第六章+硬磁铁氧体.ppt

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第六章+硬磁铁氧体
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第二阶段:晶核氧化法生产的氧化铁
FeSO4+2NaOH→Fe(OH)2+Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓4FeSO4+4H2O+O2→2Fe2O3↓+4H2SO4Fe+H2SO4→FeSO4+H2↑
将一定量的硫酸亚铁溶液(5%)与过量氢氧化钠溶液反应(~),在常温下通入空气,使之全部变为红棕色的氢氧化铁胶体溶液,作为沉积氧化铁的晶核。以上述晶核为载体,以硫酸亚铁为介质,通入空气,在75~85℃,在金属铁存以下,硫酸亚铁与空气中氧气作用生成三氧化二铁(即铁红)沉积在晶核上,溶液中的硫酸根又与金属铁作用重新生成硫酸亚铁,硫酸亚铁再被空气氧化成铁红继续沉积,这样循环至整个过程结束,生成氧化铁红。
标称纯度97%,实际纯度>99%,一致性、稳定性高,流动性好,粒度细匀,形貌比较规则和单一,不含硫酸根,但含有微量氮(N),***含量非常低。
铁鳞和磁铁矿粉直接氧化法生产的氧化铁
过渡阶段:水解法氧化铁红
水解过程:
FeCl3+3H2O→Fe(OH)3↓+3HCl
热处理过程:
2Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O+(3−n)H2O
第三阶段:Ruthner法Fe2O3
Ruthner法又叫喷雾焙烧法(SprayRoasting),是早期的大中型钢铁企业处理酸洗钢材作业时产生的废液(主要成分为FeCl2)、并回收盐酸和制备氧化铁的一种主要方法。它是以铁的***化物(FeCl2)为原料加铁屑耗酸,溶液经净化后进行高温喷雾焙烧。***化亚铁溶液在高温条件下水解、氧化生成***化氢和氧化铁。***化氢以盐酸回收,返回酸洗钢材车间重复使用。
4FeCl2+O2+4H2O→2Fe2O3+8HCl↑
HCl(g)+H2O→HCl(l)
干法生产和湿法生产的主要区别在于粉体制备方式,成型和烧结等工艺都大致相同。干法生产采用氧化物作还原料,活性较差,反应不易完全,但是工艺简单,应用较为普遍。湿法生产虽然工艺复杂,但由于原料的化学活性较高,便于提高质量,降低成本,适合小批量生产。
铁氧体基本上是采用粉末冶金的方法进行生产的,其生产工艺可以归纳为干法生产和湿法生产两大类。
干法生产
高温固相法,自蔓延高温合成法(SHS)等。
湿法生产
溶胶-凝胶法,共沉淀法,水热法等
预烧料制备

原材料选择与配方
配方是影响铁氧体磁性能的一个关键,锶铁氧体的正分配方(摩尔比)应是Fe2O3:SrO=n=6。当n<6时,过剩的SrO促进铁氧体的固相反应,起促进晶粒长大作用,同时在铁氧体内部会形成很多空位,有利于离子扩散,提高烧结性能。当n>6时,过剩的Fe2O3使剩磁降低。
~%的SiO2,可细化预烧料中的晶粒,使预烧料中的晶粒直径分布在1~2µm之间,提高单畴粒子的比率。为了促进固相反应,通常在配方中加入CaCO3,Bi2O3等助熔剂,但是要控制所加的量,过多的添加剂对磁性能影响较大。
湿式干法工艺(Ries,1969)
采用悬浮液(料浆),在振动磨机、鼓形混料机或砂磨机中混合均匀,然后经脱水干燥。
混料通常采用的混合方式是用滚动式球磨机干磨或湿磨,又称为一次球磨。
混料
形成钡铁氧体的固相反应过程:
BaCO3+Fe2O3=+CO2
+5Fe2O3=
总反应式为:
BaCO3+6Fe2O3=+CO2
预烧:固相反应过程
永磁铁氧体预烧实质上是各类原料在高温条件下通过固相反应充分转变为六角晶系铁氧体的过程,这一转变过程进行得是否完善、晶体形态是否完整会对材料的品质带来重要影响,“先天不足”一旦在此发生,后工序将无法弥补。一般的预烧温度在800-1200℃之间,保温时间1-4h。预烧完结后基本上已得到具有所要的化学成分的铁氧体,但是反应程度还不够均匀,或存在少量未反应的配料。
预烧所用的设备:回转窑