喇叭用磁性材料及其制备方法

技术领域

本申请涉及磁性材料的技术领域，更具体地说，它涉及一种喇叭用磁性材料及其制备方法。

背景技术

磁性材料与信息化、自动化、机电一体化、国防、国民经济的方方面面紧密相关。其中就包括在喇叭中的应用，喇叭中的磁铁缠绕有线圈，当声音进入喇叭时，会产生特定变化的电流，电流使线圈产生磁性，使得线圈与磁铁产生规律的吸引或排斥运动，从而产生振动，这种振动带动纸盆振动，将声音放大，可见磁铁起到辅助振动的重要作用。

申请公布号为CN103646741A的发明专利申请公开了一种钕铁硼磁性材料，按重量份比包括：镨钕：27-32％；镝铁：0-5％；钆铁：0-4％；硼铁：5-5.5％；钴：0-2％；镓：0-0.3％；铝：0.2-1.4％；铜：0.1-0.2％；铌铁：0.3-0.5％；余量为铁。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在该磁性材料中硼铁含量较高，而硼铁的物理属性脆而硬，长期高温或受外力时容易产生裂纹，从而造成电磁性能不稳定，影响喇叭音质的缺陷。

发明内容

为了提高磁性材料的抗裂能力，从而减小影响喇叭的音质的可能性，本申请提供一种喇叭用磁性材料及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种喇叭用磁性材料，采用如下的技术方案：

一种喇叭用磁性材料，包括以下组分，按质量百分比计：Nd、13.5-15.5，Cu、0.5-0.7，Al、1.7-1.9，Ga、0.23-0.27，Rh、23.5-28.0，抗菌剂、0.06-0.08，润滑剂0.01-0.04，添加剂、0.02-0.07，余量为铁和杂质。

优选的，包括以下组分，按质量百分比计：Nd、14.0-15.0，Cu、0.6-0.7，Al、1.8-1.9，Ga、0.25-0.27，Rh、24.0-26.5，抗菌剂、0.07-0.08，润滑剂0.03-0.04，添加剂、0.04-0.07，余量为铁和杂质。

通过采用上述技术方案，由于采用Rh代替B在磁性材料体系中形成RhFeO

抗菌剂能够减小磁性材料使用过程中滋生细菌的可能性，进而减小磁性材料被细菌分泌侵蚀的可能性，有利于延长喇叭使用寿命。润滑剂提高了颗粒间的流动性，减小休止角，增大抗裂性，但润滑剂添加过多会影响磁性材料的剩磁和耐磨性。

优选的，所述润滑剂包括硬脂酸锌、硬脂酸和四苯基二丙二醇二亚磷酸酯，硬脂酸锌、硬脂酸和四苯基二丙二醇二亚磷酸酯的重量比为(3.0-3.5)：(12.5:15.0)：(5.0:6.5)。

通过采用上述技术方案，硬脂酸锌、硬脂酸和四苯基二丙二醇二亚磷酸酯得到的润滑剂耐热和耐紫外线性能优异，互相协同后磁性材料加工时的颗粒流动性的提高效果明显，抗裂性提高，并且对制得的磁性材料耐磨性和剩磁的影响小。

优选的，所述硬脂酸锌、硬脂酸和四苯基二丙二醇二亚磷酸酯的重量比为3.5:15.0:6.5。

通过采用上述技术方案，硬脂酸锌、硬脂酸和四苯基二丙二醇二亚磷酸酯互相协同后对磁性材料加工时的颗粒流动性的提高效果最好，并且对制得的磁性材料耐磨性和剩磁的影响最小。

优选的，所述抗菌剂包括Ag和MgFe

通过采用上述技术方案，Ag和MgFe

优选的，所述添加剂包括SiO

通过采用上述技术方案，SiO

优选的，所述SiO

通过采用上述技术方案，制得的磁性材料的在动态工作条件下的稳定性最好，对起始磁导率和矫顽力提高作用最大。

第二方面，本申请提供一种喇叭用磁性材料的制备方法，采用如下的技术方案：

一种喇叭用磁性材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、制备润滑剂和添加剂备用；

步骤二、根据比例，选用高纯金属粉末进行称量配料，在4Pa的真空度下将称量好的Rh、Fe、Nd、Cu、Al和Ga进行熔融和熔炼，得到合金熔体浇注成的甩带片；

步骤三、破碎，在75℃下，将制得的甩带片进行吸氢破碎，然后进行脱氢，得到脱氢碎片；

步骤四、球磨，将脱氢碎片磨成直径1微米的磁粉；

步骤五、成型：在氮气的保护下，将磁粉垂直压制后，加磁场取向成型得到生坯；

步骤六、烧结，在氮气保护下，将毛坯放入石墨盒，在985℃下烧结3.5h，然后进行回火，得到磁性材料。

通过采用上述技术方案，制得的磁性材料不仅具有较高的矫顽力、剩磁、抗菌性能，并且性能稳定，不易开裂。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请采用由于采用Rh代替B在磁性材料体系中形成RhFeO

