稀土永磁材料概述
稀土永磁材料概述
从广义上讲，所有能被磁场磁化、在实际应用中主要利用材料所具有的磁特性的一类材料成为磁性材料。它包括硬磁材料、软磁材料、半硬磁材料、磁致伸缩材料、磁光材料、磁泡材料和磁制冷材料等，其中用量最大的是硬磁材料和软磁材料。硬磁材料和软磁材料的主要区别是硬磁材料的各向异性场高、矫顽力高、磁滞回线面积大、技术磁化到饱和需要的磁场大。由于软磁材料的矫顽力低，技术磁化到饱和并去掉外磁场后，它很容易退磁，而硬磁材料由于矫顽力较高，经技术磁化到饱和并去掉磁场后，它仍然长期保持很强的磁性，因此硬磁材料又称为永磁材料或恒磁材料。古代，人们利用矿石中的天然磁铁矿打磨成所需要的形状，用来指南或吸引铁质器件，指南针是中国古代四大发明之一，对人类文明和社会进步做出过重要贡献。近代，磁性材料的研究和应用始于工业革命之后,并在短时间内得到迅速发展.现今,对磁性材料的研究和应用无论在广度或者深度上都是以前无可比拟的,各类高性能磁性材料，尤其是稀土永磁材料的开发和应用对现代工业和高新技术产业的发展起着巨大的推动作用。
永磁材料性能要求
永磁材料的主要性能是由以下几个参数决定的
1.2.1最大磁能积：最大磁能积是退磁曲线上磁感应强度和磁场强度乘积的最大值。这个值越大，说明单位体积内存储的磁能越大，材料的性能越好。
1.2.2饱和磁化强度：是永磁材料极为重要的参数。永磁材料的饱和磁化强度越高，它标志着材料的最大磁能积和剩磁可能达到的上限值越高。
1.2.3矫顽力：铁磁体磁化到饱和后，使它的磁化强度或磁感应强度降低到零所需要的反向外磁场称为矫顽力。它表征材料抵抗退磁作用的本领。
1.2.4剩磁：铁磁体磁化到饱和并去掉外磁场后，在磁化方向保留的剩余磁化强度或剩余磁感应强度称为剩磁。
1.2.5居里温度：强铁磁体由铁磁性和亚铁磁性转变为顺磁性的临界温度称为居里温度或居里点。居里温度高标志着永磁材料的使用温度也高。
总流程如下：
2.1熔炼工段
熔炼工段主要负责将按比例称量好的原材料进行熔炼，分为配料和熔炼两个部分
2.1.1配料
1、常用的金属有如下几种：金属钕，镨钕，特硼，精硼，铜，铝，镓，铽，钴，铁（太原铁、武钢铁、上海铁），镝铁，铌铁。
2、所用仪器、工具、辅助材料等:不同规格的电子秤、钢筋切断机、除锈抛光机、橡胶手套、口罩
3、工作流程：根据当天的生产要求，统计各种原材料的用量，经核对后去原材料库领料；回来后据单配料，大体上分为两种，与熔炼工段的熔炉相对应，大炉用来铸片，小炉铸锭。配料时以及配料完成后要完成相关的记录。接下来有专门人员会来复称，大炉的料样样都要检，检后配放锁车推至熔炼处，为第二天的备料。小炉的料一般要抽查，基本每一车8桶左右，每车抽一桶检验，复称小料及其他，查看是否合格。基本上每天的小炉备料为55桶。
大炉的备料一般在10桶以下。
4、注意事项：
(1)因称量金属时在空气中有金属粉末，所以在操作过程中需要戴口罩。而且为防止金属碰伤手需要佩戴专用手套
（2）由于原材料库中的铁棒较长并且容易生锈，所以在配料时需要切断并抛光，以便于称量并减少杂质。
（3）在操作钢筋切断机时需要特别注意安全，小心伤到手指。
（4）正确熟练掌握电子称的用法，将公差严格控制在要求范围内。复称时更需严格把关，保证后续的有效正常生产。作业过程的正确与否直接影响到产品的优劣高低。
2.1.2熔炼
熔炼主要负责将配好的料进行铸片或铸锭，分别由大炉和小炉完成。
1、铸片熔炼
（1）所用仪器、工具、辅助材料等：FMI-I-500R真空熔炼铸片炉、行车、原料车、吊具、铁锤、铁夹、吸尘器、辅助照明工具、炉渣桶、秒表、热电偶、氮气、氩气、手套、防尘口罩、海绵
（2）流程图如下：
（3）注意事项
①装料时，一般坩埚口周围温度较高，操作时应穿大头鞋、防护手套、垫好隔热垫，以免烫伤
②吊装过程中必须在吊装区内作业；吊装前应仔细检查钢丝绳、吊钩、吊架，确保正常；吊装时，应确保安全隔离区内无人，设备平台吊装车行进路线上无人、以防人员伤害
③浇注时，上操作员应留在浇注控制位，观察浇注口液体流动情况，并时刻留意下操作员的信息反馈；下观察员应持续观察中间包侧部溢流口及铜辊轮与中间包结合部位情况，当发现溢流口合金液溢出或中间包底板漏液等异常现象时应及时通知上操作员，此时应暂停浇注，待异常消除后继续浇注[4]。
④更换中间包作业需佩戴口罩，减小粉尘对人体的危害。
⑤卸料及装料时操作人员应佩戴手套、口罩、不得裸手作业。防止人体对铸片的污染；防止铸片划伤人体。
2、铸锭熔炼
（1）所用所用仪器、工具、辅助材料等：真空感应熔炼炉、原料车、出料车、铁夹、炉渣桶、辅助照明灯、套装工具、出料桶、氮气、氩气、耐火材料、绝热手套、防尘口罩
（2）流程：准备→装料→抽真空→熔炼→浇铸→冷却→出料
（3）操作规程：预抽阀开，真空计开→抽到0.08以下→开罗茨泵→真空计为0时→关闭预抽阀和罗茨泵，关真空计→开充气阀充氩→至压力表压力为0.05 MPa时（0.04-0.06MPa）→关闭充气阀停止充氩→开主电源和控制电源→功率调大→铁棒全溶入合金液时，精炼，静置2分钟→开始浇铸→冷却25分钟（出炉温度要求在80℃以下）→放气（开放气阀，手动）→关电源→出炉[5]。
(4)注意事项
①装料和出料时戴好口罩，防止吸入金属粉尘；
②设备电气操作与检查时应注意力集中，防止触电；
③在熔炼过程中，应密切注意各路冷却水的流量和温度。由于停电或其它原因导致冷却水不能正常供应时，需将自来水送入冷却系统；如正在熔炼过程出现停水现象，应迅速停止输送功率，并将自来水接入冷却系统，重点冷却感应线圈。待循环冷却水恢复正常时，再关闭自来水，切换成循环冷却水，继续升温熔炼。如钢液有飞溅现象，应立即停止送功率，检查并排除故障；
④在浇注过程中，如遇到浇穿冷锭模，并出现大量漏水，应迅速关闭冷锭模冷却水开关，注意氩气压力表的变动，打开炉门取出材料；若在熔炼时发生线圈漏水则应停止送功率，减少感应线圈冷却水的流量，在氩气保护下，待坩埚内料冷却后，方可打开炉盖进行处理[6]。
⑤在出料后，若发现浇口杯有明显裂纹、断裂现象，应及时更换，以防下次浇注时合金液外流。
2.2制粉工段
制粉工段负责将熔炼后的产品制成细粉，主要过程有氢碎（中碎）、粗粉搅拌、气流磨、细粉搅拌。低牌号产品生产流程：配料→铸锭→破碎→中碎→粗粉搅拌→气流磨→细粉搅拌。高牌号产品生产流程：配料→铸片→氢碎→粗粉搅拌→气流磨→细粉搅拌。流程图如下：
2.2.1氢碎
1、氢碎原理：利用稀土金属间化合物的吸氢特性，将钕铁硼合金置于氢气环境下，氢气沿富钕相薄层进入合金，使之膨胀爆裂而破碎，沿富钕相层处开裂，从而使薄片变为粗粉[7]。
2、所用仪器、工具、辅助材料等：国产YS200型氢碎炉、日产PHGgr50/50/200S氢碎炉、装料装置、装卸料车、氩气、氢气、氮气、风扇
3、操作规程
(1)准备：观察氮气压力、水源压力符合氢碎工艺卡要求。在氢碎炉控制仪上设定工艺参数，并复核。根据《设备检点表》对设备进行检点。
(2)装炉：打开炉门，用吸尘器清理炉膛，取下料筒固定销，用装料车将氢碎料筒放入炉膛内，将装料车高度放低拉出。用棉布擦拭炉门、胶圈，关闭炉门。将已填写的《产品标识卡》放置在炉门上。
(3)氢碎：①检漏：按下“自动运行”，氮气导入炉体，设备开始进行正压检漏，检漏后炉体排气至大气压，进行抽真空负压检漏。当符合工艺卡要求后，设备报警提示，此时按下Ｈ2阀开，氢碎进入自动运行阶段，导入氢气。
