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永磁材料應(yīng)用篇一

稀土永磁材料

主要是稀土鈷永磁材料和釹鐵硼永磁材料,。前者是稀土元素鈰、鐠,、鑭,、釹等和鈷形成的金屬間化合物，其磁能積可達(dá)碳鋼的150倍,、鋁鎳鈷永磁材料的3～5倍,，永磁鐵氧體的8～10倍，溫度系數(shù)低,，磁性穩(wěn)定,，矯頑力高達(dá)800千安／米。主要用于低速轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī),、啟動(dòng)電動(dòng)機(jī),、傳感器,、磁推軸承等的磁系統(tǒng)。釹鐵硼永磁材料是第三代稀土永磁材料,，其剩磁,、矯頑力和最大磁能積比前者高，不易碎,，有較好的機(jī)械性能,，合金密度低，有利于磁性元件的輕型化,、薄型化,、小型和超小型化。但其磁性溫度系數(shù)較高,，限制了它的應(yīng)用,。

復(fù)合永磁材料

由永磁性物質(zhì)粉末和作為粘結(jié)劑的塑性物質(zhì)復(fù)合而成。由于其含有一定比例的粘結(jié)劑,，故其磁性能比相應(yīng)的沒有粘結(jié)劑的磁性材料顯著降低,。除金屬復(fù)合永磁材料外，其他復(fù)合永磁材料由于受粘結(jié)劑耐熱性所限,，使用溫度較低,，一般不超過150℃。但復(fù)合永磁材料尺寸精度高,，機(jī)械性能好,，磁體各部分性能均勻性好，易于進(jìn)行磁體徑向取向和多極充磁,。主要用于制造儀器儀表,、通信設(shè)備、旋轉(zhuǎn)機(jī)械,、磁療器械及體育用品等,。

永磁材料分類

第一大類是：合金永磁材料，包括稀土永磁材料（釹鐵硼nd2fe14b）,、釤鈷(smco),、鋁鎳鈷（alnico）

第二大類是：鐵氧體永磁材料（ferrite）

按生產(chǎn)工藝不同分為：燒結(jié)鐵氧體、粘結(jié)鐵氧體,、注塑鐵氧體,，這三種工藝依據(jù)磁晶的取向不同又各分為等方性和異方性磁體。

這些就是目前市面上的主要永磁材料,，還有一些因生產(chǎn)工藝原或成本原因,，不能大范圍應(yīng)用而淘汰，如cu-ni-fe（銅鎳鐵）,、fe-co-mo（鐵鈷鉬）,、fe-co-v（鐵鈷釩）,、mnbi（錳鉍）

（3）、注塑釹鐵硼（zhusu ndfeb）——有極高之精確度,、容易制成各向異性形狀復(fù)雜的薄壁環(huán)或薄磁體,。

燒結(jié)鐵氧體

燒結(jié)鐵氧體（sintered ferrite）的主要原料包括bafe12o19和srfe12o19,，依據(jù)磁晶的取向不同分為等方性和異方性磁體,。由于其低廉的價(jià)格和適中的磁性能而成為目前應(yīng)用較為廣泛的一種磁體。鐵氧體磁鐵是通過陶瓷工藝法制造而成,，質(zhì)地也比較堅(jiān)硬,，也屬脆性材料，由于鐵氧體磁鐵有很好的耐溫性及價(jià)格低廉,，已成為應(yīng)用較為廣泛的永磁體,。橡膠磁

橡膠磁（rubber magnet）是鐵氧體磁材系列中的一種，由粘結(jié)鐵氧體料粉與合成橡膠復(fù)合經(jīng)擠出成型,、壓延成型,、注射成型等工藝而制成的具有柔軟性、彈性及可扭曲的磁體,?？杉庸こ蓷l狀、卷狀,、片狀及各種復(fù)雜形狀,。橡膠磁體由磁粉（sro6fe2o3）、聚乙烯（cpe）和其它添加劑（ebso,、dop）等組成,，通過擠出、壓延制造而成,。橡膠磁材可以是同性的或異性的,，它由鐵氧體磁粉、cpe和某些微量元素制成,，可彎,、可捻、可卷,。它無需更多機(jī)械加工即可使用,，也可以按所需尺寸修整形狀,橡膠磁也可以根據(jù)客戶要求復(fù)pvc,背膠,上uv油等。它的磁能積在0.60 至1.50 mgoe之間,。橡膠磁材的應(yīng)用領(lǐng)域：冰箱,、訊息告示架、將物件固定于 金屬體以用作廣告等的緊固件,，用于玩具,、教學(xué)儀器,、開關(guān)和感應(yīng)器的磁片。主要應(yīng)用于微特電機(jī),、電冰箱,、消毒柜、廚柜,、玩具,、文具、廣告等行業(yè),。鋁鎳鈷

鋁鎳鈷（alnico）是最早開發(fā)出來的一種永磁材料,，是由鋁、鎳,、鈷,、鐵和其它微量金屬元素構(gòu)成的一種合金。根據(jù)生產(chǎn)工藝不同分為燒結(jié)鋁鎳鈷（sintered alnico）和鑄造鋁鎳鈷（cast alnico）,。產(chǎn)品形狀多為圓形和方形,。鑄造工藝可以加工生產(chǎn)成不同的尺寸和形狀；與鑄造工藝相比,，燒結(jié)產(chǎn)品局限于小的尺寸,，其生產(chǎn)出來的毛坯尺寸公差比鑄造產(chǎn)品毛坯要好，磁性能要略低于鑄造產(chǎn)品,，但可加工性要好,。在永磁材料中，鑄造鋁鎳鈷永磁有著最低可逆溫度系數(shù),，工作溫度可高達(dá)600攝氏度以上,。鋁鎳鈷永磁產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各種儀器儀表和其他應(yīng)用領(lǐng)域。

