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高性能M型永磁铁氧体的制备与研究

作　者: 包立夫
导　师: 李志杰
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 锶铁氧体添加剂磁性能纳米颗粒
分类号: O614.811
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

M型锶铁氧体(SrM)作为一种重要的永磁体材料,在磁选设备、永磁电机及各种滤波设备中都有着广泛的应用。我国锶铁氧体的产量已经跃居世界首位。制备铁氧体的方法有很多,固相反应法生产工艺简单,易于控制,比较适合大规模批量生产。本文采用固相反应法(陶瓷法)制备M型锶铁氧体,并主要研究了优化添加剂配比和纳米化原料对锶铁氧体的物相,形貌和磁性能的影响。以碳酸锶和三氧化二铁为原材料,经过球磨,烘干,磁场成型,烧结等工序制得最终样品M型锶铁氧体。采用X射线衍射仪对预烧样品进行X射线衍射分析物相。采用扫描电镜对预烧样品进行形貌观察分析。采用磁性材料测量装置测试样品的剩磁和内禀矫顽力。实验结果表明：(1)稀土La, Co离子可以取代锶铁氧体中的Sr, Fe离子,单独添加能够提升锶铁氧体剩磁；(2)常用添加剂Al2O3,SiO2,CaCO3可以大幅度提高锶铁氧体的矫顽力和剩磁。综合磁性能均可以达到较高的标准；(3)按照实验中配方6制备的试样磁性能最为理想。在烧结温度为1200℃时,该试样综合磁性能可以达到FB5B标准；(4)采用纳米级别原材料(碳酸锶和三氧化二铁)所需的预烧温度较低。出现单一的M相的温度比微米预烧样品所需的预烧温度低150℃左右；(5)对于相同的预烧温度,纳米级预烧样品颗粒生长均匀,远远小于微米预烧样品的粒度；(6)当烧结温度为1150℃时,纳米原材料样品综合磁性能最佳,该温度比微米级原材料样品的最佳烧结温度低100℃左右,Br为372mT,矫顽力Hcj为375KA/m,并且其综合磁性能也高于微米级原材料的样品。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-30
  1.1 永磁铁氧体的概述和应用  10-18
  1.2 国内外研究现状,水平和发展趋势  18-19
  1.3 国内外的差距  19-20
    1.3.1 磁性能的差距  19
    1.3.2 材料配方的差距  19
    1.3.3 预烧料制备工艺的差距  19
    1.3.4 球磨工序  19-20
  1.4 锶铁氧体晶体结构及磁性能机制  20-25
    1.4.1 锶铁氧体SrFe_(12)O_(19)的特性  22-23
    1.4.2 磁晶各向异性的来源  23
    1.4.3 M型铁氧体的离子代换原理  23
    1.4.4 高性能锶铁氧体永磁中添加剂掺杂的选择  23-25
  1.5 锶铁氧体的的制备方法  25-27
    1.5.1 固相反应法(陶瓷法)  25
    1.5.2 低温化学法  25
    1.5.3 喷雾热解法  25-26
    1.5.4 水热法  26
    1.5.5 化学共沉淀法  26
    1.5.6 溶胶-凝胶法  26-27
    1.5.7 熔盐法  27
  1.6 课题意义与研究内容  27-30
    1.6.1 课题的意义  27-28
    1.6.2 研究内容与实验流程  28-30
第二章制备工艺优化和样品制备测量手段  30-45
  2.1 陶瓷法制备锶铁氧体的工艺优化  30-36
    2.1.1 原材料的加入  30
    2.1.2 球磨的选择与工艺设计  30-32
    2.1.3 磁场成型  32
    2.1.4 烧结工艺的选择  32-36
  2.2 主要实验设备  36-38
    2.2.1 行星式球磨机  36-37
    2.2.2 高温电炉  37
    2.2.3 液压机  37-38
  2.3 样品的测量仪器  38-45
    2.3.1 TYU-2000永磁材料标准测量装置  38-40
    2.3.2 X射线衍射仪(XRD)  40-41
    2.3.3 振动样品磁量计(VSM)  41-42
    2.3.4 扫描电子显微镜(SEM)  42-45
第三章优化添加剂配比提高锶铁氧体磁性能  45-57
  3.1 实验  45-46
  3.2 结果与讨论  46-56
    3.2.1 La~(3+)和Co~(3+)对锶铁氧体磁性能影响  46-50
    3.2.2 Ca~(2+),Al~(3+)和Si~(4+)对锶铁氧体磁性能影响  50-53
    3.2.3 复合添加对锶铁氧体磁性能影响  53-56
  3.3 结论  56-57
第四章纳米原材料制备锶铁氧体的研究  57-62
  4.1 实验  57-58
    4.1.1 采用纳米级原材料制备SrM磁块  57
    4.1.2 采用微米级原材料制备SrM磁块  57
    4.1.3 样品的测试  57-58
  4.2 结果与讨论  58-61
    4.2.1 样品的XRD分析  58
    4.2.2 样品的SEM分析  58-59
    4.2.3 样品的磁性能分析  59-61
  4.3. 结论  61-62
第五章结论  62-63
参考文献  63-65
在学研究成果  65-66
致谢  66

高性能M型永磁铁氧体的制备与研究

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