權(quán)利要求書: 1.一種鍶鐵氧體磁粉的制備方法,其特征是,包括如下步驟:(1)配料:將鐵紅和碳酸鍶進(jìn)行濕混混合,得到主相原料;
(2)預(yù)燒:對(duì)主相原料進(jìn)行預(yù)燒,得到預(yù)燒料;
(3)球磨改性:將預(yù)燒料粉碎后與輔料混合,并加入占預(yù)燒料質(zhì)量0.5 2%的氮氧自由基~改性油酸進(jìn)行濕法球磨,干燥后得到改性磁粉漿料;
(4)輥壓:將改性磁粉漿料在外加磁場(chǎng)下進(jìn)行輥壓致密,得到壓延片;
(5)燒結(jié):將壓延片燒結(jié)后得到燒結(jié)料;
(6)振磨:將燒結(jié)料破碎后加入助磨劑進(jìn)行振磨,過(guò)篩后得到平均粒度為5 10μm的鍶鐵~氧體磁粉;助磨劑的組分包括氮氧自由基改性油酸和偶聯(lián)劑;
步驟(3)和(6)中所述的氮氧自由基改性油酸由4?羥基?TEMPO與油酸進(jìn)行酯化反應(yīng)制得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍶鐵氧體磁粉的制備方法,其特征是,所述的氮氧自由基改性油酸的制備方法為:將油酸與4?羥基?TEMPO按摩爾比1:1.5 2混合溶于有機(jī)溶劑中,加入催~化劑和脫水劑,在氮?dú)獗Wo(hù)下100 110℃酯化反應(yīng)4 6h,得到所述氮氧自由基改性油酸;所~ ~述的催化劑為4?二甲氨基吡啶,催化劑添加量為反應(yīng)物總質(zhì)量的2 3%;所述的脫水劑為N,~N'?二環(huán)己基碳二亞胺,加入的脫水劑與4?羥基?TEMPO的摩爾比為1:1 1.5。
~
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍶鐵氧體磁粉的制備方法,其特征是,步驟(6)所述的助磨劑中,偶聯(lián)劑為
硅烷偶聯(lián)劑和/或鈦酸酯偶聯(lián)劑,氮氧自由基改性油酸和偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為
3 5:1;助磨劑的添加量為振磨的燒結(jié)料質(zhì)量的0.5 1%;振磨頻率為45 55Hz,振磨時(shí)間為~ ~ ~
10 15min。
~
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍶鐵氧體磁粉的制備方法,其特征是,步驟(1)中鐵紅與碳酸鍶的摩爾比5.3 5.7:1。
~
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍶鐵氧體磁粉的制備方法,其特征是,步驟(2)中的預(yù)燒溫度為1280 1290℃,預(yù)燒時(shí)間1.5 2.0h;步驟(5)中的燒結(jié)溫度為1240 1260℃,燒結(jié)時(shí)間1.5~ ~ ~ ~
2.0h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍶鐵氧體磁粉的制備方法,其特征是,以占預(yù)燒料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì),步驟(3)中所述的輔料包括:0.8~1.3%的CaCO3,0.10~0.35%的SiO2,0.01~0.40%的HBO3;濕法球磨時(shí)的球磨介質(zhì)為無(wú)水乙醇,球磨時(shí)間2~3h;干燥后的改性磁粉漿料的含液率為0.2 0.4wt%,改性磁粉漿料中磁粉的平均粒度為0.8 1.2μm。
~ ~
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍶鐵氧體磁粉的制備方法,其特征是,步驟(4)中外加磁場(chǎng)的方向垂直于壓延片的厚度方向,外加磁場(chǎng)的大小為6000 12000Oe;輥壓時(shí)的輥間距為3~ ~
5mm。
8.一種注射磁粉,其特征是,由粉料A和粉料B按質(zhì)量比1:1 4:1混合制得;所述的粉料A~為使用如權(quán)利要求1 7任一所述的制備方法制得的平均粒度為5 10μm的鍶鐵氧體磁粉;所~ ~述的粉料B為平均粒度為0.9 1.1μm的小顆粒鍶鐵氧體磁粉;
~
所述的注射磁粉的粒度分布為:D50為2.3 3.0μm,D90為8.5 9.5μm,平均粒度為3.3 5μ~ ~ ~m;粒度分布的span值為3.0 3.35。
~
