁Br比較La3+取代Sr2+造成Sr層上的正電荷盈余，而Cu2+取代Fe3+有負(fù)電荷盈余，因此為了保持靜電平衡，Cu2+傾向于進(jìn)入靠近La3+的4f2位。單獨(dú)Cu2+摻雜，取代2a,12k,4f2幾率相同，綜合起來(lái)，取代自旋向上的幾率大于向下的，造成剩磁略微下降。Cu2+摻雜和La-Cu聯(lián)合摻雜的剩磁Br比較La3+取代SLa-Cu摻雜內(nèi)稟矯頑力的變化

La-Cu摻雜內(nèi)稟矯頑力的變化磁鐵生產(chǎn)工藝培訓(xùn)課件飽和磁化強(qiáng)度Ms隨x的變化La-Zn摻雜是目前研究最成熟的聯(lián)合離子摻雜。以Sr1-xLaxFe12-xZnxO

19

為基礎(chǔ)配方，La3+具有穩(wěn)定磁鉛石晶體結(jié)構(gòu)的作用,而Zn2+

代換4f1

晶位上Fe3+

離子,以獲得更大的玻爾磁子數(shù),從而增大飽和磁化強(qiáng)度。SrM鐵氧體的理論剩磁為0.465T，磁能積為41.4kJ/m3,而用La-Zn摻雜能夠得到剩磁0.46T，磁能積41kJ/m3，與理論值非常接近。離子取代還要與制粉、磁場(chǎng)成型和燒結(jié)工藝相配合,才能制出高性能產(chǎn)品。2.La-Zn聯(lián)合取代飽和磁化強(qiáng)度Ms隨x的變化La-Zn摻雜是目前研究最成熟的聯(lián)離子摻雜取代SrM鐵氧體理論Br：465mTFB9B：Br=450mT輝煌成果離子摻雜取代輝煌提高取向度的方法提高取向磁場(chǎng)：成本高增加粉體成型時(shí)的流動(dòng)性高取向場(chǎng)技術(shù)

磁粉粒度0.95μm時(shí)，取向場(chǎng)480kA/m(6000Oe)即可達(dá)到飽和取向，而磁粉粒度0.67μm時(shí)需要在915kA/m(11500Oe)的磁場(chǎng)下才可達(dá)到飽和取向。高性能特別是FB6系列性能以上的燒結(jié)永磁鐵氧體細(xì)磨粒度要求在0.7μm以下，因此取向場(chǎng)要求800kA/m(10000Oe)以上。以日本TDK為代表的國(guó)外永磁鐵氧體生產(chǎn)企業(yè)在1990年前就使用取向場(chǎng)800kA/m(10000Oe)以上的壓機(jī)生產(chǎn)FB6系列永磁鐵氧體，我國(guó)大約在2001年由四川西部集團(tuán)研制出8～10萬(wàn)安匝水冷強(qiáng)磁場(chǎng)壓機(jī)，2002年以后逐漸被國(guó)內(nèi)一些永磁鐵氧體生產(chǎn)廠家使用，2003年有個(gè)別企業(yè)小批量生產(chǎn)出FB6系列永磁鐵氧體。

提高取向度的方法提高取向磁場(chǎng)：成本高高取向場(chǎng)技術(shù)

分散劑技術(shù)

鐵氧體顆粒在料漿中的凝聚是影響鐵氧體顆粒在磁場(chǎng)定向排列的一個(gè)重要原因，減小料漿中鐵氧體磁粉的凝聚，可以通過(guò)降低鐵氧體粉的矯頑力和添加分散劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。

利用乙醇、甲苯、乙苯、庚烷等有機(jī)溶劑作為研磨介質(zhì)，使用羧酸及羧酸類(lèi)鹽如硬脂酸、硬脂酸鈣（鋇、鍶、鎂、鋁、鋅）、甘油三油酸脂、甘油三油酸脂酸鈣（鋇、鍶、鎂、鋁、鋅）等作分散劑，另外也可以用硫酸脂及其鹽類(lèi)、磷酸脂及其鹽類(lèi)作分散劑，這些分散劑在細(xì)磨時(shí)按磁粉重量比的0.5～5%加入，可以有效地降低磁粉的凝聚。利用此技術(shù)可以生產(chǎn)Br=0.44T（4400G）、Hcj=318~335kA/m(4000~4200Oe)、取向度達(dá)98%的高性能燒結(jié)永磁鐵氧體。磁鐵生產(chǎn)工藝培訓(xùn)課件提高磁體密度的方法高的成型密度，合適的燒結(jié)工藝；高的填充量特殊工藝流程

傳統(tǒng)工藝流程：混料→預(yù)燒結(jié)→粗粉碎→細(xì)磨→壓型→燒結(jié)→磨加工→檢驗(yàn)→包裝。

TDK公司FB9系列：混料→預(yù)燒結(jié)→粗粉碎→細(xì)磨→干燥或脫水→混煉→壓型→脫碳→燒結(jié)→磨加工→檢驗(yàn)→包裝。為了得到高性能的燒結(jié)永磁鐵氧體，要將鐵氧體預(yù)燒料細(xì)磨至0.4~0.6μm，在此粒度下的料漿成型困難，為了解決成型問(wèn)題先要用干燥設(shè)備或離心設(shè)備將細(xì)磨料漿干燥或脫水，然后將干燥粉用捏合機(jī)混煉?；鞜挼哪康模海?）用捏合機(jī)的剪切力將凝聚的鐵氧體顆粒分散開(kāi)，以利于取向；（2）混煉過(guò)程中加入水以便于濕壓成型；（3）混煉時(shí)加入分散劑使分散劑與磁粉充分接觸減小磁粉的凝聚從而提高取向度。經(jīng)混煉并加入水和分散劑的磁粉在磁場(chǎng)下濕壓成型后要在100~500℃下進(jìn)行脫碳（即脫去分散劑）處理。提高磁體密度的方法高的成型密度，合適的燒結(jié)工藝；特殊工藝流程提高單疇顆粒的方法細(xì)磨粉體；合適的燒結(jié)工藝；問(wèn)題：粒度過(guò)細(xì)磁性能反而下降。原因是粒度小于0.1μm，部分鐵氧體相（M相）分解成Fe3O4及SrCO3等，另外長(zhǎng)時(shí)間的研磨會(huì)使鋼球的Fe進(jìn)入鐵氧體粉料中影響磁性能。采用將磨細(xì)的磁粉在600~900℃下熱處理，熱處理后Fe及Fe2+氧化成Fe3+，然后再用磁選設(shè)備將無(wú)磁的Fe2O3及SrC