釤鈷（smco）依據(jù)成份的不同分為smco5和sm2co17,分別為笫一代和笫二代稀土永磁材料,。由于其原材料十分稀缺,，價(jià)格昂貴而使其發(fā)展受到限制。釤鈷（smco）作為第二代稀土永磁體,，不但有著較高的磁能積（14-28mgoe）和可靠的矯頑力,，而且在稀土永磁系列中表現(xiàn)出良好的溫度特性。與釹鐵硼相比,，釤鈷更適合工作在高溫環(huán)境中（＞200℃）,。

永磁材料的發(fā)展歷程

隨著社會(huì)的發(fā)展，磁鐵的應(yīng)用也越來越廣泛,，從高科技產(chǎn)品到最簡單的包裝磁,，目前應(yīng)用最為廣泛的還是釹鐵硼強(qiáng)磁和鐵氧體磁鐵。

從永磁材料的發(fā)展歷史來看,，十九世紀(jì)末使用的碳鋼,，磁能積（bh）max(衡量永磁體儲(chǔ)存磁能密度的物理量)不足1mgoe(兆高奧),，而目前國外批量生產(chǎn)的nd-fe-b永磁材料，磁能積已達(dá)50mgoe以上,。這一個(gè)世紀(jì)以來,，材料的剩磁br提高甚小，能積的提高要?dú)w功于矯頑力hc的提高,。而矯頑力的提高,，主要得益于對(duì)其本質(zhì)的認(rèn)識(shí)和高磁晶各向異性化合物的發(fā)現(xiàn)，以及制備技術(shù)的進(jìn)步,。二十世紀(jì)初,，人們主要使用碳鋼,、鎢鋼,、鉻鋼和鈷鋼作永磁材料。二十世紀(jì)三十年代末,，alnico永磁材料開發(fā)成功,，才使永磁材料的大規(guī)模應(yīng)用成為可能。五十年代,，鋇鐵氧體的出現(xiàn),，既降低了永磁體成本，又將永磁材料的應(yīng)用范圍拓寬到高頻領(lǐng)域,。到六十年代,，稀土鈷永磁的出現(xiàn)，則為永磁體的應(yīng)用開辟了一個(gè)新時(shí)代,。1967年,，美國dayton大學(xué)的strnat等，用粉末粘結(jié)法成功地制成smco5永磁體,，標(biāo)志著稀土永磁時(shí)代的到來,。迄今為止，稀十永磁已經(jīng)歷第一代smco5,，第二代沉淀硬化型sm2co17,，發(fā)展到第三代nd-fe-b永磁材料。此外,，在歷史上被用作永磁材料的還有cu-ni-fe,、fe-co-mo、fe-co-v,、mnbi,、a1mnc合金等。這些合金由于性能不高,、成本不低,，在大多數(shù)場合已很少采用,。而alnico、fecrco,、ptco等合金在一些特殊場合還得到應(yīng)用,。目前ba、sr鐵氧體仍然是用量最大的永磁材料,，但其許多應(yīng)用正在逐漸被nd-fe-b類材料取代,。并且，當(dāng)前稀土類永磁材料的產(chǎn)值已大大超過鐵氧體永磁材料,，稀土永磁材料的生產(chǎn)已發(fā)展成一大產(chǎn)業(yè),。

釹鐵硼永磁

釹鐵硼作為節(jié)能環(huán)保的朝陽產(chǎn)業(yè)，廣泛用于信息技術(shù),、汽車,、核磁共振、風(fēng)力發(fā)電和電機(jī)等領(lǐng)域,，預(yù)計(jì)未來3-5年的復(fù)合增長率在20%左右,。由于中國具有明顯的資源、成本和市場優(yōu)勢(shì),，世界釹鐵硼產(chǎn)業(yè)正在向中國轉(zhuǎn)移,，2005年中國釹鐵硼產(chǎn)量已經(jīng)占到全球產(chǎn)量的70%以上。

釹鐵硼產(chǎn)業(yè)概況

釹鐵硼具有體積小,、重量輕和磁性強(qiáng)的特點(diǎn),，是迄今為止性能價(jià)格比最佳的磁體。預(yù)計(jì)在未來20-30年里,，釹鐵硼產(chǎn)業(yè)環(huán)保節(jié)能將高速發(fā)展 在全球高油價(jià)時(shí)代的來臨,、《京都議定書》的生效以及世界各國對(duì)環(huán)保節(jié)能的日益重視之下，環(huán)保節(jié)能正在成為影響各國制造業(yè)發(fā)展的重要因素,，而釹鐵硼正是制造環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品的主要原材料之一,。如釹鐵硼在汽車、壓縮機(jī),、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等領(lǐng)域的應(yīng)用,，正是出于環(huán)保節(jié)能的考慮。釹鐵硼作為環(huán)保節(jié)能的功能材料,，其應(yīng)用將更加廣泛,。釹鐵硼行業(yè)正成為全新的朝陽環(huán)保產(chǎn)業(yè)。