②导氢：当炉内压力达到工艺卡中吸氢最大值时关闭，料吸氢后炉内压力下降，系统自动导入氢气至最大值，反复这一过程，经过系统确认，料筒旋转启动，压力保持在最大值不变，标明料不再吸氢，确认8分钟，导氢完成。
③置换:系统自动打开排气阀，排气至大气压时关闭，三个氩气导入阀先后打开。压力达到置换压力时，其中一个氩气导入阀关闭，其他两个为常开，排气阀自动打开排气，如此反复到设定时间。排气阀打开，排气至大气压，置换完成。
④脱氢：抽气系统自动启动，先抽气至40mba以下时，系统自动通电升温，边升温边抽真空，一般升温40分钟。温度达到工艺卡设定温度时，保温1-3小时。真空度达到工艺卡要求时，脱氢完成。若达不到要求会继续抽气，直至达到要求，脱氢完成，抽气系统自动关闭。
⑤冷却：抽气系统关闭后，此时三个氩气阀自动打开充入氩气于置换压力值，风机自动风冷，炉内压力不足时，自动补充，风冷3-5小时左右，达到35-40度时系统开始记录冷却停止时间，一般为20分钟左右。到达冷却设定时间后，氩气导入阀自动关闭，风机自动关闭，排气阀打开排气，排气至大气压时可出炉。
⑥出炉:氢碎完成后，“EDN”指示灯亮，设备发出报警提示声音，此时可出炉。打开炉门，用装料车将料筒取出放置在冷却区料筒架上，及时给料筒通入氮气，打开冷却风扇。
⑦料筒在冷却区达到冷却温度后，将料筒转运到出料区，将料筒的盖子换为漏斗状盖子，将产品倒入已清洗的钢瓶中。
4、粗粉搅拌
粗粉搅拌是通过搅拌罐的旋转使氢碎（中碎）后的粗粉混合均匀。
工艺流程: (1)搅拌罐定压：打开搅拌罐截止阀，打开搅拌罐排气罐，观察压力表，直至符合工艺卡要求。间断打开关闭排气罐，观察压力表，达到指定压力后关闭排气阀，压力不足时补气，达到压力后关闭截止阀。
(2)加剂：按工艺卡要求用量筒取加剂量，然后倒入加剂装置，连接喷嘴管与搅拌罐充气阀，打开充气阀，打开截止阀，设置搅拌时间，启动搅拌机，使搅拌罐前后摆动，打开喷剂装置进行喷剂。
(3)搅拌：加剂结束后，关闭截止阀，关闭充气阀，关闭加剂设备，取开加剂连接设备，再开启搅拌罐旋转，搅拌结束后自动停止。
5、注意事项
(1)设备异常状态下需要打开炉门时，必须先用氩气置换，然后抽真空
(2)在氢碎过程中应注意检查氢气管路系统是否发生泄漏，当发生泄漏时，及时关闭管路并检修，此过程中杜绝明火。
(3)装卸料筒时，动作应轻缓，防止料筒滑出
2.2.2气流磨
1、气流磨原理：用高压气流将搅拌后的粗粉吹起，通过相互之间的碰撞使力度变小，成为细粉[8]。
2、所用仪器、工具、辅助材料等：400AFM-R型气流磨、电子称、粒度仪、钢瓶、小推车、行车、胶圈、卡箍、橡胶榔头、防护面罩
3、工艺流程
(1)准备工作：安排磨粉作业，检查设备，设定参数，按生产计划排料
(2)开机：在开机前打到自动模式状态，如已符合开机状态，按“S11”键返回压缩机图，按“S3”键气流磨自动启动，记录开机时间，开启空压机。
(3)接细粉钢瓶：将已排氧的细粉钢瓶与筛粉机出料口连接
(4)加料：用吊车将钢瓶吊至加料口进行加料，加料完毕要盖住加料斗口
(5)排氧：开启振动筛、打开出料阀进行排氧
(6)磨料：分离轮转速达到要求后按下加料按钮，气流磨加料口粗粉自动进入磨室进行磨料；磨料落入首瓶钢瓶中，记录磨料开始时间及相关参数
(7)加氧钝化：当自动加料至设定位值时，调整加氧流量进行加氧
(8)首瓶接料与钢瓶更换：当首瓶钢瓶内粉料达到工艺卡要求时进行更换钢瓶，并为首瓶粒度取样做准备
(9)首瓶粒度取样：取塑料袋预先充满氮气，用手扎口并包紧取样气阀，氮气管开启并一同插入塑料袋内；瞬间打开取样球阀后关闭，粉料样品充入塑料袋内，取样完毕。经过钝化准备测量，用于粒度检验
(10)更换钢瓶与继续接料
(11)粒度样品取样与报验：依据气流磨工艺卡要求对钢瓶顺序号进行取样，粒度样品顺序号为取样时上一钢瓶顺序号
(12)首检与处置：操作人员对首瓶粉料进行平均粒度自检，合格则继续，若连续三瓶不合格则停止加料
(13)称重与转移：将装料钢瓶称重并移至细粉库，将氮气管接入钢瓶
(14)铸片尾料处理：将尾料放置在细粉尾料区
(15)关机：当上料斗无料时，应将其转换为空运转，然后按“S4”设备自动关机，关闭空气压缩机电源
(16)清场：当发生由铸锭料转铸片料作业时，应进行底料清理
4、细粉搅拌
细粉搅拌是将经气流磨后不同牌号的细粉按照配比进行混合。操作过程与粗粉搅拌相同。
5、注意事项
(1)运行过程中，若发现管道漏气，及时用胶带纸粘住。若漏气严重，则停止加料，将磨室内粉料充氮气保护。
(2)运行过程中，若发生研磨室或过滤器内超细粉着火，应关机充氮气保护，如情况严重，则按“急停”。
(3)接料时发生粉料泄漏，应尽快用黄沙或石棉布将粉料覆盖住，待冷却后清理干净。
(4)钢瓶吊装过程中应特别注意人员安全，吊架下严禁人员进入
(5)钢瓶翻转时，应特别注意，防止夹手。出料、取样作业过程必须佩带防护面罩，防止粉料喷出，伤害人体。
2.3成型工段
成型工段负责将粉末压制成型，包括成型和等静压两部分。
2.3.1成型
1、成型原理：根据要求选择相应的模具，将细粉压制成所需的形状。
2、所用仪器、工具、辅助材料等：自动磁场成型压机、圆柱成型压机、方块成型压机、真空包装机、自动称粉机、流转车、电子秤、卡尺、小铜铲、毛刷、磁粉洁具、磁柱、压柄、保护垫、真空包装袋、内包装薄膜、流转筐、流转盒。
3、流程图：
4、具体操作规程
(1)成型模具安装与拆卸：准备→装模→压机准备→安装下压头→安装模框→安装上压头→垂直度检查→脱模
(2)成型压机磁场测量与调整：校准→磁场测量与调整→清场
(3)称粉：称粉前的准备→取料→上料→下料→称粉→更换料筒→清理和清场
(4)压机操作
圆柱类：上缸下→停顿→取向→压制→保压→退磁→上缸上→下缸上。
方块类：上缸下→压住模具→侧缸进→取向→压制→保压→退磁→侧缸退→上缸上[9]。
(5)包装：准备→检查与记录→包内膜→装袋→真空→装箱→标识与转序
(6)清理：压机清理→自动称粉机清理→包装箱清理→真空包装机清理
→工作区地面清理
(7)成型压机清场：拆卸空料筒→自动称粉机清扫→压机清扫→包装箱清扫→工作区地面清扫
5、注意事项
(1)在充磁过程中，特斯拉计探头应放在磁极中间，不与任何物体接触，手动充磁时间不宜过长，以免烧坏设备。
(2)在称粉中主操作应随时观察测氧仪，当发现氧含量大于0.05%时，应暂停作业，调整氮气含量，确保氧含量合格后方可继续作业。
(3)拆卸料筒时一定要先将进料口处的手动蝶阀关闭，更换前要将料筒内的氮气放掉，以免下料时磁粉喷到人体。
2.3.2等静压
1、等静压原理：等静压工作原理为帕斯卡定律：“在密闭容器内的介质（液体或气体）压强，可以向各个方向均等地传递。”具体地说，待压制产品装进设备后，产品受到各向均等的超高压介质作用，使产品密度增加，压块的收缩量取决于材料的可压缩性及压制时压力的大小。
2、所用仪器、工具、辅助材料等：LDJ320/1500-300YS 冷等静压机（水介质）、吊车、吊笼、流转车、防滑靴、塑胶手套、围裙、套袖。
3、操作规程
(1)准备工作：作业前由操作员负责检查作业文件、设备、仪器、工装、工具，使之完备齐全。然后进行设备点检。
(2)参数设置：根据所压产品等静压工艺卡的要求，在输入面板上进行参数设置。
(3)装料：将吊笼放置在装料台上；打开吊笼门；将产品码放在吊笼内；关闭吊笼门。
