一種熔融鹽輔助燒結(jié)鍶鐵氧體的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及燒結(jié)工藝，具體涉及一種熔融鹽輔助燒結(jié)單相鍶鐵氧體的方法。
【背景技術】
[0002]鍶鐵氧體作為永磁材料，具有較大磁晶各向異性能，高矯頑力和大的磁能積，廣泛應用于變頻電機、家用電器、微波吸收材料及各類電子器件。目前，國內(nèi)鍶鐵氧體的性能仍然和國外存在著較大的差距。近年來，有較多的專利和技術通過改善合成路線、燒結(jié)技術以及摻雜取代，控制鐵氧體粉末的粒徑、形貌和磁交換作用，已達到獲得高剩磁和高矯頑力研發(fā)的目標。
[0003]工業(yè)上，最主要的改性方法是通過調(diào)整燒結(jié)工藝以控制形貌、尺寸分布以及物相純度。其中，最重要的燒結(jié)步驟就是控制晶粒生長，一般通過前期混料實現(xiàn)?；炝戏绞街饕譃闈袷交炝虾透墒交炝稀８墒交炝瞎に嚨娜秉c是球磨過程中，原料易結(jié)團、流動性差等因素致使混料不均勻，從而影響鍶鐵氧體性能。濕式混料工藝雖然將各種原料配成料漿，能夠確保各種原料混合均勻，但是該工藝存在料漿含水量大而造成能耗較大的缺陷。
[0004]為了充分混料，達到煅燒效果，提高磁性能，中國專利申請?zhí)?00910162590.7公布一種燒結(jié)鍶鐵氧體永磁材料的制造方法。該方法縮短了燒結(jié)時間，提高了生產(chǎn)效率，降低能耗，但產(chǎn)品的磁性能不能達到最佳。中國專利CN104058738 B公布了一種鍶鐵氧體燒結(jié)工藝方法，通過壓制成型燒結(jié)，溫度均高于1230°C，通過復雜的升溫曲線調(diào)節(jié)磁性能，使性能有所提高，但控溫速率對磁性能影響較大，工業(yè)上難以精確控制。最近，實驗上，采用熔融鹽輔助燒結(jié)技術來控制晶粒生長，如:固相反應球磨混合氧化物，采用熔融鹽燒結(jié)的技術(J.Phys.D: Appl.Phys.47 (2014) 235002 (1pp))，可改善優(yōu)化燒結(jié)工藝，但是制備SrFei2Oi9的粉體球磨時間太長約50小時，而且仍然含有非磁性相，燒結(jié)溫度過高，矯頑力等磁性提尚不明顯。
[0005]因此，為克服現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明提供一種能耗低、生產(chǎn)效率高的燒結(jié)單相鍶鐵氧體永磁材料的改進方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的是采用熔融鹽輔助燒結(jié)技術制備單相鍶鐵氧體粉末，降低燒結(jié)溫度，細化晶粒。所要解決的技術問題為進一步深入研究鍶鐵氧體永磁材料磁性能的影響機理以及磁取向提供有力的技術依據(jù)。本發(fā)明采用的技術方案:一種熔融鹽輔助燒結(jié)鍶鐵氧體，具體步驟如下:
(1)鍶鐵氧體預燒料粉體配比；
(2)鍶鐵氧體粉體與硫酸鹽的混合；
(3)熔融鹽輔助燒結(jié)制備單相鍶鐵氧體；
(4)水溶硫酸鹽，烘干制得超細鑭摻雜鍶鐵氧體粉末；
配料:原料按質(zhì)量比稱取，包括85 % -87 %的純度大于99 %的Fe2O3和13 % -15 %的純度大于99%的Sr⑶3，再加上總投料0.1%-0.3%的工業(yè)純氧化鋁；將配好的粉料經(jīng)過連續(xù)式球磨預混，篩分，預燒，本發(fā)明得到的鍶鐵氧體預燒料，平均粒度小于I微米，預燒溫度低于900°C。
[0007]所述鍶鐵氧體粉體與硫酸鹽的混合:將鐵氧體預燒料與無水硫酸鈉鹽按一定質(zhì)量比1:1-1: 5二次機械球磨I小時混合。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明采用先低溫預燒鍶鐵氧體粉料，再與硫酸鈉鹽混合，此時硫酸鈉作為球磨分散劑，不與鐵氧體基體反應，不影響鐵氧體成相。另外，采用球磨固相氧化物，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