我們預(yù)計(jì)在未來3-5年,，釹鐵硼的年需求增長率平均為20%左右,。其增長主要來自于幾個(gè)領(lǐng)域：傳統(tǒng)汽車工業(yè)、信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、核磁共振成象工業(yè)和機(jī)床工業(yè)等,。

在能源日趨緊張的時(shí)代,，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能無疑將受到政府政策的支持，風(fēng)力發(fā)電目前在歐洲已經(jīng)大規(guī)模實(shí)施,，在我國尚處于起步階段,，之前1兆瓦的機(jī)組使用釹鐵硼大致在1噸左右，得益于風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的快速增長,，釹鐵硼在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的用量也將快速增加,。

杭州永磁集團(tuán)有限公司

地址：中國浙江杭州市蕭山區(qū)錢江農(nóng)場一分場

國內(nèi)銷售部

電話：86-571-82875111 82875517

傳真：86-571-82875782

電子郵箱： sales@

杭州永磁集團(tuán)有限公司始建于1980年12月，公司注冊(cè)資本5000萬元人民幣,，廠區(qū)面積14萬m2,，年產(chǎn)值6億元人民幣。公司有員工1000多人,，其中工程技術(shù)人員250多人,。公司為國家重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)、浙江省“五個(gè)一批”重點(diǎn)骨干企業(yè)和“中國電子元件百強(qiáng)企業(yè)”,，銀行評(píng)定的信用等級(jí)aaa級(jí)企業(yè),。

公司主要產(chǎn)品類別有：鑄造,、燒結(jié)鋁鎳鈷永磁,；燒結(jié)、粘結(jié)釹鐵硼永磁,；釤鈷永磁,；永磁器件；永磁玩具,；永磁電機(jī)等,。產(chǎn)品廣泛用于汽車、儀器儀表,、醫(yī)療和通訊器械,、家用電器、電機(jī),、電聲器材,、紡織機(jī)械、教學(xué)儀器,、風(fēng)力發(fā)電,、自控開關(guān)及國防軍工、航天航空等高科技領(lǐng)域,。產(chǎn)品規(guī)格已形成多系列上萬個(gè)品種,。目前是世界上最大的鋁鎳鈷永磁生產(chǎn)基地，年產(chǎn)鋁鎳鈷永磁1800噸，約占世界產(chǎn)量的20%,。釹鐵硼生產(chǎn)線94年開始投產(chǎn),，年生產(chǎn)能力為2000噸。n48,、n50,、n38eh、n40uh,、n42sh等高性能磁體質(zhì)量穩(wěn)定,，位居同行業(yè)前列。燒結(jié)釤鈷年產(chǎn)量200噸,，能大批量生產(chǎn)磁能積為30mgoe的釤鈷磁體,。粘結(jié)釹鐵硼和粘結(jié)釤鈷的年產(chǎn)量150噸，粘結(jié)鋁鎳鈷磁推軸承年產(chǎn)600萬套以上,。永磁器件包括永磁吸盤,、永磁起重器、永磁玩具,、永磁磁力棒和各種永磁吸力件等,。永磁電機(jī)經(jīng)過五年的發(fā)展，目前已形成年產(chǎn)100萬臺(tái)各式永磁電機(jī)的生產(chǎn)規(guī)模,。

證券簡稱：中科三環(huán)

證券代碼：000970

公司名稱：北京中科三環(huán)高技術(shù)股份有限公司

法人代表：王震西

總經(jīng)理：王震西

注冊(cè)地址：北京市海淀區(qū)中關(guān)村東路66號(hào)甲1號(hào)樓27層

經(jīng)營范圍：釹鐵硼永磁材料及其他新型材料,、各種稀土永磁應(yīng)用產(chǎn)品的研究開發(fā)、生產(chǎn)以及有關(guān)技術(shù)咨詢,、服務(wù),，工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)軟硬件產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā),、生產(chǎn),，銷售自產(chǎn)產(chǎn)品。

主營業(yè)務(wù)：公司主營業(yè)務(wù)是稀土永磁和新型磁性材料及其應(yīng)用產(chǎn)品的研究開發(fā),、生產(chǎn)和銷售,。公司簡介

北京中科三環(huán)高技術(shù)股份有限公司是由隸屬于中國科學(xué)院的北京三環(huán)新材料高技術(shù)公司作為主發(fā)起人于1999年7月23日發(fā)起設(shè)立的一家高新技術(shù)企業(yè)，并于2000年4月20日在中國深交所上市,。中科三環(huán)延續(xù)了三環(huán)公司的主要業(yè)務(wù),，從事磁性材料及其應(yīng)用產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,。

中科三環(huán)下納五家燒結(jié),；在下游產(chǎn)業(yè)控股南京大陸鴿高技術(shù)股份有限公司，生產(chǎn)由釹鐵硼稀土永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)的綠色環(huán)保電動(dòng)自行車,。

投資亮點(diǎn)

1,、公司通過資本運(yùn)作，控股了擁有粘結(jié)釹鐵硼產(chǎn)品世界一流技術(shù)和市場占有率全球第二的上海愛普生磁性器件有限公司（公司持有70%的股權(quán)），致力于粘結(jié)釹鐵硼磁體的發(fā)展,。該產(chǎn)品在小型電動(dòng)機(jī)方面的需求增加,，將使公司的業(yè)績得到提高。