(4)进缸：将控制面板上的工作缸（开/关）旋钮旋至“开启”档，工作缸盖随之开启。用吊车将吊笼吊入工作缸内。吊笼放入工作缸后，观察吊笼是否全部侵入液面下，如果没有，应往缸内补充工作液，使产品完全浸没；将工作状态旋钮旋至“关闭” 档，关闭缸盖。(5) 等静压：启动等静压机，设备自动进行加压操作，加压灯亮；当压力达到设定值时，设备自动停止加压，加压灯灭；保压灯亮，系统进行保压；当保压时间到，保压灯灭，卸压开始；当卸压到预定值时，设备自动停止卸压。
(6)出缸：打开缸盖；用吊车将吊笼吊出；在空中沥工作液 40-60 秒后，放置在出料台上。将产品从吊笼内取出，放置在流转车上。
4、注意事项
(1)严禁在机架还没有完全进入工作位置情况下，进行加压操作；
(2)压机运行中，严密监视电控柜上的操作面板和压力表支架上的超高压压力表，严防发生超压；
(3)在加压、保压、卸压工作阶段中，不允许有人在高压现场走动。
2. 4烧结工段
烧结工段负责将剥油后的产品进行烧结成型，包括剥油和烧结两部分。
2. 4. 1剥油
剥油是将等静压后的产品包装拆掉，以便于烧结
1、所用仪器、工具、辅助材料等：移动手套箱，测氧仪，流转车，周转盒，剥油盒，辅助进料箱，烧结盆，烧结托架、剪刀，口罩，橡胶手套，指套，垃圾袋，海绵，标识铁，隔离条
2、操作过程
(1)准备工作：作业前由操作员负责检查作业文件、设备、仪器、工装、工具，使之完备齐全。然后领料，按生产批次整批领料。做好剥油前的准备。
(2)排氧：打开手套箱充气阀、辅助进料箱充气阀，充入氮气；观察测氧仪，当氧含量降至＜0.05％，方可剪袋。
(3)剥油装盆：剪袋→剥包装袋→剥内膜→摆盆
(4)清理：当剥油装盆结束后，应仔细清理手套箱，确保无留料；将真空包装袋、内包装薄膜装入垃圾袋；将垃圾袋、中转塑料盒、料盒转移到辅助进料箱内；检查并确保烧结盆、托架内无杂物（包装袋、内膜碎片等，以防烧结过程污染产品）；通知烧结工段操作员进行进炉作业。
3、注意事项
(1)作业过程中，应时刻观察测氧仪，确保氧含量≤0.05％，以免粉料氧化着火，造成人体伤害；
(2)作业过程中，应注意观察窗紧固情况，套袖是否完好，以免气体压力作用下，造成人体伤害；
(3)烧结盆移动时，协同作业动作应协调，以防止烧结盆倾倒、滑落，砸伤手指。
2. 4. 2
烧结
1烧结工序流程图如下
2、所用仪器、工具、辅助材料等:VS-200RPA烧结炉、手套箱、烧结盆、液压车、流转车、绝热手套
3、操作流程
(1)准备工作：作业前由操作员检查设备、仪器、工装、工具，使之完备齐全。
(2)真空检查：检查并确认炉门关闭，开启烧结炉进行抽真空作业。观察真空度，计算抽真空时间，确认达到要求，方可将产品进炉。
(3)进炉：确认产品剥油摆盆结束，根据操作规程向烧结炉充氮气至大气压后，停止充气。开启插板阀，开启屏护阀，开启进料机构，将烧结盆缓慢送入烧结炉内，使之就位。将进料机构复位。关闭屏护阀，在关闭插板阀。关闭手套箱充气阀，关闭测氧仪。然后进行参数设置。
(4)烧结：根据操作规程启动烧结炉，升温、保温、冷却过程应巡视真空设备真空表、电压表、电流表、冷却水情况。
(5)出炉：烧结结束后，确认炉内产品温度符合工艺要求，打开炉门；用液压叉车将炉内烧结盆取出，防止在流转车上。关闭炉门，开启真空装置。将流转车放在待检区域。
4、注意事项
(1)当发现烧结过程中出现漏水、漏气等异常情况时，应先抽真空然后向炉内充入氩气置换，在确保安全的情况下，方可打开炉门。
(2)产品出炉过程中，应带好绝热手套，防止高温烫伤人体。
(3)使用液压车装卸料时，应小心轻放，防止烧结盆倾倒砸伤人体
(4)移动流转料车时，应确保线路无障碍，防止碰伤人体
综述—永磁材料
Nd-Fe-B系稀土永磁材料的研究进展 邓少杰 合肥工业大学工业与装备技术研究院 摘要钕铁硼磁体被称为第3代稀土永磁材料，是目前综合磁性能比较高的永磁材料。探讨了钕铁硼永磁材料的发展前景以及行业存在的问题，对钕铁硼永磁材料生产和应用现状进行了分析。概述了钕铁硼永磁材料的研究进展和应用领域，介绍了钕铁硼磁体的性能及先进制备工艺。纵观全文，钕铁硼永磁材料已进入一个崭新的发展阶段，应用前景广阔。关键词 稀土永磁材料钕铁硼 磁性能 制备工艺 1绪论 1.1永磁材料的定义 永磁材料又称为硬磁材料，它是一种经过外加强磁场的磁化，再去掉外加磁场之后能长时期保留其较高的剩余磁性能，经受振动、温度等环境因素和不太强的外加磁场的干扰的强磁材料。又因为其具有高的矫顽力，能经受外加不太强的磁场的干扰，故又称硬磁材料。 1.2钕铁硼系稀土永磁材料的现状及研究意义 在钕铁硼刚开始生产应用之初，世界钕铁硼生产能力主要集中在日、美、中、欧等少数国家手中。其中，日、美在永磁的开发、生产和推广应用方面的技术一直处于世界前茅，同时也是最大的永磁消费市场，并形成了几家能力大、质量好、竞争力强的超大规模企业。目前，日本住友特殊金属公司、日本信越化学实业公司、TDK 等在钕铁硼的销量上分居世界第一、二、三位，而中国的北京中科三环高技术股份有限公司与日本的TDK 并列排在第三位。 中国在20世纪80年代初开始从事稀土永磁材料的研究。目前，中国钕铁硼产业已经占全球近80%市场份额，是全球烧结钕铁硼磁体的产业中心。2010年，中国铁硼磁体产量已经超过世界总产量的80%。随着中国对稀土出口限制管理日趋严格，未来中国高性能钕铁硼永磁材料产量将继续扩大，占全球总产量比例有望继续提升。目前，中国钕铁硼永磁材料生产企业已达120多家，国内有5家企业的生产规模已近千吨。而上百吨生产规模的企业有20余家，但所产磁体大部分都是中低档产品，绝大多数应用在性能要求不高的领域。所以，中国烧结钕铁硼产量虽处于世界前列，但所得利润却很有限。从世界范围来看，高性能钕铁硼永磁体发展前景看好，市场竞争力也较强。永磁材料是一种重要的基础功能材料，它的基本功能是提供稳定持久的磁通量，不需要消耗电能，是节约能源的重要手段之一。同时永磁材料使器械和设备结构简单，制造成本和维修保养成本降低[1]。因此，永磁材料的应用面越来越广，应用量越来越大。当今，永磁材料按磁性能的高低，大致可分为2类。一是一般永磁材料，如铝镍钴、铁氧体，磁性能较低，但价格低；二是稀土永磁材料，如钐系磁体（如SmCo5）及钕系磁体（Nd-Fe-B），磁性能较高，但价格贵[2]。随着电子器件的小型化、微型化的发展要求，高性能稀土永磁材料应用越来越广泛。钕铁硼的最大磁能积最高，由于不含贵重金属Sm和Co，价格较低，近年来发展迅速。也因为Nd-Fe-B系永磁材料的性能比传统的永磁材料的要高，称为创世界纪录的磁性材料。并且用金属铁代替稀土永磁一、二代所用的金属钴，以成本低、资源丰富的金属钕代替资源较少的稀土金属钐。再者永磁材料有矫顽力高、剩余磁感应强度高、最大磁能积高和稳定性高这四大优势。而随着当今世界的飞速发展的要求，永磁材料的研究就显得极为必然。 也因钕铁硼是重要的金属功能材料，作为第三代稀土型永磁材料，由于其良好的磁性能被科技人员称为“磁王”，利用其能量的转换
稀土永磁材料与医疗保健