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的注射磁粉,其特征是,所述粉料B的制備方法為:將鐵紅和碳酸鍶按摩爾比5.3 5.7:1混合,在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8 1.2%的氯化鍶溶液中進(jìn)行濕磨,然后經(jīng)預(yù)~ ~燒、破碎、細(xì)磨、烘干后得到所述粉料B。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的注射磁粉,其特征是,所述的預(yù)燒溫度為1190 1210℃,預(yù)燒~時(shí)間1.5 2.0h。
~
說(shuō)明書: 一種鍶鐵氧體磁粉的制備方法及包含其的注射磁粉技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及注射磁粉技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及一種鍶鐵氧體磁粉的制備方法及包含其的注射磁粉。背景技術(shù)[0002] 注射成型永磁鐵氧體屬于粘結(jié)永磁鐵氧體的一種,其主要原材料為鐵氧體磁粉與硬質(zhì)有機(jī)高分子材料。由于其具有成本低、磁體形狀自由度高、尺寸精度高、生產(chǎn)成本低、且可與金屬制品一體成型的特點(diǎn),應(yīng)用場(chǎng)景在不斷延伸。為盡可能地發(fā)揮永磁鐵氧體材料磁性能優(yōu)勢(shì),一般要求磁粉含量盡可能高,至少在88%。磁粉壓實(shí)密度(CD值)是高性能注射成型粘結(jié)永磁鐵氧體的直觀參數(shù)。通過(guò)提高晶粒的尺寸,拓寬晶粒分布范圍能夠起到磁粉壓實(shí)密度的效果,但是單純提高晶粒尺寸會(huì)降低磁體的磁性能,使得單純提高晶粒尺寸的方法不具備實(shí)用性,因此需要一種能夠提高壓實(shí)密度的同時(shí)獲得盡可能高磁體磁性能的技術(shù)方案。[0003] 公開號(hào)為CN115312283A的專利文獻(xiàn)中公開了一種高壓實(shí)密度注射磁粉及其制備方法,通過(guò)輥壓致密+磁場(chǎng)取向的方法制備了具有多晶結(jié)構(gòu)的粉料A,然后與具有片狀單晶結(jié)構(gòu)的粉料B混合,片狀單晶結(jié)構(gòu)的粉料B能夠充分填充到粉料A的間隙中,有效提高了注射3
磁粉的壓實(shí)密度,CD值能夠達(dá)到3.80?4.00g/cm。
[0004] 但上述方法制得的磁粉仍然存在以下問(wèn)題:1、制備粉料A時(shí),將含水率較低的細(xì)粉料漿輥壓致密,輥壓時(shí)粉末顆粒間缺少分散介質(zhì),摩擦力較大,不利于粉末在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)取向,因此大顆粒的粉料A中小晶粒的有序度仍不理想,磁體的磁性能無(wú)法獲得有效提升。2、磁粉的CD值高,填充量大,隨著磁粉含量的增加,喂料的流動(dòng)性變差,后續(xù)混煉和注射過(guò)程中氣孔增多,產(chǎn)生缺陷概率增大,會(huì)導(dǎo)致磁體的機(jī)械強(qiáng)度下降,磁體會(huì)變脆。3、所得粉料A的顆粒粒度粗,后續(xù)的磁體加工過(guò)程中對(duì)擠出螺桿的磨損大,不利于實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容[0005] 本發(fā)明的第一個(gè)發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的大顆粒鍶鐵氧體磁粉存在組成其的小晶粒的有序度不理想及顆粒粒度較大容易對(duì)后續(xù)加工裝置造成磨損的問(wèn)題,提供一種鍶鐵氧體磁粉的制備方法,在輥壓致密前加入氮氧自由基改性油酸對(duì)預(yù)燒后的磁粉進(jìn)行球磨改性,可提升輥壓時(shí)晶體的取向度;并在輥壓致密后加入助磨劑對(duì)磁粉進(jìn)行振磨,改善了大顆粒磁粉的流動(dòng)性和取向性,減少了后續(xù)加工過(guò)程中對(duì)裝置的損傷。[0006] 本發(fā)明的第二個(gè)發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的高壓實(shí)密度的注射磁粉存在流動(dòng)差、加工性能不佳,導(dǎo)致用其生產(chǎn)得到的磁體機(jī)械強(qiáng)度不足的問(wèn)題,提供一種注射磁粉,將制得的大顆粒鍶鐵氧體磁粉與小顆粒鍶鐵氧體磁粉混合,制成具有特定粒度分布的注射磁粉,在保證注射磁粉具有高的壓實(shí)密度的同時(shí),提升了注射磁粉的加工性能,從而確保磁體同時(shí)具有良好的磁性能和機(jī)械性能。[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述第一發(fā)明目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種鍶鐵氧體磁粉的制備方法,包括如下步驟:
