水磁鐵氧體永磁鐵氧體性質(zhì)與分類

水磁鐵氧體是六角晶系鐵氧體或M型鐵氧體。六角晶系鐵氧體的一般化學(xué)式為MeFe₁₂O₁₉,其中Me=Ba、Sr或P。與水磁合金相比,水磁鐵氧體的主要特點(diǎn)是:原材料便宜,來源廣泛,制造工藝簡單,適于大規(guī)模生產(chǎn);具有很高的電阻率,能在高頻場合下使用;化學(xué)穩(wěn)定性好,在永磁鐵氧體晶格中的陽離子處于最高氧化狀態(tài),故材料不易氧化;永磁性能比較低;溫度穩(wěn)定性較差。

永磁鐵氧體材料一般分為兩大類,即燒結(jié)水磁鐵氧體材料和黏結(jié)永磁鐵氧體材料。

(1)燒結(jié)水磁氧體的主要原料包括 BaFe₁₂O₁₉和Fe₁₂O₁₉,依據(jù)磁晶的取向不同分為各向同性和各向異性磁體,鍶鐵氧體的Hc比鋇鐵氧體高。燒結(jié)鐵氧體是通過陶瓷工藝法(預(yù)燒、破碎、制粉、壓制成型、燒結(jié)和磨加工)制造而成的,磁性能比較高,質(zhì)地堅硬,屬于脆性材料,已成為應(yīng)用最為廣泛的永磁體。

(2)黏結(jié)鐵氧體永磁是以鐵氧體永磁粉末為磁性主體與黏結(jié)劑加工而成的永磁材料,也稱復(fù)合永磁或橡塑磁體,國內(nèi)黏結(jié)鐵氧體永磁的生產(chǎn)工藝,主要是注射、擠出和壓延三種。由鐵氧體永磁料粉與合成橡膠復(fù)合經(jīng)擠出成型、壓延成型、注射成型等工藝而制成的具有柔軟性、彈性及可扭曲性的磁體,可加工成條狀、卷狀、片狀及各種復(fù)雜形狀。

永磁鐵氧體不含有Ni、Co以及稀土等高價格金屬元素,因此成本較低。而且由于晶體對稱性低造成的磁晶各向異性大,矯頑力要大于鋁鎳鈷磁鋼,且剩磁適中,化學(xué)穩(wěn)定性好,相對質(zhì)量較低,性價比高于其他類永磁材料,因而在市場上其生產(chǎn)和應(yīng)用占有很大優(yōu)勢。水磁鐵氧體主要應(yīng)用于工藝品、吸附件、玩具、電機(jī)、傳感器、醫(yī)療器械、揚(yáng)聲器等。

生產(chǎn)永磁鐵氧體所需的氧化鐵原料主要有鐵紅、鐵精礦和軋鋼鐵鱗。由于鐵鱗價格低、來源廣泛,因此用鐵鱗代替鐵紅生產(chǎn)永磁鐵氧體使成本大大下降,促進(jìn)了永磁鐵氧體的發(fā)展。我國生產(chǎn)永磁鐵氧體所用的氧化鐵原料主要為軋鋼鐵鱗。判斷一種原料能否生產(chǎn)高檔永磁鐵氧體材料,一是根據(jù)其生成的M相純度,二是預(yù)燒料晶體形貌。對于鐵鱗,除了其中以化合物形式存在的SiO₂會降低鐵氧體的物相純度外(鐵鱗中的SiO₂應(yīng)在0.4%以下),由于鐵鱗是軋鋼過程中的副產(chǎn)品,其傳輸和運(yùn)輸方式還會使其中混有潤滑油、沙、土等雜質(zhì)。在預(yù)燒前必須去除這些雜質(zhì)并將鐵鱗磨至10μm以下,才能保證在預(yù)燒料中生成的M相物相純度。這一階段的粉碎稱為永磁鐵氧體生產(chǎn)工藝中的原料粉碎。