稀土永磁材料与医疗保健 我们人类赖以生存的地球拥有宠大的磁场。人体内充满着铁磁性物质，有生物电流也有生物磁场，当受到强大磁场刺激时，会产生许多微妙的生物反应，由此产生了医学上的磁诊断和磁场疗法。 稀土金属中的钕和钐等具有特殊的原子结构，是当今制备优质永磁材料的必需元素。尤其是一代磁王钕铁硼永磁体的出现，不但引起许多电子和机械工业产品发生革命性的变化，也促进了医学上的磁诊断设备和“磁疗”迈上了一个新的台阶。 医院里用的核磁共振成像仪是比CI还要精密的新型诊断设备。组成人体细胞的各种元素的原子核都具有核磁矩，在一定的强磁场下会产生共振，利用人体正常细胞组织与病变组织共振迟豫时间不同，经过精密的断层扫描分析，利用反映出的图象差异来观察就能诊断出早期微小的病变。但该设备需要有强大的磁场系统支撑。若采用超导磁体，需要配备昂贵的超低温系统，安装维修十分复杂；而采用普通铁氧体磁钢，则需要几十吨甚至上百吨的磁体来组装成一个庞然大物。采用高性能钕铁硼永磁材料就可以克服上述缺点，只需要两三吨磁体，整体重复和体积大大减少，在保证高质量和高分辨率的条件下，实现了设备的小型化和轻型化，有利于推广使用。 稀土永磁材料还被广泛应用于磁场疗法，即通常所说的“磁疗”。“磁疗”是利用磁场作用于人体组织或一定穴位进行治疗疾病的理疗方法。对于肌肉组织损伤和皮下淤血水肿等病症可采用阿是穴（即损伤部位）强磁按摩或旋转交变动磁疗法。对于其它病症则以中医经络学说为基础，用强磁场产生的磁力线代替针灸来刺激穴位以达到治病的目的。也可以采用静磁贴敷疗法，或者与真空拔罐结合制成“哈磁五行针”或强磁磁提针，用强磁刺穴位来治疗疾病。 利用强磁场刺激穴位可以起到疏通经络、调节神经和促进气血运行的作用，用于治疗软组织急慢性扭挫伤等病症效果尤为明显。强磁场可以促进机体的血液循环，加强新陈代谢，起到良好的消炎镇痛作用。采用磁穴位法，对于肩周炎、关节炎、气管炎、神经痛、高血压和某些心脑血管慢性疾病具有一定疗效。其效果与患者对磁的敏感性有关。稀土永磁强磁“磁疗”虽然不能包治百病，但由于不用吃药打针，无痛苦和毒副作用，很受病患者的欢迎。 钕铁硼永磁材料所拥有的超强磁力还被用于牙齿矫正和外科吸取铁磁性异物（像眼睛或其经部位不慎迸进铁屑或铁砂等）。这种利用强磁吸铁的办法甚至被用于给牲畜治病，如黄牛和奶牛常因误食铁钉或铁丝面导致创伤性胃炎，死亡率很高，在我国每年致死的牛多达几十万头。用钕铁硼制造的牛胃恒磁吸引器可以毫不费力地地把牛误食的铁杂物吸取出来，为防治牛的创伤性胃炎闯出了一条新路。 稀土永磁体还是制造各种磁疗保健器的理想材料，如磁疗鞋、磁疗帽、磁疗腰带和磁疗床垫等，还可制成磁疗项链、磁疗手表和磁疗戒指等具有保健功能的磁疗保健装饰品。在当今市场上众多的磁疗产品中，往往是采用稀土永磁材料制作的才有良好的效果。
稀土永磁材料的研究进展 应用物理学专业毕业设计 毕业论文
稀土永磁材料的研究进展应用物理学专业毕业设计毕业论文
内蒙古科技大学本科毕业论文 题目：稀土永磁材料的研究进展学生姓名： 学院：物理科学与技术学院 学号： 专业：应用物理学 班级： 指导教师： 二〇一一年六月
摘要 稀土永磁材料在国民经济中占有重要的地位。本文从稀土永磁材料特点出发，介绍了稀土永磁材料发的相关发展应用，并进行了钕铁硼永磁体的粘结研究。 关键词：稀土永磁；粘结 Abstract Lanthanon permanent magnet is of importance in the country economy. In this paper, from characteristic of lanthanon permanent magnet, application and development are introduced, and stick investigation of NdFeB have been discussed. Keywords: Lanthanon permanent magnet; stick
目录 引言_______________________________________________________________ 5 1.稀土永磁材料的概要介绍 ____________________________________________ 5 2.十七种稀土元素 ____________________________________________________ 6 3.钕铁硼NdFeB_____________________________________________________ 6 4.日美等国的相关发展状况和我国稀土永磁材料发展展望 __________________ 7 4.1日美等国的相关发展状况______________________________________________ 7 4.2我国稀土永磁材料发展及展望__________________________________________ 8 5.钕铁硼永磁体的粘结研究 ____________________________________________ 8 5.1按要求配量__________________________________________________________ 9 5.2预估方案____________________________________________________________ 9 5.3检查效果，确认并验证最佳方案_______________________________________ 10结语______________________________________________________________ 11
稀土永磁材料概述
稀土永磁材料概述 从广义上讲，所有能被磁场磁化、在实际应用中主要利用材料所具有的磁特性的一类材料成为磁性材料。它包括硬磁材料、软磁材料、半硬磁材料、磁致伸缩材料、磁光材料、磁泡材料和磁制冷材料等，其中用量最大的是硬磁材料和软磁材料。硬磁材料和软磁材料的主要区别是硬磁材料的各向异性场高、矫顽力高、磁滞回线面积大、技术磁化到饱和需要的磁场大。由于软磁材料的矫顽力低，技术磁化到饱和并去掉外磁场后，它很容易退磁，而硬磁材料由于矫顽力较高，经技术磁化到饱和并去掉磁场后，它仍然长期保持很强的磁性，因此硬磁材料又称为永磁材料或恒磁材料。古代，人们利用矿石中的天然磁铁矿打磨成所需要的形状，用来指南或吸引铁质器件，指南针是中国古代四大发明之一，对人类文明和社会进步做出过重要贡献。近代，磁性材料的研究和应用始于工业革命之后,并在短时间内得到迅速发展.现今,对磁性材料的研究和应用无论在广度或者深度上都是以前无可比拟的,各类高性能磁性材料，尤其是稀土永磁材料的开发和应用对现代工业和高新技术产业的发展起着巨大的推动作用。 永磁材料性能要求 永磁材料的主要性能是由以下几个参数决定的 1.2.1最大磁能积：最大磁能积是退磁曲线上磁感应强度和磁场强度乘积的最大值。这个值越大，说明单位体积内存储的磁能越大，材料的性能越好。 1.2.2饱和磁化强度：是永磁材料极为重要的参数。永磁材料的饱和磁化强度越高，它标志着材料的最大磁能积和剩磁可能达到的上限值越高。 1.2.3矫顽力：铁磁体磁化到饱和后，使它的磁化强度或磁感应强度降低到零所需要的反向外磁场称为矫顽力。它表征材料抵抗退磁作用的本领。 1.2.4剩磁：铁磁体磁化到饱和并去掉外磁场后，在磁化方向保留的剩余磁化强度或剩余磁感应强度称为剩磁。 1.2.5居里温度：强铁磁体由铁磁性和亚铁磁性转变为顺磁性的临界温度称为居里温度或居里点。居里温度高标志着永磁材料的使用温度也高。
稀土永磁材料