(1)配料:將鐵紅和碳酸鍶進(jìn)行濕混混合,得到主相原料;
(2)預(yù)燒:對(duì)主相原料進(jìn)行預(yù)燒,得到預(yù)燒料;
(3)球磨改性:將預(yù)燒料粉碎后與輔料混合,并加入占預(yù)燒料質(zhì)量0.5 2%的氮氧自~
由基改性油酸進(jìn)行濕法球磨,干燥后得到改性磁粉漿料;
(4)輥壓:將改性磁粉漿料在外加磁場(chǎng)下進(jìn)行輥壓致密,得到壓延片;
(5)燒結(jié):將壓延片燒結(jié)后得到燒結(jié)料;
(6)振磨:將燒結(jié)料破碎后加入助磨劑進(jìn)行振磨,過(guò)篩后得到平均粒度為5 10μm的~
鍶鐵氧體磁粉;助磨劑的組分包括氮氧自由基改性油酸和偶聯(lián)劑;
步驟(3)和(6)中所述的氮氧自由基改性油酸由4?羥基?TEMPO與油酸進(jìn)行酯化反應(yīng)制得。
[0008] 本發(fā)明通過(guò)在外加磁場(chǎng)下輥壓致密的方法,制得由片狀單晶沿C軸堆疊形成的多晶結(jié)構(gòu)的大顆粒鍶鐵氧體磁粉,為了提高輥壓致密時(shí)單片晶粒的取向性,使大顆粒中的晶粒有序性排列,從而提升磁體的磁性能,本發(fā)明在輥壓致密前加入了氮氧自由基改性油酸對(duì)預(yù)燒后的磁粉進(jìn)行了球磨改性,使氮氧自由基改性油酸負(fù)載在磁粉表面。本發(fā)明通過(guò)油酸中的羧基與4?羥基?TEMPO中的羥基的酯化反應(yīng),制得了分子鏈中同時(shí)含有具有潤(rùn)滑作用的油酸鏈段和具有磁性導(dǎo)向作用的TEMPO氮氧自由基的氮氧自由基改性油酸。在輥壓過(guò)程中,油酸鏈段中可自由伸展和旋轉(zhuǎn)的長(zhǎng)碳鏈對(duì)磁粉起到了良好的潤(rùn)滑作用,可有效降低晶粒間的摩擦力,有利于晶粒在外加磁場(chǎng)的作用下進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)取向;而具有磁性的TEMPO氮氧自由基可起到導(dǎo)向作用,進(jìn)一步引導(dǎo)晶粒沿外加磁場(chǎng)的方向進(jìn)行取向,有效提升了輥壓致密過(guò)程中單片晶粒的取向性,提高了大顆粒磁粉中晶粒的有序度,有利于提升磁體的磁性能;經(jīng)后續(xù)燒結(jié)步驟后氮氧自由基改性油酸得以去除。
[0009] 同時(shí),為了提升大顆粒磁粉的加工性能,本發(fā)明在對(duì)燒結(jié)后的壓延片進(jìn)行破碎后又進(jìn)行了振磨。通過(guò)振磨過(guò)程可對(duì)破碎得到的大顆粒磁粉進(jìn)行倒角,改善其形貌,使其獲得更好的流動(dòng)性,減小其對(duì)后續(xù)加工裝置的損傷,同時(shí)可以對(duì)磁體的機(jī)械性能進(jìn)行微調(diào),彌補(bǔ)粒度過(guò)細(xì)導(dǎo)致的強(qiáng)度過(guò)分增高以及粒度過(guò)粗導(dǎo)致的強(qiáng)度變低。并且,本發(fā)明在振磨過(guò)程中加入了包括氮氧自由基改性油酸和偶聯(lián)劑的助磨劑,氮氧自由基改性油酸的加入,一方面可提升磁粉的可磨性,減小粉碎阻力,提高磨粉的流動(dòng)性,保證在振磨過(guò)程中可以對(duì)磁粉形貌進(jìn)行微調(diào)的同時(shí),避免了磁粉在振磨過(guò)程中發(fā)生不必要的破碎,破壞其多晶結(jié)構(gòu);另一方面,氮氧自由基改性油酸的加入也可進(jìn)一步提升大顆粒磁粉在后續(xù)注塑過(guò)程中的取向性,提升磁體的磁性能;此外改性后磁粉表面接枝的偶聯(lián)劑和有機(jī)基團(tuán)能夠促進(jìn)后續(xù)注塑加工過(guò)程中磁粉與尼龍等基體的結(jié)合能力,有助于增強(qiáng)韌性改善磁體的力學(xué)性能。[0010] 作為優(yōu)選,所述的氮氧自由基改性油酸的制備方法為:將油酸與4?羥基?TEMPO按摩爾比1:1.5 2混合溶于有機(jī)溶劑中,加入催化劑和脫水劑,在氮?dú)獗Wo(hù)下100 110℃酯化~ ~反應(yīng)4 6h,得到所述氮氧自由基改性油酸;所述的催化劑為4?二甲氨基吡啶,催化劑添加量~
為反應(yīng)物總質(zhì)量的2 3%;所述的脫水劑為N,N'?二環(huán)己基碳二亞胺,加入的脫水劑與4?羥~
基?TEMPO的摩爾比為1:1 1.5。
~