2、本申请中优选采用SiO

3、本申请的方法，通过将合金熔体浇注成的甩带片，然后对甩带片进行吸氢破碎，在氮气的保护下，对磁粉垂直压制，严格控制加工温度，因此获得了磁性材料不仅具有较高的矫顽力、剩磁、抗菌性能，并且性能稳定，不易开裂效果。

具体实施方式

以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。

本申请人在研究相关技术的喇叭过程中，发现喇叭中的磁性材料在使用较长时间后，磁性材料的表面出现了开裂以及表面沾污的问题。

为了解决上述问题，本申请人从磁性材料的组分和加工工艺出发，通过改变磁性材料的组分和加工工艺的工序以及参数，来提高磁性材料的抗裂性，并同时保证磁性材料的磁性和稳定性，此外还提高了磁性材料的抗菌性。

本申请的原料都是通过商业渠道获得。

实施例

各实施例中的组分和配比如表1所示。

实施例1-实施例6的制备方法如下：

步骤一、按照表1的重量份，称取硬脂酸锌加热至120℃后，加入四苯基二丙二醇二亚磷酸酯混合均匀，冷却至40℃后加入硬脂酸，混匀，得到润滑剂备用，然后称取SiO

步骤二、选用高纯金属粉末进行称量配料，在4Pa的真空度下，按照表1的重量份，将称量好的Rh、Fe、Nd、Cu、Al、Ga、润滑剂、添加剂和抗菌剂加入熔炉中，进行熔融和熔炼，得到合金熔体，然后将合金熔体浇注成甩带片，浇注完成后，向熔炉内充满氮气，并在在取出甩带片时不断向熔炉内充入氮气；

步骤三、破碎，将制得的甩带片装入氢破罐中，然后将氢破罐加热至75℃，在装入过程对氢破罐进行抽真空后充入氢气，在完成抽真空后充入氢气之前停止加热，在充入氢气的同时，对氢破罐进行冷却使氢破罐维持在75℃，再进行脱氢进行吸氢破碎，得到脱氢碎片；

