注射成形用镧锌掺杂永磁铁氧体磁粉的研究

论文摘要

永磁铁氧体至今仍是产量最大、应用最广泛的永磁材料。注射成形是制备粘结铁氧体磁体的一种重要方法；注射铁氧体磁体广泛应用于微电机转子、打印机和传感器等领域。提高注射成形磁体的磁性能一直是国内外企业的开发重点。注射成形磁体的Br取决于磁粉性能、磁粉在磁体中的体积分数和磁粉的取向度。本论文的目的是研究La-Zn元素掺杂对铁氧体磁粉的粉体特性注射成形性能的影响，探讨制备高性能注射成形用铁氧体磁粉的途径。论文采用陶瓷工艺，通过混料、烧结、粗破碎、细磨、退火和表面处理等工序制备铁氧体磁粉。通过磁粉注射成形检测评价其磁性能、熔融流动性；通过粒度分布测试仪、压样机、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、振动样品磁强计（VSM）等手段对磁粉的粉体特性、磁性能进行表征、分析和研究。本论文采用三种不同原始晶粒尺寸的烧结料球，通过调整细磨时间，制备出不同粉体特性的磁粉，然后进行注射成形检验。结果表明，磁粉的平均粒度、粒度分布和压缩密度是注射成形性能的重要影响因素；细磨过程产生超细粉；烧结料的原始晶粒尺寸是磁粉压缩密度、粒度分布的主要影响因素。采用La-Zn掺杂制备了系列Sr1-xLaxFe12-xZnxO19（x=0～0.3）铁氧体磁粉。结果表明，在x=0.1时注射成形磁体的Br获得达最大值，之后下降；磁体Br的下降主要因为磁粉取向度下降。在x≤0.2时，磁体的Hcj随掺杂量增加而升高。通过在950～1250℃等温度下烧结，分别制备出Sr0.85La0.15Fe11.85Zn0.15O19和SrFe12O19磁粉。结果表明，La-Zn掺杂具有抑制晶粒异常长大和细化晶粒尺寸的作用。相比SrFe12O19磁粉，Sr0.85La0.15Fe11.85Zn0.15O19磁粉具有粒度分布窄、粒度细、Hcj高和σs高等特点，但也存在磁粉压缩密度低和粒料熔融流动性低等需要进一步解决的问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 永磁铁氧体材料研究与应用状况
• 1.1.1 永磁铁氧体材料发展
• 1.1.2 永磁铁氧体材料应用
• 1.1.3 永磁铁氧体材料工业生产状况
• 1.1.4 永磁铁氧体材料研究状况
• 1.2 注射成形用铁氧体材料研究与应用状况
• 1.2.1 粉末注射成形技术发展状况
• 1.2.2 粉末注射成形技术在永磁材料中的研究状况
• 1.2.3 注射成形用铁氧体磁粉发展状况
• 1.3 永磁铁氧体的离子掺杂改性研究
• 1.3.1 M 型铁氧体晶体结构
• 1.3.2 永磁铁氧体的离子掺杂研究状况
• 1.4 磁粉微观形状控制研究
• 1.5 本论文研究意义
• 1.6 研究内容
• 第2章 铁氧体磁粉制备工艺及检验分析方法
• 2.1 磁粉制备工艺
• 2.2 原料及设备
• 2.3 实验检验分析方法
• 第3章 铁氧体磁粉粉体特性与注射成形性能关系研究
• 3.1 实验
• 3.2 不同烧结料断面 SEM 分析
• 3.3 磁粉粉体特性分析
• 3.3.1 细磨时间对磁粉粒度分布的影响
• 3.3.2 平均粒度与粒度分布关系分析
• 3.3.3 磁粉平均粒度和粒度分布对磁粉压缩密度的影响
• 3.4 磁粉粉体特性对注射成形性能的影响
• 3.4.1 磁粉粉体特性对粒料熔融流动性的影响
• 3.4.2 磁粉粉体特性对磁体性能的影响
• 3.5 本章小结
• 第4章 La-Zn 掺杂量对铁氧体磁粉微观组织与性能的影响
• 4.1 实验
• 4.2 La-Zn 掺杂量对磁粉相成分和微结构的影响
• 4.3 La-Zn 掺杂量对磁粉微观组织的影响
• 4.4 La-Zn 掺杂量对磁粉粉体特性的影响
• 4.5 La-Zn 掺杂量对注射成形性能的影响
• 4.6 本章小结
• 第5章 烧结工艺对磁粉粉体特性和磁性能的影响
• 5.1 实验
• 5.2 烧结工艺对磁粉的相成分和微结构的影响
• 5.3 烧结工艺对烧结料断面 SEM 的影响
• 5.4 烧结工艺对磁粉的粒度分布的影响
• 5.5 La-Zn 掺杂对铁氧体晶粒长大影响的机理分析
• 5.6 La-Zn 掺杂对磁粉压缩密度的影响机理分析
• 5.7 烧结工艺对磁粉注射成形性能的影响
• 5.7.1 烧结工艺对磁性能的影响
• 5.7.2 烧结工艺对粒料 MFR 的影响
• 5.8 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果