[0011] 作為優(yōu)選,步驟(6)所述的助磨劑中,偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑和/或鈦酸酯偶聯(lián)劑,氮氧自由基改性油酸和偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為3 5:1;助磨劑的添加量為振磨的燒結(jié)料質(zhì)量的0.5~1%;振磨頻率為45 55Hz,振磨時(shí)間為10 15min。通過(guò)對(duì)振磨頻率和振磨時(shí)間的控制,可在~ ~ ~
有效改善大顆粒磁粉形貌的同時(shí)防止振磨后的磁粉平均粒度過(guò)細(xì),細(xì)顆粒比例過(guò)多,從而影響其在注射磁粉中的應(yīng)用。
[0012] 作為優(yōu)選,步驟(1)中鐵紅與碳酸鍶的摩爾比5.3 5.7:1。~
[0013] 作為優(yōu)選,步驟(2)中的預(yù)燒溫度為1280 1290℃,預(yù)燒時(shí)間1.5 2.0h;步驟(5)中~ ~的燒結(jié)溫度為1240 1260℃,燒結(jié)時(shí)間1.5 2.0h。
~ ~
[0014] 作為優(yōu)選,以占預(yù)燒料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì),步驟(3)中所述的輔料包括:0.8 1.3%的~CaCO3,0.10~0.35%的SiO2,0.01~0.40%的HBO3;濕法球磨時(shí)的球磨介質(zhì)為無(wú)水乙醇,球磨時(shí)間2 3h;干燥后的改性磁粉漿料的含液率為0.2 0.4wt%,改性磁粉漿料中磁粉的平均粒~ ~
度為0.8 1.2μm。
~
[0015] 作為優(yōu)選,步驟(4)中外加磁場(chǎng)的方向垂直于壓延片的厚度方向,外加磁場(chǎng)的大小為6000 12000Oe;輥壓時(shí)的輥間距為3 5mm。~ ~
[0016] 為了實(shí)現(xiàn)上述第二發(fā)明目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種注射磁粉,由粉料A和粉料B按質(zhì)量比1:1 4:1混合制得;所述的粉料A為使用~
上述的制備方法制得的平均粒度為5 10μm的鍶鐵氧體磁粉;所述的粉料B為平均粒度為0.9~
1.1μm的小顆粒鍶鐵氧體磁粉;所述的注射磁粉的粒度分布為:D50為2.3 3.0μm,D90為8.5~ ~
9.5μm,平均粒度為3.3 5μm;粒度分布的span值為3.0 3.35。
~ ~ ~
[0017] 注射磁粉的流動(dòng)性與其粒度分布相關(guān),粉料中的細(xì)顆粒過(guò)多,粘度大,粉料的流動(dòng)性會(huì)變差;而粉料中的粗顆粒過(guò)多,阻力大,同樣也會(huì)導(dǎo)致粉料的流動(dòng)性變差。注射磁粉經(jīng)注塑成型后得到的磁體的機(jī)械性能也與其粒度分布相關(guān),細(xì)顆粒多,磁體的拉伸強(qiáng)度大,磁條較硬,拉伸斷裂形變量小;粗顆粒較多,磁體的彎曲強(qiáng)度小,容易變形。因此,調(diào)整粉料的粒度分布是獲得高性能注射磁粉的關(guān)鍵。為了得到同時(shí)具有較高流動(dòng)性和壓實(shí)密度的注射磁粉,并使其制得的磁體具有良好的機(jī)械性能,本發(fā)明將特定粒度范圍的大顆粒的粉料A和小顆粒的粉料B進(jìn)行復(fù)配,獲得上述粒度分布的注射磁粉,在此粒度分布內(nèi),小顆粒的粉料B可以填充在大顆粒的粉料A的間隙內(nèi),使注射磁粉具有高的壓實(shí)密度;同時(shí)將粒度分布的span值控制在適當(dāng)范圍內(nèi)(span值是一個(gè)相對(duì)值,越大說(shuō)明相對(duì)于D50的粗顆粒多,越小說(shuō)明相對(duì)于D50的細(xì)顆粒多),使注射磁粉同時(shí)還具有良好的流動(dòng)性,制得的磁體具有優(yōu)異的機(jī)械性能。[0018] 作為優(yōu)選,所述粉料B的制備方法為:將鐵紅和碳酸鍶按摩爾比5.3 5.7:1混合,在~質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8 1.2%的氯化鍶溶液中進(jìn)行濕磨,然后經(jīng)預(yù)燒、破碎、細(xì)磨、烘干后得到所述~
粉料B。
[0019] 作為優(yōu)選,所述的預(yù)燒溫度為1190 1210℃,預(yù)燒時(shí)間1.5 2.0h。~ ~