經(jīng)過上述粉碎后的原料經(jīng)過混料、氧化和固相反應(yīng)燒結(jié),便成為預(yù)燒料。預(yù)燒料再細(xì)磨至1-3μm制成作為中間產(chǎn)品的磁粉后,用于生產(chǎn)永磁鐵氧體最終產(chǎn)品,這一階段的粉碎稱為預(yù)燒料的細(xì)磨。高檔永磁鐵氧體材料主要分為燒結(jié)磁體和黏結(jié)磁體兩大類。黏結(jié)磁體的性能是磁粉顆粒形貌的敏感量,因而與預(yù)燒料的晶體形貌息息相關(guān),其中軋制磁粉要求顆粒呈片狀以利于應(yīng)力取向;磁場取向磁粉要求顆粒近似球狀以利于磁粉在磁場中轉(zhuǎn)動的靈活性。預(yù)燒料的細(xì)磨工藝是鐵氧體磁性材料制備過程中一道重要的工藝,細(xì)磨效果直接關(guān)系到磁體最終性能。為獲得高性能的磁性材料,對細(xì)磨工藝不僅是要求得到合適的粒度,而且最重要的是要求粒度分布要窄,顆粒尺寸要均勻,在黏結(jié)磁體用磁粉的制備過程中,對細(xì)磨工藝還要求研磨過程中對預(yù)燒料的晶粒形貌的破壞盡量小。

磁泡是鐵氧體中的一種圓形磁疇，它在外磁場作用下具有自由移動的特征,從磁性薄膜表面上看，上去就像氣泡，所以稱為磁泡。因它可以用于計算機(jī)存儲而引起人們的廣泛關(guān)注。磁泡的大小只有數(shù)微米,單位面積存儲的信息量非常大,所以磁泡存儲器具有容量大、體積小功率小、可靠性高的優(yōu)點(diǎn),是作為記憶信息元件的理想材料。

對磁泡材料，要求缺陷盡量少、透明度高。磁泡的遷移速度要快，材料的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械性能要好。正鐵氧體RFeO，(R是稀士元素)和石榴石型鐵氧體是最適合的磁泡材料，而后者更優(yōu)，其磁泡直徑小，遷移率高，已經(jīng)實(shí)用化。這種材料是以無磁性的釓鎵石榴石(Gd₅Ga₅O₁₂-GGG)作為襯底，以外延法生長出能產(chǎn)生磁泡的含稀土元素石榴石薄膜。

一般將軟磁鐵氧體分為多晶和單晶軟磁鐵氧體兩大類，雖然多晶材料生產(chǎn)量比單晶材料大得多,幾乎用于國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域,但因單晶軟磁鐵氧體材料具有獨(dú)特的性能，已成為一些高性能電子元器件不可缺少的軟磁材料。

鐵氧體磁瓦的磁性能表現(xiàn)在高頻時具有較高的磁導(dǎo)率。因而，鐵氧體己成為高頻弱電領(lǐng)域用途廣泛的非金屬磁性材料。由于鐵氧體單位體積中儲存的磁能較低，飽合磁化強(qiáng)度也較低（通常只有純鐵的1/3-1/5），因而限制了它在要求較高磁能密度的代頻強(qiáng)電和大功率領(lǐng)域的應(yīng)用。

選礦設(shè)備用永磁鐵氧體磁塊

在選礦設(shè)備行業(yè)中，永磁鐵氧體磁塊的長和寬分別為85和65mm，厚度通常為18和15mm。由此衍生出的主要型號為：P0118、P9118、P0115、P9115、X9310、X9412等。

在選礦設(shè)備行業(yè)中，永磁鐵氧體磁塊的磁性能通常仍采用老標(biāo)準(zhǔn)，主要分為：Y25、Y30、Y30BH、Y35等四個標(biāo)準(zhǔn)。

選礦設(shè)備用永磁鐵氧體磁塊標(biāo)準(zhǔn)起草單位：沈陽礦山機(jī)械有限公司 。