稀土永磁材料 李世东材卓121 1209010103 摘要：稀土永磁材料具有高的磁能积、良好的稳定性、不易受温度、外界磁场和冲击的影响，它广泛用于雷达、航天技术、卫星通信、计算机、自动控制，旋转机械设备、交通运输、磁分离、石油化工、医疗卫生、电动玩具、办公设备、以及各种仪器仪表等方面。稀土钕铁硼永磁材料产业本身是个新兴产业，新的应用领域在不断涌现，特别是以信息产业为代表的知识经济发展，给稀上永磁等功能材料不断带来新的用途。除了在上述等方面的广泛应用外，汽车中的发电机、电动机和音响系统、风力发电、节能电梯、变频空调等应用已经开始，这将极大地带动钕铁硼永磁材料产业的发展。 关键词：稀土永磁材料制备特性分类应用 Abstract:Rare earth permanent magnetic material with high magnetic energy product, good stability, less susceptible to temperature, the influence of external magnetic field and impact. It is widely used in radar, space technology, satellite communication, computer, automatic control, rotation machinery and equipment, transportation, magnetic separation, petroleum chemical industry, medical and health, electric toys, office equipment, and a variety of instrumentation, such as aspects. Rare earth neodymium iron boron permanent magnetic material industry is a new industry, new application areas are emerging, especially in the information industry as the representative of the knowledge economy development, to dilute the permanent magnet and other functional materials continue to bring new uses. In addition to a wide range of applications in the automotive, motor and audio systems, electric motors and sound systems, wind power, energy saving, energy saving, such as the application has begun, which will greatly promote the development of the permanent magnet material industry. Key word:Rare earth permanent magnetic materialPreparation CharacteristicClassificationApplication 引言：永磁材料作为一种重要的功能材料，已被广泛应用于能源、交通、机械、医疗、计算机、家电、航天等领域，深入国民经济的方方面面，其产量与用量已成为衡量一个国家综合国力与国民经济发展水平的重要标志。稀土永磁的出现是永磁材料领域中的一个巨大进步，尤其是NdFeB稀土永磁材料的高性能使得高新技术产业中的磁器件高效化，小型化，轻型化成为可能。相信随着稀土永磁材料应用的扩展，定会迎来一个稀土永磁高新技术应用的新时代。 1.定义 稀土永磁材料是将钐、钕混合稀土金属与过渡金属（如钴、铁等）组成的合金，用粉末冶金方法压型烧结，经磁场充磁后制得的一种磁性材料。 稀土永磁分钐钴（SmCo）永磁体和钕铁硼（NdFeB）永磁体。其中SmCo磁体的磁能积在15--30MGOe之间，NdFeB系磁体的磁能积在27--50MGOe之间，被称
稀土功能材料研究现状
稀土功能材料研究现状 摘要：稀土元素被誉为二十一世纪新材料的宝库，因其在电、光、磁等方面具有独特性质，故在功能材料领域获得了广泛的应用。文章介绍了稀土磁性材料、稀土发光材料、稀土催化材料、稀土贮氢材料、稀土超导材料的研究及其应用进展。 关键词：稀土、功能材料、研究现状 引言 功能材料是以物理性能为主的工程材料的统称，即指在电、磁、声、光、热等方面具有特殊性质，或在其作用下表现出特殊功能的材料[1]。它是现代高新技术的先导和基础，对它的研究、开发和应用将促进国家的科技发展水平，提高国家的综合经济实力和在高科技领域的竞争力。 被称为新材料“宝库”的稀土元素具有独特的4f电子结构，大的原子磁距，很强的自旋轨道藕合等特性，与其它元素形成稀土配合物时，配位数可在3—12之间变化，并且稀土化合物的晶体结构也是多样化的。稀土元素具有独特的光学、电学及磁学物理化学性质，使其在功能材料领域获得了广泛的应用。因此，无论是稀土金属还是其化合物都有良好的应用价值。本文着重介绍了在工农业生产和科学技术领域中有广泛应用的不同类型的稀土材料。 1、传统领域中的稀土材料 1.1稀土在农轻工中的应用 早在20世纪五六十年代，稀土就在农业、纺织业、石油化工业等传统领域得到了广泛的应用。稀土在农业的应用时我国科学独立自主开发的成果，先后被列入国家“六五”和“七五”科技攻关计划。稀土元素作为微量元素用于农业主要有2个优点：一是作为植物的生长、生理调节剂，使农作物具有高产量、优品质和抗逆性3大特性；二是稀土属低毒、非致癌物质、合理使用稀土对人畜无害，对环境无污染[2]。如添加稀土元素的硝酸盐化合物作为微量元素化合物施用于农作物可
稀土永磁材料与应用
稀土永磁材料与应用 一、稀土永磁材料 稀土永磁材料是将钐、钕混合稀土金属与过渡金属（如钴、铁等）组成的合金，用粉末冶金方法压型烧结，经磁场充磁后制得的一种磁性材料。 稀土永磁分钐钴（SmCo）永磁体和钕铁硼（NdFeB）系永磁体，其中SmCo磁体的磁能积在15～30MGOe之间，NdFeB系永磁体的磁能积在27～50MGOe之间，被称为“永磁王”，是目前磁性最高的永磁材料。钐钴永磁体，尽管其磁性能优异，但含有储量稀少的稀土金属钐和稀缺、昂贵的战略金属钴，因此，它的发展受到了很大限制。我国稀土永磁行业的发展始于60年代末，当时的主导产品是钐-钴永磁，目前钐-钴永磁体世界销售量为630吨，我国为90.5吨（包括SmCo磁粉），主要用于军工技术。 随着计算机、通讯等产业的发展，稀土永磁特别是NdFeB永磁产业得到了飞速发展。 稀土永磁材料是现在已知的综合性能最高的一种永磁材料，它比十九世纪使用的磁钢的磁性能高100多倍，比铁氧体、铝镍钴性能优越得多，比昂贵的铂钴合金的磁性能还高一倍。由于稀土永磁材料的使用，不仅促进了永磁器件向小型化发展，提高了产品的性能，而且促使某些特殊器件的产生，所以稀土永磁材料一出现，立即引起各国的极大重视，发展极为迅速。我国研制生产的各种稀土永磁材料的性能已接
