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磁性塑料的分类与应用前景(2)

来源:学术堂 作者:原来是喵
发布于:2016-11-04 共7249字
  2.1铁氧体类磁性塑料
  
  填充铁氧体类磁粉制作的磁性塑料属于铁氧体类磁性塑料,目前大多数磁性塑料为铁氧体类。所用的铁氧体磁粉一般为钡铁氧体(Ba O·6Fe2O3)和锯铁氧体((Sr O·6Fe2O3),但以使用单畴粒子半径大、磁各向异性常数大的锯铁氧体磁粉为佳。磁粉粒子呈六角板状,垂直于六角面的C轴方向为NS方向,其平均粒径为1~1.5um.目前常用磁性塑料的磁粉含量为80 %~90 %,所用合成树脂有聚酸胺(PA)(目前最常用的PA 基体是PA6、PA12、PA66 等)、聚苯硫醚(PPS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)等热塑性树脂和环氧树脂(EP),酚醛树脂(PF)等热固性树脂[5].生产中要求所用的树脂在加热时的流动性和热稳定性能好,制品的力学性能优良。
  
  2.2  稀土类磁性塑料
  
  填充稀土类磁粉制作的磁性塑料属于稀土类磁性塑料。目前这类磁性塑料产量不大,如美国的稀土类磁性塑料约占整个磁性塑料总量的 10 %,日本约占1.4 %,其主要问题是受价格和资源的影响。
  
  稀土类磁性塑料有热塑性和热固性之分。热塑性磁性塑料作私结剂的合成树脂有 PA、PE、EVA 等;热固性磁性塑料使用液态双组分EP或PF作私结剂。使用的稀土类合金磁粉有两种类型:1对5型(稀土元素与过渡元素的组成比例为1∶5)和2对17型,1对5型主要为Sm Co5,2对17 型主要为Sm2(Co、Fe、Cu、M)17(M=Zr、Hf Nb、Ni、Mn 等)[5].另外,国内某研究院承担的攻关课题“氢裂解法制备钱铁硼私结磁体新工艺的研究”,已经通过省级技术鉴定。据介绍,该成果达到国际先进水平,目前中试生产的钱铁硼磁粉可用 PA,EP 等为私结剂,采用模压、注塑、挤出等工艺成型磁性塑料制品。
  
  2.3  纳米晶磁类磁性塑料
  
  纳米晶磁性合金一般是指尺寸在 1~15 nm 的磁性粒子,由于其具有居里温度高、高频特性好等优点,所以在近 10 年得到广泛的应用。纳米晶磁性合金分为纳米晶软磁合金和纳米晶永磁合金。研究者开发了将纳米晶软磁粉与塑料混合来制造功能材料的方法,已经制得了众多功能材料,如磁屏蔽材料、吸波隐身材料和高磁导率铁芯材料等。随着纳米技术的发展,这个领域将会有很好的发展前景[6].近年来,随着纳米晶复合交换祸合永磁体的开发成功,可用其制备具有综合性能优异的私结永磁材料,从而成为私结磁体的一个非常重要的发展方向[7].
  
  3磁性塑料的应用
  
  3.1  磁性塑料卷材
  
  磁性塑料卷材是一种厚度为 0.5~2 mm、幅宽为350~950 mm的柔性强磁性复合材料。通过在合成树脂中添加铁氧体磁粉,再经过混合、塑炼、压延以及充磁等多道工序而制成。制品质地柔软、表面光滑并且具有强磁性,具有其他产品无法替代的优良性能和特点:(1)制品尺寸精度高;(2)采用塑料加工方法生产,生产效率高;(3)冲击性能好,柔性较佳;(4)相对质量较轻;(5)节省能源。
  
  磁性塑料卷材大量用于文教、微电机、造船工业及金属结构容器加工行业。用于绘图板及装饰用板条时,直接经济效益十分可观。以 1mm 厚度计算,产品的成本是43 元/m2,而日本同等产品的价格为 144 元/m2,按年产能 1000 t 计,年利润2499 万元。据报道,日本的造船工业和金属容器加工厂用磁性塑料卷材吸附船体(或金属容器)钢板表面,这样在除渣等敲击金属钢板时,噪音可由 120 d B 降至80 d B,从而保证了工人的身心健康,对于在大型金属闷罐中操作的工人更有重要意义,其经济效益与社会效益显着[8].
  
  3.2  磁性纳米高分子复合材料
  
  磁性纳米高分子复合材料具有体相材料所不具备的许多磁学特性,它的出现给物理、化学、生物等许多学科带来了新的活力和挑战,是各国正在研究和开发的重要领域,并不断给人们带来新技术和新产品。磁性纳米材料由于其特殊的超顺磁性,因而在巨磁电阻、磁性液体和磁记录、软磁、永磁、磁致冷、巨磁阻抗材料以及磁光器件、磁探测器等方面具有广阔的应用前景。
  
  磁性纳米高分子复合材料具有较广阔的应用前景,但由于纳米粒子粒径小,表面能大,极易发生团聚,影响其在聚合物中的均匀分散,使复合材料达不到理想的性能。因此必须采用适当方法提高磁性纳米颗粒在聚合物中的分散性,从而使复合材料的电学、磁学及热稳定性等得到较明显的改善。随着纳米技术的发展,磁性纳米高分子复合材料以其优异的磁学性能和独特的结构特点,引起了国内外的广泛重视,具有很大的发展潜力[9].
  
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