一種增強M型鍶鐵氧體磁性能的方法與流程

本發明屬于磁性鐵氧體制備技術領域，具體涉及一種增強M型鍶鐵氧體磁性能的方法。

背景技術：

M型的SrM鐵氧體是一類具有廣泛實用價值的永磁鐵氧體，其具有高的性價比、便宜的原材料和優良的化學穩定性，在電子、家電、汽車等行業等都有著很大的需求量。然而，作為SrM鐵氧體生產的第一大國，在產品性能上卻一直落后于歐美日本。為此，急需尋求新的SrM永磁鐵氧體制備方法，以提高其生產水平。

稀土元素由于具有較大的磁矩，因而在磁性材料的研究中作為離子替代得到了較為廣泛的研究，但是主要是稀土永磁中。由于稀土Ce的價格便宜，目前，La-Ce替代的NdFeB材料得到了廣泛的研究。然而，Ce替代在永磁鐵氧體中的研究依然少見，僅見的幾例專利報道也是與其它元素聯合替代的，且所得產品性能特別是矯頑力未能得到實質性的提高。比如，申請號為200910049743.7的專利，公開了一種所謂稀土永磁鐵氧體，其實際上依然是以Sr或者Ba鐵氧體預燒料為主料，但是添加了主要成分為La、Ce、Nd和Pr的氧化物或者碳酸物的助劑，所得產品的矯頑力最高僅為3771Oe(300.3kA/m)。申請號為201510009114.7的專利，公布了一種主要成分為Fe_(12-b-c-d-e)Sr_(1-a)Ba_aCa_bCe_cP_dO₁₉的復雜氧化物，但是專利中也提到實際上這是一種半永磁材料，可見其矯頑力并不高。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種增強M型鍶鐵氧體磁性能的方法，以期僅利用稀土元素Ce替代，制備出性能優異的SrFe_12-xCe_xO₁₉鐵氧體粉末。

本發明制備方法類似于傳統的氧化物法，簡單易行，具體的制備步驟如下：

(1)采用SrO，Fe₂O₃和CeO₂為原材料，制備SrFe_12-xCe_xO₁₉鐵氧體，按照原材料中Sr/(Fe+Ce)原子比為1:12配比原材料。x的選取范圍為0.1,0.2,0.3,0.4或0.5。

(2)將原材料手工混合30min，使其混合均勻。

(3)將所得粉末直接在馬弗爐中煅燒。煅燒后樣品即為所得最終的鐵氧體粉末。

考慮到成相的問題，作為一種優化，步驟(3)煅燒選取的溫度為1200℃，保溫時間為5小時。

本發明的科學原理是：1.Ce³⁺的磁矩小于Fe³⁺，Ce占據Fe的晶位后，導致不同晶位的磁矩差增大，因而超交換作用增大，飽和磁化強度增加。2.Ce³⁺與Fe³⁺的離子半徑相差較大，因而帶來了較大的內應力，這在一定程度上阻礙了磁化時疇壁的移動，因而使其矯頑力增加。

與現有技術相比，本發明具有以下技術效果：

1、所制備的SrFe_12-xCe_xO₁₉鐵氧體粉末磁性能測試表明，Ce替代后，樣品的飽和磁化強度和矯頑力都有所上升，粉末樣品的飽和磁化強度最高可達400mT以上，矯頑力最高約4500Oe，都遠高于前述專利中材料的磁性能，因而本發明為最終制備高性能的實用化SrM鐵氧體塊體提供了良好的途徑。

2、以單一Ce作為替代元素獲得高磁性能的鐵氧體粉末。Ce價格便宜，可以大幅度提高現有鐵氧體的性價比，為實用化提供了良好的途徑。

3、所得樣品僅為手工研磨，無需前期預燒，可以大幅度降低能耗。

附圖說明

圖1為本發明實施例1樣品的XRD圖。

圖2為無取代的SrM鐵氧體的磁滯回線圖。

圖3為本發明實施例1樣品的磁滯回線圖。

圖4為本發明實施例2樣品的XRD圖。

圖5為本發明實施例2樣品的磁滯回線圖。

圖6為本發明實施例3樣品的XRD圖。

圖7為本發明實施例3樣品的磁滯回線圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例詳述本發明，但本發明不局限于下述實施例。

實施例1

采用SrO，Fe₂O₃和CeO₂為原材料，制備2mmol的SrFe_11.9Ce_0.1O₁₉鐵氧體，原材料中Sr/(Fe+Ce)原子比為1:12。然后將原材料手工混合30min，使其混合均勻。將所得粉末直接在馬弗爐中煅燒1200℃×5小時。

圖1為所得樣品的XRD圖。從圖中可見，樣品的主要成分是SrM鐵氧體。圖2為無取代的SrM鐵氧體的磁滯回線圖，圖3為本實例樣品的磁滯回線圖。對比無替代的SrM鐵氧體可見，本實例的Ce替代鐵氧體其矯頑力從239.3kA/m增加到374.1kA/m，提高了約56％；飽和磁化強度從50.6增加到53.2emu/g，提高了約5％。Ce替代性能提升十分明顯。

實施例2

鐵氧體的制備方法同實施例1，變動的參數是：所制備的樣品具體成分為SrFe_11.8Ce_0.2O₁₉。

圖4為所得樣品的XRD圖。從圖中可見，樣品的主要成分是SrM鐵氧體。圖5為本實例樣品的磁滯回線圖。對比圖2，本實例的Ce替代鐵氧體其矯頑力從239.3kA/m增加到345.0kA/m，提高了約44％；飽和磁化強度從50.6增加到60.7emu/g，提高了約20％。Ce替代性能提升十分明顯。

實施例3

鐵氧體的制備方法同實施例1，變動的參數是：所制備的樣品具體成分為SrFe_11.5Ce_0.5O₁₉。

圖6為所得樣品的XRD圖。從圖中可見，樣品的主要成分是SrM鐵氧體。圖7為本實例樣品的磁滯回線圖。對比圖2，本實例的Ce替代鐵氧體其矯頑力從239.3kA/m增加到353.5kA/m，提高了約48％；飽和磁化強度從50.6增加到62.9emu/g，提高了約24％。Ce替代性能提升十分明顯。