近或达到国际先进水平。 现在稀土永磁材料已成为电子技术通讯中的重要材料，用在人造卫星，雷达等方面的行波管、环行器中以及微型电机、微型录音机、航空仪器、电子手表、地震仪和其它一些电子仪器上。目前稀土永磁应用已渗透到汽车、家用电器、电子仪表、核磁共振成像仪、音响设备、微特电机、移动电话等方面。在医疗方面，运用稀土永磁材料进行“磁穴疗法”，使得疗效大为提高，从而促进了“磁穴疗法”的迅速推广。在应用稀土的各个领域中，稀土永磁材料是发展速度最快的一个。它不仅给稀土产业的发展带来巨大的推动力，也对许多相关产业产生相当深远的影响。 二、稀土永磁材料分类 1．稀土钴永磁材料，包括稀土钴（1-5型）永磁材料SmCo5和稀土钴（2-17型）永磁材料Sm2Co17两大类。 2．稀土钕永磁材料，NdFeB永磁材料。 3．稀土铁氮（RE-Fe-N系）或稀土铁碳（RE-Fe-C系）永磁材料。 三、稀土永磁材料制备工艺分类 1．粉末冶金烧结工艺制备的烧结磁体； 2．还原扩散制粉或氢碎处理粉末及粉末冶金烧结工艺制备的烧结磁体； 3．快速凝固制粉或氢碎制粉（HDDR），粉末模压粘结工艺制备的粘结磁体； 4．快速凝固制粉或氢碎（HDDR）粉末的注射工艺制备的注射磁
2020年稀土永磁材料企业三年发展战略规划
2020年稀土永磁材料企业三年发展战略规划 2020年9月
目录 一、公司总体发展战略 (3) 二、公司具体发展目标 (3) 1、创建全球一流的稀土永磁材料技术研发平台 (3) 2、打造行业领先的自动化、信息化的智能制造平台 (4) 3、拓展全球化市场营销平台 (4) 三、实现发展目标拟采取的措施 (5) 1、加强研发力度，推进产品性能、工艺技术及装备水平全面提升 (5) （1）加大基础材料研发投入 (5) （2）关键设备持续研发与工艺创新并举 (5) （3）开发更加环保高效的表面防护技术 (6) 2、通过推广制造自动化、信息化、智能化提升精益生产管理水平 (6) （1）加快自动化工厂建设 (6) （2）完善数据信息平台 (6) （3）实施在线生产管控 (6) 3、继续加强公司质量管控和品牌推广，拓展营销网络的全球化布局 (7) （1）加强公司质量管控和品牌推广 (7) （2）继续完善市场营销体系建设 (7) 4、加强人才体系建设，大力培养和引进高端人才 (7) （1）继续加强和完善公司内部人才培养机制 (8) （2）加快外部优秀人才引进 (8) （3）制定和实施有利于人才成长的激励政策 (8)
一、公司总体发展战略 公司以“清洁世界，磁引未来”为使命；以“做永磁行业创新引领者”为愿景；倡导“安全、奋斗、创新、诚信、责任”核心价值观。 公司以自主技术研发创新为核心，依托包头稀土全产业链，深耕高性能稀土永磁材料领域，巩固质量及品牌优势，弘扬工匠精神，打造“百年天和”，努力发展成为稀土永磁材料行业全球领导者。 二、公司具体发展目标 公司秉承“精确定位、发挥优势、夯实基础、稳固发展”的方针，持续立体创新、诚信经营、艰苦创业、团结拼搏，致力于创建“技术研发平台”、打造“智能制造平台”、拓展“全球市场营销平台”。 1、创建全球一流的稀土永磁材料技术研发平台 稀土永磁材料作为战略新兴产业基础性功能材料，技术研发尤为重要，自发明以来其性能伴随着行业技术水平的提高不断提升。公司具有较强的自主研发能力，公司的研发中心被内蒙古自治区授予“钕铁硼永磁材料工程技术研究中心”及“企业技术中心”，结合自主研发的中试生产线，能够对稀土永磁材料的基础特性、晶相、工艺特点、耐温防腐以及应用特性等方面进行研究。未来，公司将持续加大研发投入，充分发挥自主核心技术工艺研发、关键生产设备研制等方面的优势；进一步扩大科研合作，通过多种方式引进世界级顶尖的磁学专
磁性材料研究进展
磁性材料 引言 磁性材料作为重要的基础功能材料，已广泛用于信息、能源、交通运输、工业、农业及人们日常生活的各个领域，对社会进步和经济发展起着至关重要的推动作用。人们习惯按矫顽力的高低，对磁性材料进行分类：矫顽力大于1000A／m则称为硬磁材料，当硬磁材料受到外磁场磁化后，去掉外磁场仍能保留较高的剩磁，因此又称之为永磁材料或恒磁材料；矫顽力小于lOOA／m则称为软磁材料；矫顽力100A／m 铁氧体磁芯与粉末磁芯综述 摘要 软磁材料在工业中的应用始于19世纪末。随着电力工及电讯技术的兴起，开始使用低碳钢制造电机和变压器，在电话线路中的电感线圈的磁芯中使用了细小的铁粉、氧化铁、细铁丝等。到20世纪初，研制出了硅钢片代替低碳钢，提高了变压器的效率，降低了损耗。到20年代，无线电技术的兴起，促进了高导磁材料的发展，出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。 从40年代到60年代，是科学技术飞速发展的时期，雷达、电视广播、集成电路的发明等，对软磁材料的要求也更高，生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料。进入70年代，随着电讯、自动控制、计算机等行业的发展，研制出了磁头用软磁合金，除了传统的晶态软磁合金外，又兴起了另一类材料—非晶态软磁合金。 目录 一、组成与分类 (1) 二、材料特性 (3) 三、磁芯材料的基本参数 (4) 四、主要性能指标 (7) 五、磁芯的形状 (8) 六、主要应用 (9) 一、组成与分类[1] 1.铁氧体磁芯 铁氧体是一种暗灰色或者黑色的陶瓷材料。铁氧体的化合物是MeFe2O4，这里Me代表一种或几种二价的金属元素，例如，锰、锌、镍、钴、铜、铁或镁。这些化合物在特定的温度范围内表现出良好的磁性能，但是如果超出某个温度值，磁性将失去，这个温度称为居里温度（T c）。铁氧体材料非常容易磁化，并且具有相当高的电阻率。这些材料不需要像硅钢片那样分层隔离就能用在高频的应用场合。 高频铁氧体磁性材料主要可分为两大类：锰锌（MnZn）铁氧体材料和镍锌（NiZn）铁氧体材料。比较而言，NiZn材料的电阻率较高，一般认为在高频应用场合下具有较低的涡流损耗。但是最近的研究表明，如果颗粒的尺寸足够小而且均匀，在几兆赫兹范围内MnZn 材料显示出较NiZn材料更为优越的特性，例如，TDK公司的H7F 材料以及MAGNETICS公司的K材料就是采用这种技术，适用于兆赫兹工作频率下工作的新型铁氧体材料。磁芯形状种类丰富，有E、I、U、EC、ETD形、方形(RM、EP、PQ)、罐形(PC、RS、DS)及圆形等。 1 稀土永磁材料及其应用发展现状 稀土永磁钕铁硼材料最重要的应用领域之一是支撑现代电子信息产业的重要基础材料，与人们的生活息息相关，小到手表、照相机、录音机、CD机、VCD机、计算机硬盘、光盘驱动器，大到汽车、发电机、医疗仪器等，永磁材料无所不在。正是由于广泛应用了稀土永磁材料，众多电子产品的尺寸进一步缩小，性能大幅度改善。 一、全球稀土永磁产业近况 近年来，由于发达国家生产成本高，而国际市场磁体价格却不断下降，在这些国家继续生产磁体已难以为继，因此以美、欧为代表的西方发达国家磁材企业纷纷进行了产业调整，使钕铁硼产业的国际格局发生了重大变化。 烧结磁体方面，2000年美国的Ugimag公司被卖给了麦格昆磁，2003年麦格昆磁进行了产业调整将其关掉，将磁材生产转移到中国来。21世纪初，英国的摩根集团收购了德国西门子下属的真空冶炼公司(Vacuumschmelze或VAC)和美国的坩埚公司，但是在2003年6月份，摩根集团关闭了美国的坩埚公司(Crucible)。2005年摩根集团把德国真空冶炼公司卖给了美国的JPMorgan。目前，美国的稀土产业已从昔日的辉煌到今日的全部没落。在欧洲只有两家烧结钕铁硼的生产厂家，一家是在德国的真空冶炼公司，一个是在芬兰的Neorem 公司。