2,、公司的高檔稀土永磁鐵硼擁有國際最先進(jìn)的用燒結(jié)和粘結(jié)兩種工藝生產(chǎn)釹鐵硼磁性材料的技術(shù),占有15%以上的全球市場份額,。

3、數(shù)字電視行業(yè)蘊(yùn)藏的投資價(jià)值在15000億元左右,，在數(shù)字電視設(shè)備方面,，市場規(guī)模在萬億元以上，未來10年平均每年近千億元,，公司的主要產(chǎn)品之一軟磁鐵氧體磁芯被廣泛應(yīng)用于數(shù)字電視設(shè)備的生產(chǎn),，這將給公司的發(fā)展帶來的機(jī)遇。

杭州永磁集團(tuán)永磁電機(jī)

永磁材料應(yīng)用篇二

nd-fe-b系稀土永磁材料的研究進(jìn)展

鄧少杰

合肥工業(yè)大學(xué)工業(yè)與裝備技術(shù)研究院

摘要 釹鐵硼磁體被稱為第3代稀土永磁材料,，是目前綜合磁性能比較高的永磁材料,。探討了釹鐵硼永磁材料的發(fā)展前景以及行業(yè)存在的問題，對(duì)釹鐵硼永磁材料生產(chǎn)和應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,。概述了釹鐵硼永磁材料的研究進(jìn)展和應(yīng)用領(lǐng)域,，介紹了釹鐵硼磁體的性能及先進(jìn)制備工藝?？v觀全文,，釹鐵硼永磁材料已進(jìn)入一個(gè)嶄新的發(fā)展階段，應(yīng)用前景廣闊,。

關(guān)鍵詞 稀土永磁材料釹鐵硼 磁性能 制備工藝

1緒論

1.1永磁材料的定義

永磁材料又稱為硬磁材料,，它是一種經(jīng)過外加強(qiáng)磁場的磁化，再去掉外加磁場之后能長時(shí)期保留其較高的剩余磁性能,，經(jīng)受振動(dòng)、溫度等環(huán)境因素和不太強(qiáng)的外加磁場的干擾的強(qiáng)磁材料,。又因?yàn)槠渚哂懈叩某C頑力,，能經(jīng)受外加不太強(qiáng)的磁場的干擾，故又稱硬磁材料,。

已近千噸,。而上百噸生產(chǎn)規(guī)模的企業(yè)有20余家，但所產(chǎn)磁體大部分都是中低檔產(chǎn)品,，絕大多數(shù)應(yīng)用在性能要求不高的領(lǐng)域,。所以，中國燒結(jié)釹鐵硼產(chǎn)量雖處于世界前列,，但所得利潤卻很有限,。從世界范圍來看，高性能釹鐵硼永磁體發(fā)展前景看好，市場競爭力也較強(qiáng),。永磁材料是一種重要的基礎(chǔ)功能材料,，它的基本功能是提供穩(wěn)定持久的磁通量，不需要消耗電能,，是節(jié)約能源的重要手段之一,。同時(shí)永磁材料使器械和設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，制造成本和維修保養(yǎng)成本降低,。因此,，永磁材料的應(yīng)用面越來越廣，應(yīng)用量越來越大,。當(dāng)今,，永磁材料按磁性能的高低，大致可分為2類,。一是一般永磁材料,，如鋁鎳鈷、鐵氧體,，磁性能較低,，但價(jià)格低；二是稀土永磁材料,，如釤系磁體（如smco5）及釹系磁體（nd-fe-b）,，磁性能較高，但價(jià)格貴,。隨著電子器件的小型化,、微型化的發(fā)展要求，高性能稀土永磁材料應(yīng)用越來越廣泛,。釹鐵硼的最大磁能積最高,，由于不含貴重金屬sm和co，價(jià)格較低,，近年來發(fā)展迅速,。也因?yàn)閚d-fe-b系永磁材料的性能比傳統(tǒng)的永磁材料的要高，稱為創(chuàng)世界紀(jì)錄的磁性材料,。并且用金屬鐵代替稀土永磁一,、二代所用的金屬鈷，以成本低,、資源豐富的金屬釹代替資源較少的稀土金屬釤,。再者永磁材料有矯頑力高、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度高,、最大磁能積高和穩(wěn)定性高這四大優(yōu)勢(shì),。而隨著當(dāng)今世界的飛速發(fā)展的要求,，永磁材料的研究就顯得極為必然。

也因釹鐵硼是重要的金屬功能材料,，作為第三代稀土型永磁材料,，由于其良好的磁性能被科技人員稱為“磁王”，利用其能量的轉(zhuǎn)換

[2]

[1]1.2釹鐵硼系稀土永磁材料的現(xiàn)狀及研究意義

在釹鐵硼剛開始生產(chǎn)應(yīng)用之初,，世界釹鐵硼生產(chǎn)能力主要集中在日,、美、中,、歐等少數(shù)國家手中,。其中，日,、美在永磁的開發(fā),、生產(chǎn)和推廣應(yīng)用方面的技術(shù)一直處于世界前茅，同時(shí)也是最大的永磁消費(fèi)市場,，并形成了幾家能力大,、質(zhì)量好、競爭力強(qiáng)的超大規(guī)模企業(yè),。目前,，日本住友特殊金屬公司、日本信越化學(xué)實(shí)業(yè)公司,、tdk 等在釹鐵硼的銷量上分居世界第一,、二、三位,，而中國的北京中科三環(huán)高技術(shù)股份有限公司與日本的tdk 并列排在第三位,。