[0020] 因此,本發(fā)明具有如下有益效果:(1)大顆粒的鍶鐵氧體磁粉制備時(shí),在輥壓致密前加入了氮氧自由基改性油酸對(duì)預(yù)燒后的磁粉進(jìn)行了球磨改性,使氮氧自由基改性油酸負(fù)載在磁粉表面,同過(guò)其分子鏈中油酸鏈段的潤(rùn)滑作用及具有磁性的TEMPO氮氧自由基的導(dǎo)向作用,提升了輥壓致密過(guò)程中單片晶粒的取向性,提高了大顆粒磁粉中晶粒的有序度,有利于提升磁體的磁性能;
(2)在對(duì)燒結(jié)后的壓延片進(jìn)行破碎后又進(jìn)行了振磨,通過(guò)振磨過(guò)程改善了大顆粒磁粉的形貌,使其獲得更好的流動(dòng)性,減小其對(duì)后續(xù)加工裝置的損傷,同時(shí)可以對(duì)磁體的機(jī)械性能進(jìn)行微調(diào),彌補(bǔ)粒度過(guò)細(xì)導(dǎo)致的強(qiáng)度過(guò)分增高以及粒度過(guò)粗導(dǎo)致的注塑磁條強(qiáng)度變低;
(3)在振磨過(guò)程中加入了包括氮氧自由基改性油酸和偶聯(lián)劑的助磨劑,可提升磁粉的可磨性,避免振磨過(guò)程中破壞其多晶結(jié)構(gòu),并進(jìn)一步提升了大顆粒磁粉的取向性及磁粉與后續(xù)注塑原料的結(jié)合性,有利于提升磁體性能;
(4)通過(guò)將大顆粒的粉料A和小顆粒的粉料B進(jìn)行合理復(fù)配,獲得了具有適當(dāng)粒度分布的注射磁粉,在此粒度分布下,可使注射磁粉兼具高的壓實(shí)密度和良好的流動(dòng)性,從而使其制得的磁體具有優(yōu)異的機(jī)械性能。
附圖說(shuō)明[0021] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中的注射磁粉的粒度分布圖;圖2是本發(fā)明實(shí)施例2中的注射磁粉的粒度分布圖;
圖3是本發(fā)明實(shí)施例3中的注射磁粉的粒度分布圖;
圖中,(a)為粒徑的分布密度曲線(微分分布曲線);(b)為粒徑的累積分布曲線。
具體實(shí)施方式[0022] 下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。[0023] 在本發(fā)明中,若非特指,所采用的設(shè)備和原料等均可從市場(chǎng)購(gòu)得或是本領(lǐng)域常用的。下述實(shí)施例中的方法,如無(wú)特別說(shuō)明,均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。[0024] 本發(fā)明各實(shí)施例使用的原料中,鐵紅中氧化鐵含量在99.4%以上;碳酸鍶的純度在97.5%以上。
[0025] 總實(shí)施例:一種具有良好加工性能的高壓實(shí)密度注射磁粉,其制備方法為:
S1:制備粉料A:
(1)配料:將鐵紅和碳酸鍶按摩爾比5.3 5.7:1進(jìn)行加水濕混混合,得到主相原料;
~
(2)預(yù)燒:將主相原料在1280 1290℃下預(yù)燒1.5 2.0h,得到預(yù)燒料;
~ ~
(3)球磨改性:將預(yù)燒料粉碎后過(guò)篩,然后與輔料混合,以占預(yù)燒料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì),輔料包括:0.8%~1.3%的CaCO3,0.10%~0.35%的SiO2,0.01%~0.40%的HBO3;再加入占預(yù)燒料質(zhì)量0.5 2%的氮氧自由基改性油酸,以無(wú)水乙醇為球磨介質(zhì)濕法球磨2 3h,干燥至含~ ~
液率為0.2 0.4wt%后得到改性磁粉漿料;
~
(4)輥壓:將改性磁粉漿料在的外加磁場(chǎng)下進(jìn)行輥壓致密,得到壓延片,外加磁場(chǎng)的方向垂直于壓延片的厚度方向,外加磁場(chǎng)的大小為6000 12000Oe;使用的壓輥為膠輥,~
輥間距為3 5mm;
~
(5)燒結(jié):將壓延片在1240 1260℃下燒結(jié)1.5 2.0h后得到燒結(jié)料;
~ ~
(6)振磨:將燒結(jié)料破碎后加入助磨劑進(jìn)行振磨,助磨劑中包括質(zhì)量比為3 5:1的~
氮氧自由基改性油酸和偶聯(lián)劑,助磨劑的添加量為振磨的燒結(jié)料質(zhì)量的0.5 1%;振磨頻率~
為45 55Hz,振磨時(shí)間為10 15min;振磨后過(guò)篩得到平均粒度為5 10μm的鍶鐵氧體磁粉,即~ ~ ~
粉料A;
其中,步驟(3)和(6)中使用的氮氧自由基改性油酸的制備方法為:將油酸與4?羥基?TEMPO按摩爾比1:1.5 2混合溶于二氯甲烷中,加入催化劑4?二甲氨基吡啶和脫水劑N,~
