掺杂技术在永磁铁氧体材料中的应用研究

摘要

近年来,随着铁氧体行业的王牌企业-日本TDK公司推出FB6,FB9系列高性能铁氧体产品后,在全球的铁氧体行业里讯速出现了一股高性能永磁铁氧体的开发热潮.人们纷纷从原材料,二次掺杂,生产工艺等方面探索提高磁性能的途径,随着汽车工业的快速发展,高性能的汽车电机对永磁铁氧体的性能需求也越来越高.实现永磁铁氧体高性能化的工艺途径主要有两条:一是通过工艺技术的改进与创新,达到永磁铁氧体高性能的目标,即对其微观结构进行优化组合,高性能永磁铁氧体材料的微观结构特点是:晶粒细小且分布均匀,呈单畴颗粒状态,对于锶铁氧体而言,单畴颗粒尺寸应小于lμm;或者采用离子代换的方法,进行材料的微观结构的优化二是通过组合掺杂,离子代换,对铁氧体材料的配方进行优化设计,从一般意义上讲,在磁性材料中加入非磁性物质,必然导致磁性能的降低.然而大量试验表明,少量非磁性物质的引入,不但没有降低磁体的磁性能,反而使磁性能有所提高,在永磁铁氧体中常用的添加剂有CaCO3、CaO、Al2O3、SiO2及部分稀土氧化物;由于国产的铁氧体预烧料大多停留在YF30水平,更高性能的材料在制造成本上是成倍的增长,且很难保证同批产品磁性能的一致性.本文根据铁磁学和材料物理学的相关理论,对铁氧体材料的二次掺杂和生产工艺进行了新的研究和探索;用相当于YF30预烧料的北矿磁材科技股份有限公司BMS-4料为原材料,分别制作出了Br=426.4mT,Hcj=243.3KA/m和Br=331.5mT,Hcj=415.9KA/m的永磁体,为实现永磁铁氧体材料的高性能,低成本化生产提供了一条有效的途径。