中國在20世紀(jì)80年代初開始從事稀土永磁材料的研究。目前,，中國釹鐵硼產(chǎn)業(yè)已經(jīng)占全球近80%市場份額,，是全球燒結(jié)釹鐵硼磁體的產(chǎn)業(yè)中心。2010年,，中國鐵硼磁體產(chǎn)量已經(jīng)超過世界總產(chǎn)量的80%,。隨著中國對(duì)稀土出口限制管理日趨嚴(yán)格，未來中國高性能釹鐵硼永磁材料產(chǎn)量將繼續(xù)擴(kuò)大,，占全球總產(chǎn)量比例有望繼續(xù)提升。目前,，中國釹鐵硼永磁材料生產(chǎn)企業(yè)已達(dá)120多家,，國內(nèi)有5家企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模功能和磁的各種物理效應(yīng)可制成多種樣式的功能器件。釹鐵硼磁性材料已被廣泛應(yīng)用于航空,、航海,、電子等眾多領(lǐng)域,，成為高科技、新興產(chǎn)業(yè)與社會(huì)進(jìn)步的重要物質(zhì)基礎(chǔ)之一,。釹鐵硼永磁材料的應(yīng)用可以大大減小整機(jī)的體積和質(zhì)量,，如在磁盤上的應(yīng)用，可以使磁盤驅(qū)動(dòng)器微型化,而且性能更好,。在音響器件中,，釹鐵廣泛應(yīng)用于微型揚(yáng)聲器、耳機(jī)及高檔汽車的揚(yáng)聲器,，大大提高了音響的保真度和信噪比,。此外還可以應(yīng)用于直流電機(jī)及核磁共振成像，特別是在磁懸浮列車上的應(yīng)用不僅數(shù)量大,而且可以實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)輸,、安全可靠及噪聲小等特點(diǎn),。綜上所述，釹鐵硼實(shí)屬高科技新材料,。

2釹鐵硼系稀土永磁材料的制備工藝

目前我國研究的方法有粉末冶金法,、熔體快淬法、還原擴(kuò)散法,、hddr法,、熱變形法、雙合金法與機(jī)械合金法等等,。近些年來生產(chǎn)高性能稀土永磁材料常用的方法為快速凝固鱗片鑄錠+氫破碎+氣流粉碎及sc+hd+jm的工藝,。以下是上述的常用或者重點(diǎn)方法的具體介紹。

2.1粉末冶金法

目前我國主要用粉末冶金法（燒結(jié)法）生產(chǎn)這種磁體,。其主要過程如下：原材料→預(yù)處理→配料→熔煉→破碎→細(xì)磨→混料→壓型→燒結(jié)→熱處理→機(jī)加工→電鍍→充磁→檢驗(yàn)→包裝→入庫[3],。合金成分及其微觀組織最優(yōu)化是高性能化燒結(jié)nd-fe-b永磁的關(guān)鍵。燒結(jié)釹鐵硼磁體采用粉末冶金工藝,，使得燒結(jié)磁體內(nèi)部必然存在一定數(shù)目的氣孔和缺陷,，這在過去的研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)[4]

。氣孔和缺陷的存在,，一方面使磁體的密度下降,，連續(xù)性降低，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,；另一方面,，氣孔的存在使有效承載面積下降。這兩方面均為造成材料塑韌性差的原因,。

2.2熔體快淬法

在nd-fe-b的制取工藝方面除了傳統(tǒng)的粉末冶金工藝外,，美國gm公司采用先進(jìn)的快淬工藝技術(shù)制備快淬釹鐵硼磁體。經(jīng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),，快淬釹鐵磁體的矯頑力是普通燒結(jié)釹鐵磁體的1.5—2倍,，溫度特性也得到了相應(yīng)的改善該公司用快淬工藝研制出樹脂粘合型nd-fe-b

磁體,，具有生產(chǎn)能力。

2.3 hddr法

hddr過程分為氫化,、歧化,、脫氫與重組合四個(gè)階段。它是制備稀土金屬間化合物磁性粉末的行之有效的方法,。1989年,，三菱公司的t takeshita，k kayama發(fā)現(xiàn)在相近溫度下,，對(duì)歧化物進(jìn)行強(qiáng)制脫氫處理,，歧化物再脫氫后重新形成細(xì)小的nd2fe14b相和少量的富nd相，從而獲得了具有高矯頑力的ndfeb磁粉,。這四個(gè)過程簡稱為hddr,。脫氫、重合反應(yīng)是前一個(gè)反應(yīng)的逆反應(yīng),，反應(yīng)后的nd2fe14b相已經(jīng)不是鑄錠原來的粗大顆粒,，而成為細(xì)小晶粒的集合體，由于吸氫時(shí)產(chǎn)生體積膨脹,；很容易破碎成粉末

[5,6]

,。多年來，三菱公司,、伯明翰大學(xué),、愛知制鋼和北京科技大學(xué)等企業(yè)、高等院校的研究小組對(duì)hddr法制備各向異性粘結(jié)nd-fe-b磁粉,、粘結(jié)nd-fe-b磁體,，取得了顯著進(jìn)展。

