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目前对高性能各向异性烧结永磁铁氧体的研究主要集中在工艺优化及成分设计两个方面。其中成分设计是指通过对永磁铁氧体进行离子替换或者添加剂添加等方法,改变铁氧体成分及组织结构,从而获得磁性能的提高。本论文系统研究了在自制预烧料和铁鳞预烧料中进行小料添加,包括多元添加剂、纳米添加剂、稀土La-Co、La-Zn、La-Co-Zn等离子取代及将铁红预烧料作为添加剂时对锶铁氧体的性能、组织、表面形貌等的影响。
在La-Co和La-Zn联合取代锶铁氧体实验中,研究表明:(1)按照Sr1-xLa2xFe11.4-xCoxO19(其中x取0、0.1、0.2、0.3、0.4)的化学配比要比Sr1-xLaxFe12-xCoxO19(其中x取0、0.1、0.2、0.3、0.4)的化学配制时的剩磁Br提高84.8%,最大磁能积也达到18 kJ·m-3,(2)在二次球磨时间为3h左右,铁氧体的磁性能Br、(BH)max达到最佳值,而矫顽力则受粒度因素影响随球磨时间的延长而单调上升。(3)在La-Zn添加实验中, La和Zn离子都未进入锶铁氧体中反而形成其它La化合物和Zn化合物,进而损害样品的磁性能。
在铁鳞预烧料小料添加最佳工艺配方改进方面的结果表明:(1)最佳添加量为0.6%的CaCO3和0.2%的SiO2时性能最佳。(2)以铁鳞预烧料为原料,在0.4%的CaCO3和0.2%的SiO2的基础上,加入同质量比的La2O3和Co2O3,当La2O3和Co2O3都为1%的时候,剩磁提高2.8%,最大磁能积提高13%,矫顽力提高了22%。(3)以铁鳞预烧料为原料,加入同质量比的La2O3和ZnO,样品的Br和(BH)max明显升高,HCJ却明显下降。(4)在铁鳞预烧料中复合添加La2O3、Co2O3和ZnO的研究中,添加后锶铁氧体剩磁Br和最大磁能积(BH)max以及矫顽力HCB和HCJ都是在Co2O3添加量为0.4wt%,ZnO添加量为0.2%时达到最大值。其中剩磁Br达到385.6mT,最大磁能积(BH)max达到29.12kJ·m-3,矫顽力HCB和HCJ分别达到258.08 kA·m-1和284.08kA·m-1。(5)当纳米SiO2为0.2%的和CaCO3为0.6%时,剩磁和最大磁能积及矫顽力均达到最大值。此时剩磁为398.4mT,最大磁能积为31.5kJ·m-3。
在铁红复合添加对永磁铁氧体的实验中,适当复合添加铁红预烧料、SiO2-CaCO3-H3BO3-Al2O3-Cr2O3-高岭土后,可以生产出Br≥395mT,HCB≥280kA/m,HCJ≥329kA/m的高Br,高HCJ永磁铁氧体。