2003年6月，日立金属购买了住友金属下住友特金的股份，成为全球最大的钕铁硼生产企业，并于2004年4月1日更名为NEOMAX，并停止了日立金属在美国的磁体生产。2007年4月1日NEMOMAX在日本退市，成为日立金属的全资子公司。日本还有两家企业，一家是TDK，这是一家老牌磁性材料生产企业;还有一家就是信越化工。NEMOAX、TDK和Neorem在中国已建立磁体后加工基地。德国VAC与中科三环合作，2005年在北京成立了烧结钕铁硼合资企业。除了欧洲和日本两地外，其余的烧结钕铁硼磁体生产企业全部集中在中国。 自1990年以来，全球烧结钕铁硼磁体产量增长迅猛，年均增长率保持在25%左右。进入二十一世纪，尽管日、美、欧等发达国家稀土永磁产业的发展止步不前，但由于中国稀土永磁产业的超常发展，使得全球稀土永磁产业依然保持了迅猛增长的态势。2005年，全球烧结钕铁硼产量为42300吨，中国的产量为33000吨，占世界总产量的78%，保持了强劲的增长态势。日本烧结钕铁硼磁体原地踏步，处于维持状态。美国烧结钕铁硼磁体2004年后全部消亡。 粘结磁体方面，全球的生产能力大部分集中在日本企业。有代表性的两家企业，一家是精工爱普生，他们的磁材生产已经全部转到上海爱普生磁性器件有限公司;另一家是日本大同公司。在计算机硬盘驱动器(HDD)的主轴电机应用方面，大同和上海爱普生两家企业就占据了整个市场份额的90%以上。2002年底，中科三环参股了上海爱普生磁性器件有限公司，2004年3月进一步扩大股权，目前中科三环已持有该公司70%的股权，成为其第一大股东。安泰科技2003年3月收购了台湾的海恩公司，其深圳的海恩美格也是一个科技水平很高的粘结磁体工厂，加上国内成长起来的成都银河，粘结磁体企业除日本的大同外，其余基本在中国。 全球粘结钕铁硼磁体产量年均增长率为18%，基本保持了一个稳定增长的态势。2005年，虽然全球粘结钕铁硼磁体产量比2004年略有下降(1%左右)，但中国的粘结钕铁硼产量保持了11%的增长。中国粘结钕铁硼磁体产量已超过全球产量的40%，带动了全球产业的发 稀土永磁电机发展综述 发布日期：2012-10-12 浏览次数：691 核心提示：1引言电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置。为在电机内建立进行机电能量转换所必需的气隙磁场，可以有两种方法 1 引言 电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置。为在电机内建立进行机电能量转换所必需的气隙磁场，可以有两种方法。一种是在电机绕组内通电流产生，既需要有专门的绕组和相应的装置，又需要不断供给能量以维持电流流动，例如普通的直流电机和同步电机；另一种是由永磁体来产生磁场，既可简化电机结构，又可节约能量，这就是永磁电机。 2 永磁电机的发展概况 永磁电机的发展同永磁材料的发展密切相关。我国是世界上最早发现永磁材料的磁特性并把它应用于实践的国家，两千多年前，我国利用永磁材料的磁特性制成了指南针，在航海、军事等领域发挥了巨大的作用，成为我国古代四大发明之一。 19世纪20年代出现的世界上第一台电机就是由永磁体产生励磁磁场的永磁电机。但当时所用的永磁材料是天然磁铁矿石（Fe3O4），磁能密度很低，用它制成的电机体积庞大，不久被电励磁电机所取代。 随着各种电机迅速发展的需要和电流充磁器的发明，人们对永磁材料的机理、构成和制造技术进行了深入研究，相继发现了碳钢、钨钢（最大磁能积约2.7 kJ/m3）、钴钢（最大磁能积约7.2 kJ/m3）等多种永磁材料。特别是20世纪30年代出现的铝镍钴永磁（最大磁能积可达85 kJ/m3）和50年代出现的铁氧体永磁（最大磁能积现可达40 kJ/m3），磁性能有了很大提高，各种微型和小型电机又纷纷使用永磁体励磁。永磁电机的功率小至数毫瓦，大至几十千瓦，在军事、工农业生产和日常生活中得到广泛应用，产量急剧增加。相应地，这段时期在永磁电机的设计理论、计算方法、充磁和制造技术等方面也都取得了突破性进展，形成了以永磁体工作图图解法为代表的一套分析研究方法。 但是，铝镍钴永磁的矫顽力偏低（36～160 kA/m），铁氧体永磁的剩磁密度不高（0. 2～0.44 T），限制了它们在电机中的应用范围。一直到20世纪60年代和80年代，稀土钴永磁和钕铁硼永磁（二者统称稀土永磁）相继问世，它们的高剩磁密度、高矫顽力、高磁能积和线性退磁曲线的优异磁性能特别适合于制造电机，从而使永磁电机的发展进入一个新的历史时期。 稀土永磁材料的发展大致分为三个阶段。1967年美国K.J.Strnat教授发现的钐钴永磁为第一代稀土永磁，其化学式可表示成RCo5，简称1:5型稀土永磁，产品的最大磁能积超过199 kJ/m3(25MG·Oe)。1973年又出现了磁性能更好的第二代稀土永磁，其化学式为R2Co17，，简称2:17型稀土永磁，产品的最大磁能积达到258.6 kJ/m3(32. 5MG·Oe)。1983年日本住友特种金属公司和美国通用汽车公司各自研制成功钕铁硼（NdFeB）永磁，称为第三代稀土永磁。由于钕铁硼永磁的磁性能高于其他永磁材料，价格又低于稀土钴永磁材料，在稀土矿中钕的含量是钐的十几倍，而且不含战略物质——钴，因而引起了国内外磁学界和电机界的极大关注，纷纷投入大量人力物力进行研究开发。目前正在研究新的更高性能的永磁材料，如钐铁氮永磁、纳米复合稀土永磁等，希望能有新的更大的突破。 与此相对应，稀土永磁电机的研究和开发大致可以分成三个阶段。 稀土永磁材料 稀土永磁材料是指稀土金属和过渡族金属形成的合金经一定的工艺制成的永磁 材料。现分为第一代（RECo5）、第二代（RE2TM17）和第三代稀土永磁材料（Nd FeB）。 稀土永磁材料已在机械、电子、仪表和医疗等领域获得了广泛应用。新的稀土过渡金属系和稀土铁氮系永磁合金材料正在开发研制中，有可能成为新一代稀土永磁合金。 稀土永磁材料广泛应用于计算机、汽车、仪器、仪表、家用电器、石油化工、医疗保健、航空航天等行业中的各种微特电机，核磁振共振设备、电器件、磁分离设备、磁力机械、磁疗器械等需产生强间隙磁场的元器件。 稀土永磁技术指标、性能、规格一览表 种类数字牌号字符牌号Br T Hcj KA/m Hcb KA/m (BH)max kj/m３ N 048022 NdFeB350/96 1.33 960 756 335-366 048023 NdFeB320/96 1.27 960 876 302-335 048024 NdF eB300/96 1.23 960 860 287-320 048025 NdFeB280/96 1.18 960 860 263-295 048026 NdFeB260/96 1.14 960 836 247-279 048027 NdFeB240/96 1.08 960 796 223-256 M 048031 NdFeB320/96 1.27 1100 910 302-335 048032 NdFeB300/96 1.23 1100 876 287-320 048033 NdFeB280/96 1.18 1100 860 263-295 H 048041 NdFeB300/96 1.23 1350 890 287-320 048042 NdFeB280/96 1.18 1350 876 263-295 048043 NdFeB260/96 1.14 1350 844 247-279 048044 NdFeB240/96 1.08 1350 812 223-255 SH 048051 NdFeB280/96 1.18 1600 876 263-295 048052 NdFeB260/96 1.14 1600 836 247-279 048053 NdFeB240/96 1.08 1660 796 223-255 048054 NdFeB220/96 1.05 1600 756 207-239 UH 048061 NdFeB240/96 1.08 2000 756 223-255 048062 NdFeB220/96 1.05 2000 756 207-239 048063 NdFeB210/96 1.02 2000 732 191-223 EH 048071 NdFeB240/96 1.08 2400 756 223-255 048072 NdFeB220/96 1.05 2400 756 207-239 钕铁硼永磁材料的物理性能 密度G/m3 7.4-7.6 热传导系数Kcal/m.h.