步骤四、球磨，将脱氢碎片加入球磨机中磨成直径1微米的磁粉；

步骤五、成型，在氮气的保护下，将磁粉放入成型压机模具中垂直压制后，加磁场取向成型，得到密度为3.5g/cm

步骤六、烧结，在氮气保护下，将毛坯放入石墨盒，放入真空烧结炉中，在985℃下烧结3.5h，然后进行回火，得到磁性材料。

对比例

各对比例中的组分和配比如表2所示。

对比例1与实施例1的制备方法区别之处如下：

无步骤一，步骤中、按照表1的重量份，将称量好的镨钕、镝铁、钆铁、硼铁、钴、镓、铝、铜、铌铁和铁加入熔炉中进行熔融和熔炼，制备甩带片。

对比例2与实施例1的制备方法区别之处如下：

步骤一中，按照表1的重量份，称取SiO

步骤二中，不加入润滑剂。

对比例3与实施例1的制备方法区别之处如下：

步骤二中，不加入Rh。

对比例4与实施例1的制备方法区别之处如下：

步骤一、按照表1的重量份，润滑剂只有硬脂酸锌。

对比例5与实施例1的制备方法区别之处如下：

步骤一、按照表1的重量份，润滑剂只有硬脂酸。

对比例6与实施例1的制备方法区别之处如下：

步骤一、按照表1的重量份，润滑剂只有四苯基二丙二醇二亚磷酸酯。

对比例7与实施例1的制备方法区别之处如下：

步骤一、按照表1的重量份，抗菌剂只有Ag。

对比例8与实施例1的制备方法区别之处如下：

步骤一、按照表1的重量份，抗菌剂只有MgFe

对比例9与实施例1的制备方法区别之处如下：

步骤一、按照表1的重量份，添加剂只有SiO

对比例10与实施例1的制备方法区别之处如下：

步骤一、按照表1的重量份，添加剂只有Bi

对比例11与实施例1的制备方法区别之处如下：

步骤一、按照表1的重量份，添加剂只有V

性能检测试验

检测方法

1、矫顽力和剩磁：将制得的磁性材料加工成10mm×10mm×10mm的试样，在常规市售的磁滞回线仪中进行剩余磁化强度(Br)和矫顽力(Hc)测试。

2、抗裂性能：利用扫描电子显微镜对混凝土标准试块进行微观检测，观测其表面裂纹条数，以裂纹条数表征磁性材料抗裂性能。

3、抗菌性能：选择革兰氏阴性大肠杆菌和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌作为细菌模型，将菌株在37℃下的培养皿中培养至达到细胞计数至5108CFU/mL；然后通过离心(7000rpm,5分钟)收集细菌细胞,并使细菌悬浮于0.85％的盐水溶液中；最后，通过使用0.85％(wt/vol)盐水溶液稀释细菌细胞以控制细胞密度达到5106CFU/mL，得到试验菌液。2小时内取六份5mL的试验菌液加入250mL六份无菌烧杯中，放入经高压灭菌处理后的样品(直径为100mm的磁性材料)和空白材料(直径为100mm的不锈钢金属片)，各三组平行，封口后于37℃条件下100r/min震荡培养2h，然后取培养液各1.0ml键入无菌培养皿中，最后倒入30ml固体LB培养基，轻轻旋转混匀冷却凝固后于37℃导致培养24h后进行菌落计数，并通过空白材料与样品组的菌落之差除以空白材料的菌落计算得到抑菌率。

4、稳定性：根据公式(Hc-Hc’)/Hc带入测试得到的矫顽力进行计算，得到退磁曲线方形度。

以上各实施例制得的磁性材料的性能测试结果如表3所示。

表3以上各实施例制得的磁性材料的性能测试结果

以上各对比例制得的磁性材料的性能测试结果如表4所示。

表4以上各对比例制得的磁性材料的性能测试结果

数据分析：

1、结合实施例1和对比例1并结合表3-4可以看出，实施例1相对于对比例1的相关技术，磁性材料裂纹减少，但矫顽力和剩磁反而增大，可能是由于采用Rh代替B在磁性材料体系中形成了RhFeO

2、结合实施例1和实施例2并结合表3-4可以看出，当Rh含量增大时，实施例2相对于实施例1的矫顽力和剩磁进一步增大，裂缝减少，可见Rh在一定范围内，含量增加时对提高磁性材料抗裂性能和矫顽力以及剩磁起促进作用。同时，由于实施例2的抗菌剂含量大于实施例1，实施例2的抑菌率对应增加，可见，抗菌剂含量增大，在一定范围内有利于促进磁性材料抗菌效果。添加剂整体增多，使得实施例2的退磁曲线方形度更接近1，稳定性更好。

3、结合实施例1和实施例3并结合表3-4可以看出，当实施例3与实施例1的抗菌剂组分含量不同时，尽管抗菌剂含量增加，但磁性材料的抑菌率反而降低，可以看出，抑菌剂的组分重量比也会影响抑菌效果。

4、结合实施例1和实施例4并结合表3-4可以看出，当磁性材料中Rh、添加剂和润滑剂都增多时，磁性材料的矫顽力增大，但剩磁减小，裂纹进一步减小，稳定性更好，可见，添加剂有利于提高磁性材料的稳定性，Rh有利于提高矫顽力和剩磁，润滑剂能够促进抗裂性但会使得剩磁减小，因此，润滑剂不宜添加过多。

5、结合实施例1和实施例5并结合表3-4可以看出，当添加剂的组分含量之比变化时，磁性材料的稳定性会受到影响。

6、结合实施例1和对比例2并结合表3-4可以看出，当磁性材料中缺少润滑剂时，对比例2相对于实施例1裂缝数面明显增加，但剩磁反而有所提高，可以看出润滑剂能够促进抗裂性但会使得剩磁减小。

7、结合实施例1和对比例3并结合表3-4可以看出，当磁性材料中缺少Rh时，磁性材料的矫顽力和剩磁都减小，可见，Rh能够提高磁性材料的矫顽力和剩磁。

8、结合实施例1和对比例4、5和6并结合表3-4可以看出，当润滑剂中只有硬脂酸锌、硬脂酸或四苯基二丙二醇二亚磷酸酯时，磁性材料的裂缝数都大于实施例1，可见，润滑剂中硬脂酸锌、硬脂酸和四苯基二丙二醇二亚磷酸酯之间存在协同作用，三者协同促进磁性材料的抗裂性能。

9、结合实施例1和对比例7和8并结合表3-4可以看出，当抗菌剂中只有Ag或MgFe

10、结合实施例1和对比例9-11并结合表3-4可以看出，当添加剂中只有SiO

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。