高性能干压异性铁氧体研究及展望

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1、高性能干压异性铁氧体材料研究及展望杨武国包大新吴跃峰丁伯明（横店集团东磁股份有限公司中央研究所，浙江东阳322118）摘要：介绍了国内外高性能干压各向异性铁氧体材料的研究进展，同时总结自己的研发经验，提出了几点提高干压各向异性铁氧体性能的思路，并对干压异性铁氧体的应用和未来发展前景作了展望。关键词：干压异性铁氧体，研究进展，多极磁环，磁瓦1前言铁氧体永磁是一种量大面广的高性能价格比的永磁材料。据统计，2004年我国铁氧体永磁材料总产量为35万吨，占世界总产量的51％[1]。铁氧体永磁最大的应用是电机，占其总产量的53％以上[2]。随着电子信息技术的日益发展，各种电子装置对与之

2、配套的磁性功能元件的要求越来越高，具体表现在形状日趋复杂，体积逐渐减小，加工精度愈来愈高。永磁铁氧体器件的成型方法主要有干压法和湿压法两种。湿压产品性能高且稳定，但成型后的毛坯因脱水不易控制使其成品率低，有些形状复杂的产品甚至根本难以用湿法压制。此外，湿压法还具有成型工艺复杂，压制速率慢，生产率低的缺点。干压成型法由于不需要脱水，因而成型装置结构简单，压制速度快，生产效率更高，易于实现自动化成型。另外成品表面光滑平整，无须修坯，大大减少磨加工量，因而较湿法更具特点，尤其适用于难于用湿法生产的异型器件和小器件[3-6]。本文简要介绍了国内外高性能干压各向异性铁氧体材料的研究进展

3、，同时总结自己的研发经验，提出了几点提高干压各向异性铁氧体性能的思路，并对干压异性铁氧体的应用和未来发展前景作了展望。2干压异性铁氧体研究现状2.1国外研究现状当今世界上铁氧体材料研究做得最好的是日本企业。以TDK为代表的日本磁性材料企业系统地研究了几乎所有可能的配方和工艺，并且大都申请了相关专利。在干压异性方面，TDK公司先后推出了两大系列共五个牌号的产品，如表1所示[7]。其近两年推出的FB5系列更是将干压异性铁氧体材料性能推到了一个新的高度，基本接近和达到当前国内大部分厂家主流湿压产品性能指标。因而其干压产品已经能够部分替代湿压产品，广泛应用于微型电机磁瓦、电机转子和计

4、算机配件等。表1TDK公司干压异性永磁铁氧体材料牌号及性能性能牌号BrHcbHcj(BH)max(mT)(kA/m)(kA/m)(kJ/m3)FB5D415±10254.6±11.9262.6±15.932.6±1.6FB5DH400±10278.6±11.9318.3±15.930.3±1.6FB3N395±15234.8±11.9238.7±15.928.7±2.4FB3G375±15254.6±15.9270.6±19.925.9±2.4FB3X375±15234.8±11.9238.7±15.925.9±2.42.2国内研究现状国内能做干压铁氧体的知名厂家主要包括北矿

5、磁材，江门粉末冶金和马鞍山科技等，其材料最高性能都大致相当于TDK的FB3N水平，与东磁公司新开发的DM3930D性能相当，具体技术指标见表2。另外珠海麦格磁电的产品目录中列举了很多不同规格的干压异性铁氧体材料器件，包括多极磁环、二极磁环和干压异性电机磁瓦。其中多极磁环(8极、12极、16极和24极)的最高表磁可达2000Gs。表2国内相关公司高性能干压异性永磁铁氧体材料牌号及性能性能BrHcbHcj(BH)max公司牌号(mT)(kA/m)(kA/m)(kJ/m3)北矿BMS-2.6B395±5230.7±8.0238.7±15.929.4±0.8江门JPM-2D365～3

6、95230～260235～27526.3～30.2马鞍山MGC-C3395±10230.7±8.0234.8±8.028.6±0.8东磁DM3930D395±10234.8±11.9238.7±15.728.6±2.43提高干压异性铁氧体性能的思路配方混料预烧粗粉碎微粉碎干燥分散磁场成型烧结磨加工冲磁检验成品图1TDK公司高性能干压异性永磁铁氧体工艺流程干压异性铁氧体的性能主要取决于干压粉体的质量及相应的磁场成型技术。图1是TDK公司高性能干压异性永磁铁氧体工艺流程图[8]。与传统的湿压生产工艺相比，主要区别是多了干燥和分散两道工序。这也正是影响干压异性铁氧体性能的关键工序。

7、3.1原材料和配方一般说来，应用于高性能干压异性铁氧体的原材料和配方与湿压产品区别不大，高性能的湿压配方的预烧料可直接用于制备干压粉体。生产预烧料的主要原料（Fe2O3、SrCO3）应该先进行理化分析，根据固有杂质含量的多少，适当地修正配比与掺杂。摩尔比根据实验结果取5.6~5.9，采用湿式混合，严格控制预烧前粉体的粒度和预烧温度，要求固相反应完全，充分生成M相Sr铁氧体[9]。3.2干压粉体的制备众所周知，永磁铁氧体材料最重要的技术参数是剩磁(Br)。根据式中：Bs为饱和磁感应强度，     A为密度