℃7.7 永磁材料长期稳定性研究进展Ξ 刘国征1,2,3,夏宁2,赵明静1,刘小鱼1,鲁富强2,李波3,喻小军3 (11包头稀土研究院,内蒙古 包头 014030; 21稀土冶金及功能材料国家工程研究中心,内蒙古 包头 014030; 31钢铁研究总院,北京 100083) 摘 要:永磁材料的长期稳定性对永磁应用器件的长期可靠使用是极为重要的。本文介绍了永磁材料长期稳定的理论模型的发展和在不同永磁材料中的应用,总结了温度、耐蚀性、镀层防护、永磁体的L/D因素等对烧结钐钴稀土永磁材料短期和长期稳定性的影响,讨论了烧结钕铁硼永磁材料的热稳定性、耐蚀性差的缺点,科技人员近年来所进行的研究和改善的途径,提出解决烧结钕铁硼永磁材料的长期稳定性应用应采取的途径。 关键词:长期稳定性;钐钴永磁材料;钕铁硼永磁材料;永磁应用器件 中图分类号:O482152 文献标识码:A 文章编号:100420277(2010)022******* 钕铁硼稀土永磁材料因有最高的磁性能而广泛地应用于电机、家用电器、计算机、医疗器械等行业。近年来,随着军工、节能环保等新能源领域风力发电机、混合动力汽车的发展,对所使用的稀土永磁材料的磁性能、使用温度和稳定性都提出了更高的要求,而永磁材料的稳定性变得更为重要。 永磁材料磁性能的稳定性是永磁材料的重要参数,主要是指永磁材料充磁后,内外因素的影响使磁性能改变的程度[1～3]。通常用磁性能的变化率来表示其稳定性。常见引起磁性能变化的因素有:温度、时间、电磁场、辐射、机械震动与冲击、化学作用等。对于钕铁硼永磁材料来说,由于居里温度低、热稳定性差、耐蚀性不好已普遍共知,对此已有众多研究人员进行了研究,通过添加元素C o提高了居里温度[4,5],添加Dy、Tb、Al、G a、Nb、Cu等元素提高了内禀矫顽力,大大改善了烧结钕铁硼永磁材料的热稳定性[6～9],通过添加元素[10]和提高磁体密度、采用防腐镀层[11]等方法,使烧结钕铁硼的耐蚀性得到很大改善,提高了磁体的化学稳定性,基本满足了各类应用器件的一般需求。但随着风力发电机、混合动力汽车和军工装备应用的发展,要求永磁体要具有高可靠性、长寿命,即在20年内磁体的磁通或剩磁损失在0%～10%这一范围内。这一类磁体应用的环境条件较复杂,既有四季气候温度、湿度变化,又承受振动、冲击及内外退磁场带来的影响。因此永磁材料的长期稳定性已成为永磁材料研究和该应用领域极为关心的参数。而对于烧结钕铁硼永磁体的时间稳定性或长期稳定性的研究一直不够深入,是当今关注的重点。本文重点综述永磁材料长期稳定性的研究和理论研究状况,影响永磁材料长期稳定性的因素以及相对准确预测永磁材料长时间稳定性的方法。 1 永磁材料长期稳定性理论模型研究永磁材料的剩磁随时间变化而降低的现象早已被人所共知。对于永磁材料,在其内部的磁畴和磁区域的排列状态随时经受着来自内部和外部因素的扰动而重新排列达到低能状态,因此而引起剩磁的降低。早在1949年,为了解释这一现象,Street R[12]以及Neel Louis[13]提出了假设并建立了理论模型。Neel Louis假定在磁体的局部区域存在磁场而影响了磁体的磁状态。这些磁场可为热扰动、机械振动、外磁场以及地球磁场等产生。在稳定的环境下,这些磁场随着时间随机性产生,使磁体内部状态不断 第31卷第2期2010年4月 稀 土 Chinese Rare Earths V ol131,N o12 April2010 Ξ收稿日期:2010201207 基金项目:国家自然科学基金项目资助(50761001) 作者简介:刘国征(19622),男,内蒙古赤峰人,博士研究生,正高级工程师,主要从事磁性材料研究。 稀土功能材料综述 黄子杰 （长沙理工大学化学学院，湖南长沙 410114） 摘要：稀土元素被誉为二十一世纪新材料的宝库, 因其在电、光、磁等方面具有独特性质, 故在功能材料领域获得了广泛的应用。文章介绍了稀土磁性材料、稀土发光材料、稀土催化材料、稀土贮氢材料、稀土超导材料的研究及其应用进展。 关键词:稀土功能材料;用途;性能;分类 Abstract：Rare earth element is regarded as a treasure house of new materials in twenty-first Century, because of its unique properties in electricity, light, magnetism and so on, it has been widely used in the field of functional materials. The research and application progress of rare earth magnetic materials, rare earth luminescent materials, rare earth catalytic materials, hydrogen storage materials, rare earth materials and their applications are introduced in this paper. Keywords：Rare earth functional materials；use；performance；classification 功能材料是以物理性能为主的工程材料的统称,即指在电、磁、声、光、热等方面具有特殊性质,或在其作用下表现出特殊功能的材料[1]。它是现代高新技术的先导和基础,对它的研究、开发和应用将促进国家的科技发展水平,提高国家的综合经济实力和在高科技领域的竞争力。被称为新材料“宝库”的稀土元素具有独特的4f电子结构,大的原子磁距,很强的自旋轨道藕合等特性,与其它元素形成稀土配合物时,配位数可在3～12之间变化,并且稀土化合物的晶体结构也是多样化的。稀土元素具有独特的光学、电学及磁学物理化学性质,使其在功能材料领域获得了广泛的应用。本文介绍了稀土磁性材料、稀土发光材料、稀土催化材料、稀土贮氢材料、稀土超导材料的研究及其应用进展。 1 稀土磁性材料 稀土磁性材料主要包括稀土永磁材料、稀土超磁致伸缩材料、稀土永磁薄膜、稀土磁致冷材料和稀土巨磁电阻材料。磁性材料综述
稀土永磁材料及其应用发展现状
稀土永磁电机发展综述
稀土永磁材料
永磁材料长期稳定性研究进展
黄子杰 稀土功能材料综述