【摘 要】
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我国作为永磁铁氧体生产大国,铁矿资源丰富,但制备永磁铁氧体所需的铁红主要依赖进口,产品性能及品质与国际先进水平存在较大差距。因此,论文工作基于不同原料体系开展SrM永磁铁氧体制备技术研究,探究离子取代、添加剂和制备工艺等关键技术对SrM永磁铁氧体磁电特性的影响。一方面实现本土铁矿的低成本高效利用,另一方面实现高性能SrM永磁铁氧体材料自主研发。首先基于铁矿原料体系制备SrM永磁铁氧体。通过XRF和
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我国作为永磁铁氧体生产大国,铁矿资源丰富,但制备永磁铁氧体所需的铁红主要依赖进口,产品性能及品质与国际先进水平存在较大差距。因此,论文工作基于不同原料体系开展SrM永磁铁氧体制备技术研究,探究离子取代、添加剂和制备工艺等关键技术对SrM永磁铁氧体磁电特性的影响。一方面实现本土铁矿的低成本高效利用,另一方面实现高性能SrM永磁铁氧体材料自主研发。首先基于铁矿原料体系制备SrM永磁铁氧体。通过XRF和XPS分析表征,明确铁矿原料主要成分为TFe≥69%,SiO2≤0.40%,Al2O3≤0.58%等;进而优化SrM永磁铁氧体缺铁配方,当缺铁量在0~1.0范围内,随着缺铁量的增加,SrM永磁铁氧体的Br、Hcb和Hcj先增大后减小,ρ逐渐增大;提高预烧温度可提升材料的Br和ρ,但Hcb和Hcj会逐渐减小;采用CaCO3、SiO2和H3BO3复合添加剂调控晶粒晶界特性,其中适量CaCO3添加剂可使Br、(BH)max和ρ增大,适量SiO2添加剂可使Br、Hcb、Hcj、(BH)max和ρ均增大,适量H3BO3添加剂可使Hcb和Hcj增大;烧结温度的提高可促进烧结致密化,致使Br和(BH)max增大。基于铁矿原料体系,最终制备出SrM永磁铁氧体最优性能为:Br=3828 Gs,Hcb=3577 Oe,Hcj=3914Oe,(BH)max=3.50 MG·Oe,ρ=149.3Ω·m。然后基于铁红原料体系制备SrM永磁铁氧体。分析得出铁红主要成分为TFe≥74%,SiO2≤0.02%;通过DOE实验设计对La、Ca、Co三种离子取代、预烧和烧结温度等制备工艺对SrM永磁铁氧体性能影响进行了对比和分析。得出La离子取代量、预烧和烧结温度三种因素对SrM永磁铁氧体的磁性能影响最为显著。当缺铁量在0~1.20范围内时,随着铁含量的增加,SrM永磁铁氧体的Br、(BH)max和ρ均逐渐增大;La离子取代量的增大会提升材料的Br、(BH)max,但Hcb、Hcj和ρ先增大后减小;预烧温度的提高可提升材料的Hcb、Hcj。二次球磨时间的延长可以细化晶粒,提高粉料活性,提高材料的Br和(BH)max,但降低了ρ;提高烧结温度可提升材料的Br、(BH)max和ρ,降低材料的Hcj。基于铁红原料体系,最终制备出SrM永磁铁氧体最优性能为:Br=4201 Gs,Hcb=3867 Oe,Hcj=4371 Oe,(BH)max=4.28 MG·Oe,ρ=276.3Ω·m。
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