3釹鐵硼系稀土永磁材料的性能及影

響其因素

3.1性能

釹鐵硼永磁材料的主要磁性能參量可分為2類：非結(jié)構(gòu)敏感參量（即內(nèi)稟參量）,，如居里溫度tc,，主要由材料的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)來決定；結(jié)構(gòu)敏感參量,，如剩磁br,，最大磁能積mmax和矯頑力hcj，這些參量除與內(nèi)稟參量有關(guān)外,，還與材料的晶粒尺寸,、晶粒取向、晶體缺陷等顯微結(jié)構(gòu)有關(guān)[7],。

釹鐵硼的居里溫度低（312℃）,，對(duì)溫度極敏感，在受熱時(shí)其剩磁,、特別是內(nèi)稟矯頑力下降很快,，磁性溫度系數(shù)很大，改善熱穩(wěn)定性的主要途徑是合金化,。矯頑力高的永磁材料具有較好的溫度穩(wěn)定性[8]

,。因此，永磁材料的矯頑力越高,可工作的環(huán)境溫度也就越高,。要使磁體的磁能積達(dá)到最大值,，必須做到：燒結(jié)體的密度接近或達(dá)到材料的理論密度；盡可能減少非磁性相的體積分?jǐn)?shù),；鐵磁性相晶粒的取向度盡可能高,。

釹鐵硼的穩(wěn)定性包括3個(gè)內(nèi)容：熱穩(wěn)定性；受外界磁場干擾的穩(wěn)定性,；時(shí)間穩(wěn)定性[9]

,。釹鐵硼永磁材料熱穩(wěn)定性，即其由于所處環(huán)境溫度改變而產(chǎn)生的磁性能變化用材料的溫度系數(shù)來表征,。永磁材料的磁性能變化分為不可逆損失和可逆損失兩部分：不可逆損失是指溫度恢復(fù)到原來溫度后永磁材料的磁性能不能恢復(fù)到原值,，從而導(dǎo)致有的電機(jī)隨著使用電氣性能逐步下降[10]，應(yīng)盡量避免,；而可逆損失是難以避免的,，在電機(jī)設(shè)計(jì)之初就必須充分考慮在穩(wěn)定溫升運(yùn)行時(shí)必須達(dá)到的性能。隨著釹鐵硼永磁材料的發(fā)展,，溫度系數(shù)很小的永磁材料已經(jīng)問世,，可小到萬分之一[11]。

永磁體一般作為磁場源,，在一定空隙內(nèi)提供恒定的磁場,。對(duì)于精密儀器儀表和磁性器件，要求在工作環(huán)境下,，當(dāng)外界條件變化時(shí),，磁體提供的磁場要穩(wěn)定。與其他永磁材料相比,，燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的穩(wěn)定性要差很多,，一般只能在小于100℃溫度下工作，而高矯頑力系列的工作溫度也不能超過150℃,，適用于200℃以上的非常罕見,。在永磁電機(jī)中，對(duì)永磁體的穩(wěn)定性要求很高,，磁能積要求卻不是那么嚴(yán)格,。目前，制約燒結(jié)釹鐵硼永磁材料推廣應(yīng)用的關(guān)鍵問題就是其熱穩(wěn)定性,，解決好這一問題有著非常重要的意義,。

3.2影響因素

一是晶體結(jié)構(gòu),；其晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，滑移系少,。燒結(jié) nd-fe-b 的晶體結(jié)構(gòu)與密排六方晶格相似,，同為層狀堆垛結(jié)構(gòu)，但其對(duì)稱性遠(yuǎn)較密排六方晶格差,，由此可以推斷燒結(jié)nd-fe-b的滑移系較密排方六晶體的滑移系少,，所以燒結(jié)釹鐵硼塑韌性很差。

二是磁晶各向異性導(dǎo)致力學(xué)性能各向異性,；磁晶各向異性,、形狀各向異性和應(yīng)力各向異性等基本現(xiàn)象在某些方向可以改善磁性材料的性能。由于磁性和彈性的相互耦合作用,，必然會(huì)引起材料力學(xué)性能的各向異性,，如單晶體的磁致伸縮各向異性、熱膨脹各向異性和抗拉抗彎強(qiáng)度的各向異性等等

[12]

,。因?yàn)樵诓煌较虼朋w的熱膨脹不同,，所以在降溫過程中磁體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，這也是燒結(jié) nd-fe-b力學(xué)性能差的重要原因之一,。

三是晶界富釹相力學(xué)性能弱化,；在燒結(jié)釹鐵硼的顯徽組織中，富nd相主要呈薄層狀沿晶界分布,，而此種晶界富nd相的硬度（hv）僅有262,，遠(yuǎn)低于基體的硬度。研究表明：燒結(jié)釹鐵硼本身晶界弱化,，斷裂方式主要為沿晶斷裂,，穿晶斷裂比率在5%以上，而且在富釹相聚

集較多的三叉晶界處,，由于應(yīng)力集中,，會(huì)首先出現(xiàn)裂紋擴(kuò)展發(fā)散點(diǎn)。

四是磁體制備工藝—粉末冶金的燒結(jié)工藝,；燒結(jié)釹鐵硼磁體采用粉末冶金工藝,，使得燒結(jié)磁體內(nèi)部必然存在一定數(shù)目的氣孔和缺陷，這在過去的研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)[4]

