《鋼鐵冷軋輥磨削料製備軟磁複合材料的機理研究》是依託北京科技大學，由田建軍擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：鋼鐵冷軋輥磨削料製備軟磁複合材料的機理研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：田建軍
- 項目類別：聯合基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
由細小纖維狀鐵屑、高溫樹脂、石棉和顆粒狀Al2O3交織組成的棉絮狀冷軋輥磨削料難以處理和再利用，而現行的填埋方式造成嚴重的環境污染和資源浪費。本項目根據磨削料組成特點提出利用其製備氧化鋁包覆鐵粉基軟磁複合材料的新思想。將磨削料與NaOH顆粒在特定條件下反應生成鐵鹽和鋁鹽，經水解合成混合膠體，再熱解獲得氧化鋁/氧化鐵複合顆粒；添加氧化鋁膠體對複合顆粒進行還原和熱處理，其過程中析出的納米氧化鋁與原氧化鋁顆粒結合形成均勻的包覆層，從而獲得氧化鋁包覆鐵粉的軟磁複合粉末。本項目擬重點研究：1、磨削料化學反應和不同產物形成的熱力學條件；2、氧化(亞)鐵和Al(OH)3複合膠體的合成及其機理；3、乾凝膠作用下的氧化複合顆粒的還原機制；4、納米氧化鋁析出、長大及包覆層形成的動力學過程。本研究將為冶金固廢的高附加值、精細化、直接材料化套用提供科學依據，並為開發新型氧化鋁包覆鐵粉基軟磁複合材料提供理論指導。
結題摘要
研發出一種多功能旋轉真空蒸餾設備，可實現含油物料的固相、水相、油相三相高效分離和脫油後固相產物的原位處理（氧化焙燒、氫氣還原、高溫燒結等）。經冷軋鐵泥、軋輥磨削料的套用驗證，該裝置與現有的處理裝置相比，具有除油效率高、物料的除油與多種後續處理工藝可在原位連續進行、處理成本低廉、環保等優點。以處理後的磨削料為原料，通過鹼熱反應和還原法製備軟磁複合材料，通過工藝最佳化與控制，最後獲得了氧化鋁包覆鐵粉的軟磁複合粉末，通過壓製成型獲得軟磁複合材料，材料磁性能為：最大磁導率為112、飽和磁感應強度1.05T。以磨削料製備的還原鐵粉為原料，採用磷化處理工藝製備軟磁複合材料，深入研究了粉末熱處理、磷化處理、材料熱處理等工藝，利用損耗分離法解析了磁損耗機制和影響因素。獲得具有良好性能的軟磁複合材料：在10kHz~250kHz範圍內具有良好的頻率特性，振幅磁導率在92以上，且波動偏差僅為11.5％；250kHz時的體積比損耗為1782 mw/cm3，優於商品材料性能；根據Stoppels損耗分離理論繪製損耗-頻率關係圖，分析表明鐵粉表面磷化工藝降低了粉芯的渦流損耗。 同時，以冷軋含油鐵泥為原料進行了鍶鐵氧體預燒料和雲母氧化鐵粉的研究。（1）採用“低溫真空蒸餾+原位氧化焙燒”法在旋轉燒結爐中處理冷軋含油鐵泥，可製備出性能優良的氧化鐵粉；通過配料、焙燒和工藝最佳化，獲得性能性能優良的鍶鐵氧體預燒料，其磁性能（Ms=62.6 emu/g、Mr=32.6 emu/g、Hc=3199.4 Oe）達到了鍶鐵氧體預燒料產品Y30牌號的要求。（2）以冷軋鐵泥為原料，通過酸浸、油分分離和回收、中和反應、氧化、水熱反應等步驟製備了顏料用雲母氧化鐵產品，雲母氧化鐵粉體的平均粒徑和徑厚比分別為12μm和12，樣品中Fe2O3含量為99.1%，質量滿足塗料用雲母氧化鐵國際標準 ISO 10601-2007中一等品的要求。 通過該項目的研究，我們共發表學術論文18篇，均被SCI收錄。申請6項國家發明專利，授權3項。項目負責人受邀在國際學術會議上做邀請報告2次，在國內學術會議上做邀請報告2次。獲得山東省科技進步一等獎、廣東省科學技術三等獎各一項。在項目執行期間，項目負責人入選“教育部新世紀優秀人才”計畫。