N'?二環(huán)己基碳二亞胺,4?二甲氨基吡啶的添加量為反應(yīng)物總質(zhì)量的2 3%,加入的N,N'?二~
環(huán)己基碳二亞胺與4?羥基?TEMPO的摩爾比為1:1 1.5;通氮?dú)獗Wo(hù),100 110℃下酯化反應(yīng)4~ ~
6h,得到所述氮氧自由基改性油酸;
~
S2:制備粉料B:
將鐵紅和碳酸鍶按摩爾比5.3 5.7:1混合,在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8 1.2%的氯化鍶溶液~ ~
中進(jìn)行濕磨;將料漿烘干后在1190 1210℃下預(yù)燒1.5 2.0h,然后通過(guò)粉碎機(jī)粉碎、加入球~ ~
磨罐中細(xì)磨,烘干后得到平均粒度為0.9 1.1μm的小顆粒鍶鐵氧體磁粉,即粉料B;
~
S3:將粉料A和粉料B按質(zhì)量比1:1 4:1混合,在800 1000℃條件下退火、分散后得~ ~
到具有良好加工性能的高壓實(shí)密度注射磁粉。
[0026] 實(shí)施例1:一種具有良好加工性能的高壓實(shí)密度注射磁粉,其制備方法為:
S1:制備粉料A:
(1)配料:將鐵紅和碳酸鍶按摩爾比5.5:1進(jìn)行加水濕混混合,得到主相原料;
(2)預(yù)燒:將主相原料在1280℃下預(yù)燒2h,得到預(yù)燒料;
(3)球磨改性:將預(yù)燒料粉碎后過(guò)50目篩,然后與輔料混合,以占預(yù)燒料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì),輔料包括:1.0%的CaCO3,0.25%的SiO2,0.20%的HBO3;再加入占預(yù)燒料質(zhì)量1%的氮氧自由基改性油酸,以無(wú)水乙醇為球磨介質(zhì)濕法球磨2h,干燥至含液率為0.3wt%后得到改性磁粉漿料;
(4)輥壓:將改性磁粉漿料在的外加磁場(chǎng)下進(jìn)行輥壓致密,得到壓延片,外加磁場(chǎng)的方向垂直于壓延片的厚度方向,外加磁場(chǎng)的大小為10000Oe;使用的壓輥為膠輥,輥間距為4mm;
(5)燒結(jié):將壓延片在1250℃下燒結(jié)2h后得到燒結(jié)料;
(6)振磨:將燒結(jié)料破碎后加入助磨劑進(jìn)行振磨,助磨劑由質(zhì)量比為4:1的氮氧自由基改性油酸和硅烷偶聯(lián)劑KH550組成,助磨劑的添加量為振磨的燒結(jié)料質(zhì)量的0.8%;振磨頻率為50Hz,振磨時(shí)間為15min;振磨后過(guò)80目篩得到平均粒度為7.5μm的大顆粒鍶鐵氧體磁粉,即粉料A;
其中,步驟(3)和(6)中使用的氮氧自由基改性油酸的制備方法為:將油酸與4?羥基?TEMPO按摩爾比1:1.8混合溶于二氯甲烷中,加入催化劑4?二甲氨基吡啶和脫水劑N,N'?二環(huán)己基碳二亞胺,4?二甲氨基吡啶的添加量為反應(yīng)物總質(zhì)量的2.5%,加入的N,N'?二環(huán)己基碳二亞胺與4?羥基?TEMPO的摩爾比為1:1.2;通氮?dú)獗Wo(hù),105℃下酯化反應(yīng)5h,得到所述氮氧自由基改性油酸;
S2:制備粉料B:
將鐵紅和碳酸鍶按摩爾比5.5:1混合,在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的氯化鍶溶液中進(jìn)行濕磨;
將料漿烘干后在1200℃下預(yù)燒2h,然后通過(guò)粉碎機(jī)粉碎、加入球磨罐中細(xì)磨,烘干后得到平均粒度為0.92μm的小顆粒鍶鐵氧體磁粉,即粉料B;
S3:將粉料A和粉料B按質(zhì)量比3:2混合,在900℃條件下退火、分散后得到具有良好加工性能的高壓實(shí)密度注射磁粉。
[0027] 實(shí)施例2:實(shí)施例2與實(shí)施例1的區(qū)別在于,步驟(6)振磨后過(guò)50目篩,得到平均粒度為9.3μm的粉料A;其余均與實(shí)施例1中相同。
[0028] 實(shí)施例3:實(shí)施例3與實(shí)施例1的區(qū)別在于,步驟(6)振磨后過(guò)100目篩,得到平均粒度為6.2μm的粉料A;其余均與實(shí)施例1中相同。
[0029] 實(shí)施例4:實(shí)施例4與實(shí)施例1的區(qū)別在于,S3中將粉料A和粉料B按質(zhì)量比4:1混合,其余均與實(shí)施例1中相同。
[0030] 實(shí)施例5:實(shí)施例5與實(shí)施例1的區(qū)別在于,S3中將粉料A和粉料B按質(zhì)量比7:3混合,其余均與實(shí)施例1中相同。
[0031] 實(shí)施例6:實(shí)施例6與實(shí)施例1的區(qū)別在于,S3中將粉料A和粉料B按質(zhì)量比1:1混合,其余均與實(shí)施例1中相同。