[0008]所述鍶鐵氧體粉體與硫酸鹽的混合粉末置于方舟中，在空氣氛圍以10/min升溫速率在1000-1250°C燒結(jié)2小時，優(yōu)選燒結(jié)溫度低于1250°C時，預燒料與熔融鹽質(zhì)量比不超過1:5，得到體積致密的塊料；
所述水溶硫酸鹽，烘干制得超細鑭摻雜鍶鐵氧體粉末，此時，塊體燒結(jié)料不易破碎，但是經(jīng)過水洗，超聲溶解，間歇超聲3-5次，每次5分鐘，塊體逐漸松散，通過過濾，濾液主要包含鈉鹽，對環(huán)境無污染可回收，鍶鐵氧體粉末在100°C經(jīng)過I小時烘干，即可得到單相鐵氧體超細粉末。此過程不但解決破碎技術難題，而且避免生產(chǎn)過程中的粉塵污染。
[0009]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明的一種熔融鹽輔助燒結(jié)鍶鐵氧體的方法，與現(xiàn)有技術相比優(yōu)點在于(I)采用優(yōu)化熔鹽配方，改進工藝簡單，成本較低，由于熔融鹽輔助燒結(jié)，具較低燒結(jié)溫度，較短保溫時間，節(jié)約能源；(2)作為流體基質(zhì)，熔融鹽對鐵氧體顆粒形貌具有較好的控制，細化晶粒，尺寸均勻；(3)熔融鹽具有較低表面能，誘導促進晶化，制備單相的六角鐵氧體晶粒。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明實施例1樣品的掃描電鏡。
[0011]圖2是本發(fā)明實施例2樣品的XRD圖譜。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實施案例對本發(fā)明進行詳細的描述，需說明的是，本發(fā)明的保護范圍并不局限下述實施案例。
[0013]實施例1。
[0014]按質(zhì)量比包括85%-87%的純度大于99%的Fe2O3和13% -15%的純度大于99%的Sr⑶3，再加上總投料O A0A-0.3%的工業(yè)純氧化鋁，稱取1.76公斤的Sr⑶3、10公斤的Fe2O3和0.03公斤的Al2O3進行配料后，通過連續(xù)球磨1-2小時后，通過篩分機篩選粒徑，900V低溫煅燒I小時后，制得預燒鍶鐵氧體料，隨機選取I公斤預燒料與無水硫酸鈉鹽，按一定質(zhì)量比1:1，均勻混合，然后置入柱形坩禍中，在空氣氛圍以?ο/min升溫速率在1050°C燒結(jié)2小時，得到體積致密的塊料;將塊狀鍶鐵氧體燒結(jié)料放入蒸餾水中超聲溶解，超聲5次，每次5分鐘，塊體逐漸松散，烘干即可得到單相鐵氧體超細粉末，形貌見掃描電鏡圖1。
[0015]實施例2。
[0016]按質(zhì)量比包括85%-87%的純度大于99%的Fe2O3和13%_15%的純度大于99%的SrCO3，再加上總投料0.1%-0.3%的工業(yè)純氧化鋁，稱取0.22公斤的SrCO3、1.5公斤的Fe2O3和0.005公斤的Al2O3進行配料后，通過連續(xù)球磨1-2小時后，通過篩分機篩選粒徑，900°C低溫煅燒I小時后，制得預燒鍶鐵氧體料，隨機選取0.5公斤預燒料與無水硫酸鈉鹽，按一定質(zhì)量比1:1，均勻混合，然后置入柱形坩禍中，在空氣氛圍以10/min升溫速率在1200°C燒結(jié)2小時，得到體積致密的塊料;將塊狀鍶鐵氧體燒結(jié)料放入蒸餾水中超聲溶解，超聲3次，每次5分鐘，塊體逐漸松散，烘干即可得到單相鐵氧體超細粉末。與標準卡片比對，物相分析表明為單相，見圖2。
[0017]實施例3。
[0018]按質(zhì)量比包括85%-87%的純度大于99%的Fe2O3和13% -15%的純度大于99%的Sr⑶3，再加上總投料0.1%~0.3%的工業(yè)純氧化鋁，稱取0.35公斤的Sr⑶3、2公斤的Fe2O3和0.03公斤的Al2O3進行配料后，通過連續(xù)球磨1-2小時后，通過篩分機篩選粒徑，9000C低溫煅燒I小時后，制得預燒鍶鐵氧體料，隨機選取0.5公斤預燒料與無水硫酸鈉鹽，按一定質(zhì)量比1:5，均勻混合，然后置入柱形坩禍中，在空氣氛圍以10/min升溫速率在1050°C燒結(jié)2小時，得到體積致密的塊料;將塊狀鍶鐵氧體燒結(jié)料放入蒸餾水中超聲溶解，超聲3次，每次5分鐘，塊體逐漸松散，烘干即可得到單相鐵氧體超細粉末。
