高流动性注塑铁氧体材料的研究

摘要

永磁铁氧体及其应用产品是一种典型的节能、节汇和出口创汇产品,无论从资源利用角度,还是从能源和应用的角度来看,其发展前景都是十分广阔的。加大永磁铁氧体的发展对中国汽车、摩托车、电子信息等国民经济支柱产业及出口创汇具有重大意义,符合国家产业政策与规划,因此采用国内含铁原材料,优化生产条件,开发制备具有合理物理特性,适合注射用的各向异性铁氧体颗粒料是十分重要的。在注射成型粘结铁氧体的生产过程中,颗粒料的流动性能、力学性能和磁性能的好坏会直接影响到注射成型粘结铁氧体磁体的加工性能和使用性能,是提升注射成型粘结铁氧体产品档次的主要因素。而当前,制约我国注射成型铁氧体产业发展的一个重要因素也正是在流动性能及磁粉的磁性能转化率方面和国外相比还存在着较大的差距,因此提高注射成型铁氧体颗粒料的流动性能和磁粉的磁性能转化率,是我们长期以来努力的方向,也是我国注射成型粘结铁氧体产业亟待突破的“瓶颈”。
　　 本文采用高温固相合成反应制备锶铁氧体磁粉,研究了不同焙烧温度和时间下氧化铋(Bi2O3)对锶铁氧体相组成、微结构以及内禀矫顽力的影响。发现:添加Bi2O3试样中,由于含Bi液相的生成,1050℃的较低温度下促进了铁氧体化反应和颗粒的生长,从而显著提高锶铁氧体(SrM)的本征矫顽力。添加Bi2O3烧结后,获得的锶铁氧体颗粒尺寸在1.2μm附近,球形度较佳,同时具有超过300KA/m的本征矫顽力,可应用于制备高填充型粘结锶铁氧体磁体。此外,研究了Bi2O3的液相作用过程,并提出了一种新的液相作用机理:氧化锶(SrO)和氧化铁(Fe2O3)溶解于少量Bi2O3液相中并形成SrM相,液相层包裹在SrM相外部并随SrM相的增加而向外扩展,当铁氧体反应完成后,SrM形成近球形颗粒,液相层冷却沉积在SrM颗粒表面。
　　 采用熔融共混法制备了尼龙6/铁氧体/油酸复合材料,用熔融指数仪测量其流动性,用差示扫描量热仪(DSC)对其熔融和结晶行为进行表征,用扫描电镜(SEM)观察其微观形貌。结果表明,随着油酸的加入,可以明显改善尼龙6的流动性能,同时,使尼龙6结晶温度升高,熔融温度降低,结晶度降低。对油酸作用机制的研究表明,其改善流动性的主要原因是油酸减弱了尼龙6长链分子间的作用力,从而增加高温下分子链的运动能力。尼龙6流动性的改善有助于制备高填充量的尼龙/铁氧体复合材料。