,。氣孔和缺陷的存在,，一方面使磁體的密度下降，連續(xù)性降低,，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,；另一方面，氣孔的存在使有效承載面積下降。這兩方面均為造成材料塑韌性差的原因,。

4釹鐵硼系稀土永磁材料的應(yīng)用及發(fā)

展前景

4.1應(yīng)用

新材料開發(fā)的目的在于應(yīng)用,，但是一種新材料開發(fā)到應(yīng)用往往需要經(jīng)過一個(gè)相當(dāng)長的時(shí)間，而當(dāng)代永磁之王的稀土鐵基永磁材料問世以來從未有過的高速度占領(lǐng)了永磁市場,，到目前為止經(jīng)過多年的商品化發(fā)展,，已經(jīng)證明它確實(shí)成為一個(gè)應(yīng)用范圍廣、潛力大的極為重要的永磁材料,。歐洲共同體委員會(huì)曾對(duì)稀土鐵基永磁材料做過分析，在分析報(bào)告中指出：稀土鐵基永磁材料不僅將作為與配件配套的現(xiàn)有各類磁體的替代者,，而且在取代電磁與非電磁設(shè)計(jì)的器件的新市場中也將獲得廣泛應(yīng)用,。

釹鐵硼作為第三代稀土永磁材料，廣泛應(yīng)用于電機(jī)中,。與傳統(tǒng)電機(jī)相比,，具有高效節(jié)能、質(zhì)量輕,、體積小,、控制調(diào)速性好、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn),，可廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電,、電動(dòng)汽車、工業(yè)電機(jī),、家用電機(jī)等領(lǐng)域,，其很高的性價(jià)比使得其應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷拓展，因此近幾年在科研,、生產(chǎn),、應(yīng)用方面都得到了持續(xù)高速發(fā)展。近年來由于釹鐵硼永磁材料綜合性能的進(jìn)一步提升,，釹鐵硼磁體正在逐步替代其他磁性材料而成為主流磁性材料,，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。在“節(jié)能,、環(huán)?！钡拇蟊尘凹皣艺叩墓膭?lì)下，風(fēng)力發(fā)電,、新能源汽車及節(jié)能家電等行業(yè)未來將迅猛發(fā)展,。隨著全球高性能永磁電機(jī)的逐步普及，高性能釹鐵硼永磁材料需求量不斷提高,。

4.2發(fā)展前景與展望

中國的稀土永磁材料的發(fā)展著實(shí)令人振奮,，也令世界矚目。中國發(fā)展稀土永磁材料具

有得天獨(dú)厚的條件和國家的大力支持：中國的稀土產(chǎn)量和儲(chǔ)量居世界第一，中國的稀土資源儲(chǔ)量占了全世界的70%-80%,，如中國的總設(shè)計(jì)師鄧小平指示：“中東有石油,，中國有稀土”。要將稀土的資源的優(yōu)勢(shì)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)必須作稀土精加工,。稀土永磁材料則為稀土資源利用的精加工產(chǎn)品,。中國科技部一直將此列為鼓勵(lì)發(fā)展的高科技產(chǎn)品。每年均給予優(yōu)惠政策,、資

金支持,。

稀土永磁材料發(fā)展幾十年來，已經(jīng)從第一代稀土鈷基發(fā)展到第三代稀土鐵基材料,，已成功地應(yīng)用于電機(jī),、電腦、電聲器材,、醫(yī)療,、工農(nóng)、國防科技各領(lǐng)域,，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),。稀土永磁材料逐漸由永磁材料家族的普通一員變成主體。21世紀(jì)將是稀土永磁材料大發(fā)展的世紀(jì),，也必是我們大展宏圖之時(shí),。致謝

白駒過隙，轉(zhuǎn)眼一個(gè)多月的論文寫作課就此告一段落,。在此期間,，收獲良多。在此對(duì)魯穎煒老師,、左如忠老師以及對(duì)此課做出貢獻(xiàn)的老師們表以誠摯的謝意,。感謝你們的授業(yè)、傳道,、解惑的師德,。

參考文獻(xiàn) 宋后定．永磁材料的應(yīng)用 [j]．磁性材料及器件，2007（4）：65—67． 2 林河成．稀土永磁材料的進(jìn)展 [j]．稀土,，1994（3）：5—7． 鐘俊輝．高性能永磁材料發(fā)展概況 [j]．材料導(dǎo)報(bào),，1990（2）：83—85． 4 閆兆杰，于旭光．釹鐵硼的微觀結(jié)構(gòu)研究 [j] ．河北冶金,，2004（4）：24． nakamara h,，kato k，et al．proc,，15th int．woncshop on re magncts．1998．507． 6 萬永．金屬材料研究．2003,，29(1)：52． 張修海,，熊惟皓，李燕芳等．燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的研究進(jìn)展 [j] ．機(jī)械工程材料,，2008,，32（11）；5—9． 8 vial f,，joly f,，nevalainen e，et al．improvement of coercivity of sintered ndfeb permanent magents by heattreatment [j]．joural of mangnetism and magnetic materials,，2002,，242：1329—1334． 9 王景海，釹鐵硼．最理想的永磁材料 [j] ．上海金屬,，1991,，12（3）：12—19． 林巖，姜代維,，陳海玲等．國產(chǎn)sh系列燒結(jié)釹鐵硼永磁體的性能分析 [j] ．沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006,，28（5）：510—512． 林巖,，周廣旭，唐任遠(yuǎn)等．燒結(jié)釹鐵硼材料的熱穩(wěn)定性對(duì)電機(jī)設(shè)計(jì)的影響及合理選擇[j] ．沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),，2007,，29（6）：618—622． 周壽增．稀土永磁材料及其應(yīng)用［m］．北京：冶金工業(yè)出版社，1999：349．