[0019]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、改進等，均應包括在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種熔融鹽輔助燒結(jié)鍶鐵氧體的方法，具體步驟如下: (1)鍶鐵氧體預燒料粉體配比； (2)鍶鐵氧體粉體與硫酸鹽的混合； (3)熔融鹽輔助燒結(jié)制備單相鍶鐵氧體； (4)水溶解分離硫酸鹽，烘干制得超細鑭摻雜鍶鐵氧體粉末。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熔融鹽輔助燒結(jié)鍶鐵氧體方法，其特征在于: 所述配料:原料按質(zhì)量比稱取，包括85 % -87 %的純度大于99 %的Fe2O3和13 % -15 %的純度大于99%的Sr⑶3，再加上總投料量0.1%-0.5%的工業(yè)純氧化鋁；將配好的粉料經(jīng)過連續(xù)球磨預混，篩分，預燒，本發(fā)明得到的鍶鐵氧體預燒料，平均粒度小于I微米，預燒溫度低于900°C，保溫1-2小時。3.根據(jù)權(quán)利要求1至2所述的一種熔融鹽輔助燒結(jié)鍶鐵氧體方法，其特征在于: 所述鍶鐵氧體粉體與硫酸鹽的混合:將鐵氧體預燒料與無水硫酸鈉鹽按一定質(zhì)量比1:1-1:5二次機械球磨I小時混合;與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明采用先低溫預燒鍶鐵氧體粉料，再與硫酸鈉鹽混合，此時硫酸鈉作為球磨分散劑，不與鐵氧體基體反應，不影響鐵氧體成相；另外，采用球磨固相氧化物，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。4.根據(jù)權(quán)利要求1至2所述的一種熔融鹽輔助燒結(jié)鍶鐵氧體方法，其特征在于: 所述鍶鐵氧體粉體與硫酸鹽的混合粉末置于方舟中，在空氣氛圍以10/min升溫速率在1000-1250°C燒結(jié)2小時，優(yōu)選燒結(jié)溫度低于1250°C時，預燒料與熔融鹽質(zhì)量比不超過1:5，得到體積致密的塊料。5.根據(jù)權(quán)利要求1至2所述的一種熔融鹽輔助燒結(jié)鍶鐵氧體方法，其特征在于: 所述水溶硫酸鹽，烘干制得超細鑭摻雜鍶鐵氧體粉末，此時，塊體燒結(jié)料不易破碎，但是經(jīng)過水洗超聲溶解，間歇超聲3-5次，每次5分鐘，塊體逐漸松散，通過過濾，濾液主要包含鈉鹽，對環(huán)境無污染可回收，鍶鐵氧體粉末在100°C經(jīng)過I小時烘干，即可得到單相鐵氧體超細粉末。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熔融鹽輔助燒結(jié)鍶鐵氧體的方法，其特征在于采用85％-87％的純度大于99％的Fe2O3和13％-15％的純度大于99％的SrCO3，再加上總投料0.1％-0.3％的工業(yè)純氧化鋁配料，球磨，篩分，900℃低溫煅燒1-2小時制預燒粉；將鐵氧體預燒料與無水硫酸鈉鹽混合，鈉鹽作為分散劑，再次機械球磨1小時，預燒料與鈉鹽質(zhì)量比不超過1:5；在空氣氛圍以10/min升溫速率在1000-1250℃燒結(jié)2小時后，采用蒸餾水溶解硫酸鹽，優(yōu)選超聲溶解3-5次，每次5分鐘，100℃烘干制得超細鍶鐵氧體粉末；經(jīng)測試表征，制得單相的鍶鐵氧體粉末具有六角晶體形貌。本發(fā)明所用原料價格低廉，工藝簡單，輔助燒結(jié)的熔融鈉鹽可回收，重復利用，對環(huán)境無污染。另外，較傳統(tǒng)陶瓷法燒結(jié)溫度低，保溫時間短，生產(chǎn)效率提高，節(jié)約能源。
【IPC分類】C04B35/626, C04B35/64, C04B35/26
【公開號】CN105565793
【申請?zhí)枴緾N201511000469
【發(fā)明人】雷成龍, 唐少龍, 周連明, 潘冠軍, 孟祥康, 都有為
【申請人】海安南京大學高新技術研究院, 南京大學, 南通萬寶實業(yè)有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月29日