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稀土永磁材料的分类和性能特点

2022/07/01 11:50
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【摘要】:
稀土永磁材料一般具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积特征;其退磁曲线基本为直线,恢复线与退磁曲线重合,可逆磁导率接近 1.0∶它能耐比较高的温度,烧结钻基永磁体的居里温度可达 850℃,其工作温度可达 300℃;其温度稳定性较好,钻基稀土永磁体的剩磁感应强度可逆温度系数可达到0.03%,其水平接近铝镍钴永磁体。

      稀土永磁材料是稀土元素与过渡族金属Fe,Co,Cu,Zr等或非金属元素B,C,N等组成的金属间化合物,其永磁性来源于稀土与3d过渡族金属所形成的某些特殊金属间化合物。它是重要的金属功能材料,利用其能量转换动能和磁的各种物理效应可以制成多种形式的功能器件。


       永磁材料无所不在,小到手表、照相机、录音机、CD机、VCD机、计算机硬盘,大到发动机、汽车、医疗器械等都用到永磁材料,正是稀土永磁材料的发展,才使得电子产品尺寸进一步缩小,性能进一步改善,从而适应了当今轻、薄、小的发展趋势。
稀土永磁材料的分类
       稀土永磁材料是20世纪60年代出现的新型金属永磁材料,至今,已经具有规模生产和使用价值的稀土永磁材料已有两大类、三代产品。
      第一大类是稀土一钴合金系(即RE-Co永磁),它又包括两代产品。第一代 ×稀土永磁体1∶5型合金,即SmCo5;第二代稀土永磁材料是2∶17型SmCo合金,即 Sm2Co17,它们均是以钴为基的稀土永磁合金;第二大类是RE-Fe-B系永磁,或称铁基稀土永磁材料;第三代稀土永磁,是以NdFeB合金为代表的Fe基稀土永磁材料。第一代稀土永磁是1;5型RE-Co 永磁,于1967年问世,是一种二元金属间化合物,由稀十金属(用RE表示)原子与其它金属原子(用TM表示)按1∶5的比例组成的1;5型RE-Co永磁,化学成分为 Sm34%(或37%)、Co66%(或63%)。Sm的熔点为1350°。其中又分为单相和多相两种。单相是指从磁学原理上为单一化合物的RECo5 永磁体,如 SmCo5、(SmPr)Co5烧结永磁体等,它属于第一代稀土永磁材料。多相的1;5型 RE-Co水磁材料是指以1∶5相为基体、有少量的2∶17型沉淀相的1∶5型永磁材料。
      第二代稀土永磁 Sm2Co17第二代稀土永磁是 2∶17型RE-Co永磁材料,于1979年问世,是一种二元金属间化合物,是由稀土金属原子与过渡族金属原子按2∶17的比例组成的2∶17型永磁体。化学成分为 Sm18 ~22%(或 24%)、Co48 50%(或76%)。Sm2Co17的熔点1220°。其中又分为单相和多相两种。单相是指以 2∶17 型单一化合物组成的稀土永磁体。多相是指以2∶17相为基体、有少量1∶5型沉淀相的永磁体。2∶17型永磁体是第二代的稀土永磁材料。
      第三代稀土永磁NdFeB 第三代稀土永磁是 Nd-Fe-B系永磁,或称铁基稀土永磁材料。它由主相Nd2Fe14B和少量富 Nd相、少量富B相所组成,是一种三元金属间化合物。化学成分为Nd36%、Fe63%、B约 1%。Nd2Fe14B 的浴点大1170。日面做性能最高的是RE-Fe-B 永秘村料,它被称大"磁王"。
       此外, 近年来,科学家们还研究成功第四代稀土永磁材料 RE-Fe-N,这是一种三元金属间化合物,很可能成为继 Nd-Fe-B 后,又一代实用的新型永磁体。但是现在,Sm-Fe-N 仍然处于试验开发阶段,尚未实现规模化生产。

稀土永磁材料的性能特点
      稀土永磁材料一般具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积特征;其退磁曲线基本为直线,恢复线与退磁曲线重合,可逆磁导率接近 1.0∶它能耐比较高的温度,烧结钻基永磁体的居里温度可达 850℃,其工作温度可达 300℃;其温度稳定性较好,钻基稀土永磁体的剩磁感应强度可逆温度系数可达到0.03%,其水平接近铝镍钴永磁体。稀土永磁材料不需外部提供固定或不固定能量就能产生一定磁化能,是以稀土金属原子与过渡金属原子所构成金属间合金化合物为基体的永磁材料,是现在已知的综合性能最高的一种永磁材料。