[0032] 對(duì)比例1:對(duì)比例1與實(shí)施例1的區(qū)別在于,S3中將粉料A和粉料B按質(zhì)量比9:1混合,其余均與實(shí)施例1中相同。
[0033] 對(duì)比例2:對(duì)比例2與實(shí)施例1的區(qū)別在于,S3中將粉料A和粉料B按質(zhì)量比2:3混合,其余均與實(shí)施例1中相同。
[0034] 對(duì)比例3:對(duì)比例3與實(shí)施例1的區(qū)別在于,不進(jìn)行步驟(6)的振磨,將步驟(5)所得的燒結(jié)料粉碎后直接過(guò)80目篩得到平均粒度為8.3μm的粉料A;其余均與實(shí)施例1中相同。
[0035] 對(duì)比例4:對(duì)比例4與實(shí)施例1的區(qū)別在于,步驟(6)的振磨時(shí)間為20min,其余均與實(shí)施例1中相同。
[0036] 對(duì)比例5:對(duì)比例5與實(shí)施例1的區(qū)別在于,步驟(6)的振磨過(guò)程中,僅添加0.8wt%的硅烷偶聯(lián)劑作為助磨劑,助磨劑中不添加氮氧自由基改性油酸,其余均與實(shí)施例1中相同。
[0037] 對(duì)比例6:對(duì)比例6與實(shí)施例1的區(qū)別在于,步驟(6)的振磨過(guò)程中,僅添加0.8wt%的氮氧自由基改性油酸作為助磨劑,助磨劑中不添加硅烷偶聯(lián)劑,其余均與實(shí)施例1中相同。
[0038] 對(duì)比例7:對(duì)比例7與實(shí)施例1的區(qū)別在于,步驟(3)的球磨過(guò)程中不添加氮氧自由基改性油酸,其余均與實(shí)施例1中相同。
[0039] 對(duì)比例8:對(duì)比例8與實(shí)施例1的區(qū)別在于,步驟(3)的球磨過(guò)程中加入占預(yù)燒料質(zhì)量1%的硬脂酸鈣,代替實(shí)施例1中添加的氮氧自由基改性油酸,其余均與實(shí)施例1中相同。
[0040] 對(duì)比例9:對(duì)比例9與實(shí)施例1的區(qū)別在于,步驟(3)的球磨過(guò)程中加入占預(yù)燒料質(zhì)量1%的油酸,代替實(shí)施例1中添加的氮氧自由基改性油酸,其余均與實(shí)施例1中相同。
[0041] 對(duì)比例10:對(duì)比例10與實(shí)施例1的區(qū)別在于,步驟(3)的球磨過(guò)程中加入占預(yù)燒料質(zhì)量1%的4?羥基?TEMPO,代替實(shí)施例1中添加的氮氧自由基改性油酸,其余均與實(shí)施例1中相同。
[0042] 對(duì)比例11:對(duì)比例11與實(shí)施例1的區(qū)別在于,步驟(3)的球磨過(guò)程中加入摩爾比為1:1.8的油酸與4?羥基?TEMPO,代替實(shí)施例1中添加的氮氧自由基改性油酸,油酸和4?羥基?TEMPO的總質(zhì)量為預(yù)燒料質(zhì)量的1%,其余均與實(shí)施例1中相同。
[0043] 對(duì)上述實(shí)施例和對(duì)比例中制得的注射磁粉的粒度分布進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果如圖1 圖3~和表1中所示。
[0044] 表1:注射磁粉粒度分布測(cè)試結(jié)果對(duì)上述實(shí)施例和對(duì)比例中的注射磁粉的加工性能及注塑得到的磁體性能進(jìn)行測(cè)
試,結(jié)果如表2和表3中所示。
[0045] 測(cè)試方法為:1、粉料CD值測(cè)試:
取18g粉料在
液壓機(jī)下,施加30MPa的壓力壓制成Ф20mm的圓柱形磁塊,測(cè)量磁塊高度,通過(guò)高度換算成ρ(壓實(shí)密度,CD值),計(jì)算公式為:ρ=m/Sh,式中m為質(zhì)量,S為底面積,h為磁塊高度;
2、磁體力學(xué)性能測(cè)試:
拉伸性能的測(cè)試方法參照GB/T1701?2001硬橡膠拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定;
彎曲性能的測(cè)試方法參照GB/T1696?2001硬質(zhì)橡膠彎曲強(qiáng)度的測(cè)定;
3、磁體磁性能測(cè)試:
分別將實(shí)施例和對(duì)比例中制備的注射磁粉1500g與160g尼龍6混合,充分混合均勻后采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混煉和造粒,混煉溫度280℃;將得到的顆粒料加入立式小型注射成型機(jī),加熱至250℃,注射成型得到Φ10×6mm圓柱體樣塊,注射成型磁場(chǎng)強(qiáng)度為