the reaearch progress of the ndfeb rare earth permanent magnets materials deng shaojie

the research institute of industrial and equipment technology as the third generations of rare earth permanent magent material,，the ndfeb magnets possess better integrated magnetic properties by development prospects of ndfeb permanent magnet materials and the problems in development was production and application status of ndfeb permanent magnet materials was summarized and analyzed focusing on application reaearch progress and applicantion fields of the ndfeb magnets are property and advanced production technologies of ndfeb magnets are hout the full,，it is show that ndfeb permanent magnet materials have been stepping into a new stage of development，and the future is earth permanent magent material,，ndfeb,，magnetic property，production technology

永磁材料應(yīng)用篇三

特高效永磁電機(jī)替換y2異步電機(jī)節(jié)能分析

效率和功率因數(shù)是兩個(gè)不同的概念,。電機(jī)的效率是指電機(jī)的軸輸出功率與電機(jī)從電網(wǎng)吸取的功率之比,，而功率因數(shù)是指電機(jī)的有功功率與視在功率之比。

功率因數(shù)低會(huì)造成無功電流大,；進(jìn)而造成因線路電阻壓降大,，電壓低。因線路損耗增加,，有功功率增加,。

具體原理：

交流永磁同步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子無滑差,，無電勵(lì)磁,，轉(zhuǎn)子無基波鐵、銅耗損。轉(zhuǎn)子由于永磁體自帶磁場,，無需無功勵(lì)磁電流,，因此功率因數(shù)高，無功轉(zhuǎn)子無基波鐵,、銅耗損,。無功功率少，定子電流大幅下降,，定子銅損耗大為減少,。同時(shí)，由于稀土永磁電機(jī)的極弧系數(shù)大于異步電動(dòng)機(jī)的極弧系數(shù),，當(dāng)電壓和定子結(jié)構(gòu)一定時(shí),，該電機(jī)的平均磁感應(yīng)強(qiáng)度比異步電機(jī)小，鐵損耗小,。由此可見,，稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)是通過降低自身各種損耗而節(jié)能的，不受工況,、環(huán)境等因素變化的影響,。

永磁同步電動(dòng)機(jī)的特性

效率高

平均節(jié)電10%以上

異步y(tǒng)2電動(dòng)機(jī)效率曲線，一般在60% 額定負(fù)載時(shí)下跌較快,，輕載時(shí)效率很低 永磁電動(dòng)機(jī)效率曲線高而平,，在20%~120% 額定負(fù)載時(shí)均處于高效率區(qū)。經(jīng)多個(gè)廠家不同工況現(xiàn)場實(shí)測,，永磁同步動(dòng)機(jī)的節(jié)電率在10~40%,。

功率因數(shù)高 接近1 永磁同步電機(jī)無需無功勵(lì)磁電流，所以功率因數(shù)幾乎為1,，功率因數(shù)曲線和效率曲線高而平,，功率因數(shù)高，定子電流小,，進(jìn)而降低定子銅耗,，提高效率。工廠電網(wǎng)可減少甚至取消電容無功補(bǔ)償,。同時(shí)永磁電機(jī)的無功補(bǔ)償是實(shí)時(shí)就地補(bǔ)償,，使得工廠的功率因數(shù)更平穩(wěn)，對(duì)其它設(shè)備的正常運(yùn)行非常有利,，減少工廠內(nèi)電纜傳輸?shù)臒o功損耗,，起到綜合節(jié)能的效果。

電機(jī)電流小

采用永磁電機(jī)后,，電機(jī)電流明顯下降,，經(jīng)實(shí)測,，永磁電機(jī)和y2電機(jī)相比，電機(jī)電流明顯減少,。永磁電機(jī)無需無功勵(lì)磁電流,，電機(jī)電流大幅降低。減少了電纜傳輸中的損耗,，等于擴(kuò)大了電纜的容量,，輸電電纜經(jīng)可以安裝更多電機(jī)。

運(yùn)行無滑差轉(zhuǎn)速穩(wěn)定

永磁電機(jī)是同步電機(jī),，電機(jī)的轉(zhuǎn)速只與電源頻率有關(guān),，2極電機(jī)，在50hz電源下工作時(shí),，轉(zhuǎn)速嚴(yán)格穩(wěn)定在3000r/min,。不丟轉(zhuǎn)、無滑差,、不受電壓波動(dòng),、負(fù)載大小的影響。

溫升低15~20℃

永磁電機(jī)的電阻損耗小,，總損耗大大降低,，降低了電動(dòng)機(jī)的溫升。經(jīng)實(shí)測,，在同等條件下，工作溫度比y2電機(jī)低15~20℃,。

能源緊張是影響我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要問題,，也是全世界共同關(guān)心的闊題。節(jié)能是我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針,，也是當(dāng)前一項(xiàng)極為緊迫的任務(wù),。