10000Gs;利用B?H測(cè)試儀測(cè)量上述樣塊磁性能。
[0046] 表2:粉料加工性能和磁體力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表3:磁體磁性能測(cè)試結(jié)果
從表1 3中可以看出,實(shí)施例1 6中制得的注射磁粉的粒度分布落入本發(fā)明的范圍~ ~
3
內(nèi),注射磁粉具有高的壓實(shí)密度,CD值>3.8g/cm ,并且熔融指數(shù)>50g/min,加工性能良好;同時(shí),用其注塑成型后制得的磁體具有良好的磁性能和力學(xué)性能,Br可達(dá)3000 3100Gs,~
Hcj2600 2800Oe,HBmax2.2 2.3MGOe;拉伸強(qiáng)度>70MPa,拉伸形變0.3 0.5%,彎曲強(qiáng)度>~ ~ ~
150MPa,彎曲應(yīng)變0.85 0.95%。
~
[0047] 而對(duì)比例1中的注射磁粉中大顆粒的粉料A加入過(guò)多,磁粉的粒度過(guò)粗,導(dǎo)致磁粉的CD值與實(shí)施例1相比顯著降低,加工性能較差;磁條的韌性較好,但強(qiáng)度顯著降低。對(duì)比例2中的注射磁粉中小顆粒的粉料B加入過(guò)多,磁粉的粒度過(guò)細(xì),同樣也導(dǎo)致了CD值降低,加工性能和磁性能下降,磁條強(qiáng)度變高,韌性較差。
[0048] 對(duì)比例3在粉料A的制備過(guò)程中不通過(guò)振磨對(duì)粉料A的形貌進(jìn)行進(jìn)一步修飾,粉料A的顆粒較粗,顆粒棱角較多,CD值與實(shí)施例1中相比較低,流動(dòng)性和取向性較差,剩磁低,且容易在棱角處應(yīng)力集中,容易形成裂紋源,后續(xù)注塑產(chǎn)品容易斷裂。對(duì)比例4中振磨的時(shí)間過(guò)長(zhǎng),振磨后的粉料A的平均粒度過(guò)細(xì),磁粉中的細(xì)顆粒比例過(guò)多,導(dǎo)致磁粉的CD值與實(shí)施例1相比有所降低,加工性能變差,同時(shí)Hcj過(guò)小。對(duì)比例5在振磨過(guò)程中只加入硅烷偶聯(lián)劑作為助磨劑,缺少了氮氧自由基改性油酸的助磨作用,振磨過(guò)程中的粉碎阻力較大,難以有效對(duì)粉料A的形貌進(jìn)行微調(diào),振磨過(guò)程中還容易導(dǎo)致其多晶結(jié)構(gòu)的破碎,磁粉的流動(dòng)性下降,磁體的磁性能與實(shí)施例1中相比也有所降低。對(duì)比例6在振磨過(guò)程中只加入氮氧自由基改性油酸作為助磨劑,缺少了硅烷偶聯(lián)劑的作用,磁粉與注塑原料的結(jié)合性下降,導(dǎo)致磁體的力學(xué)性能與實(shí)施例1中相比有所下降。[0049] 對(duì)比例7在步驟(3)的球磨過(guò)程中不添加氮氧自由基改性油酸,缺少了其潤(rùn)滑作用,不利于晶粒在輥壓過(guò)程中的轉(zhuǎn)動(dòng)取向,組成粉料A的小晶粒的有序度下降,導(dǎo)致CD值下降,磁體的磁性能與實(shí)施例1中相比有所降低。對(duì)比例8和對(duì)比例9分別在球磨過(guò)程中用傳統(tǒng)的潤(rùn)滑劑硬脂酸鈣和油酸代替實(shí)施例1中的氮氧自由基改性油酸,雖然硬脂酸鈣和未經(jīng)改性的油酸也具有潤(rùn)滑作用,但對(duì)比例8和9中磁體的磁性能與實(shí)施例1中相比仍有下降,說(shuō)明傳統(tǒng)潤(rùn)滑劑的存在雖然有利于減小磁粉在輥壓過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)取向時(shí)的摩擦力,但缺少了磁性氮氧自由基的導(dǎo)向作用,難以使晶粒達(dá)到最佳排列。對(duì)比例10在球磨過(guò)程中僅添加了4?羥基?TEMPO,缺少了油酸鏈段的潤(rùn)滑作用,輥壓過(guò)程中晶粒間的摩擦力較大,不利于其轉(zhuǎn)動(dòng)取向,多晶結(jié)構(gòu)有序性降低,導(dǎo)致CD值減小,磁體的磁性能無(wú)法有效提升。對(duì)比例11中直接將油酸和4?羥基?TEMPO共混加入,而不二者通過(guò)酯化反應(yīng)連接,氮氧自由基的導(dǎo)向作用無(wú)法有效發(fā)揮,晶粒同樣無(wú)法達(dá)到最佳排列,磁體的磁性能下降。
聲明:
“鍶鐵氧體磁粉的制備方法及包含其的注射磁粉” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)