稀土永磁材料与应用
稀土永磁材料及其应用
伯平
（北京中科三环高技术股份有限公司）
1.稀土永磁产业状况
(1)全球稀土永磁产业
自从 1966年以来，永磁材料中增加了一个新成员，它就是“稀土永磁体”。由于稀土永磁体优异的性能，它的出现为应用打开了一扇全新的大门，也提供了新器件产生的基础。 1970年代中期，第一代稀土永磁体 1-5型 Sm-Co开始商业化生产。1970年代后期，第二代稀土永磁体高性能 2-17型 Sm-Co开发成功。钕铁硼永磁体是日本住友特殊金属公司 (2007年并入日立金属公司 )和美国通用汽车公司（后分离成 Magnequench公司）于 1983年最先研制成功的。它的磁能积比目前通常使用的铁氧体高十倍，是当今世界上磁性最强的材料，有“磁王”之美誉。进入 21世纪以来，由于中国稀土永磁产业的高速发展，使得稀土永磁产业的国际格局发生了重大变化。
虽然由于钕铁硼物美价廉，应用越来越广泛，但钐钴永磁体（ 2-17型 Sm-Co 为主）独特的优势（例如工作温度高，温度系数小，抗腐蚀强等），仍然在军工、航空航天等方面占有牢固的地位。钐钴永磁材料，国外生产企业主要有日本 TDK 公司、美国电子能源公司（ EEC）、美国阿诺公司 (ALNORD)，德国真空熔炼公司（ VAC）和俄罗斯托尼公司等；我国的企业有宁港、天女、航天等。2010年，全球烧结钐钴磁体的产量估计在 1000吨左右，其中我国占60%左右。
图 1 全球烧结钕铁硼毛坯磁体产量增长图
烧结钕铁硼磁体方面，2000年美国的 UGIMAG公司被卖给了麦格昆磁(Magnequench)， 2003年麦格昆磁进行了产业调整，将 UGIMAG关掉，并将磁材生产转移到中国来；二十世纪初英国的摩根集团把德国西门子下属的真空熔炼公
司（Vacuumschmelze 或简称 VAC）收购了，把美国的坩埚公司（Crucible）也收购了，但是在 2003年 6月份，摩根集团关闭了美国的坩埚公司， 2005年摩根集团把真空冶炼公司卖给了美国 J. P. Morgan, 2011年月又被美国 OM Group 收购。
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熔炼公司，一个是在芬兰的 Neorem公司。 2007年 7月，真空熔炼公司并构了 Neorem公司，这样在欧洲实际上只剩一家烧结钕铁硼企业。
在日本，2003年 6月日立金属公司购买了住友金属下属的住友特殊金属公司的股份，并同自己的稀土永磁业务整合为一体，成为全球最大的钕铁硼生产企业。 2004年 4月 1日住友特殊金属公司更名为 NEOMAX。2007年 4月 1日NEOMAX在日本退市，成为日立金属的全资子公司。另外还有两家企业，一家是TDK，这是一家老牌的磁性材料的生产企业；还有一家就是信越化工。 NEOMAX、TDK和 Neorem在中国已建立磁体后加工基地；德国真空熔炼公司与中科三环合作， 2005年在北京成立了烧结钕铁硼合资企业－三环瓦克华（北京）磁性器件有限公司。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，在过去 20年间（ 1991年至 2010年），全球年均增长率为 22.6%，我国年均增长率为 35.5%。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减缓，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，如图 1所示。由于受到全球经济危机的影响， 2009年全球烧结钕铁硼产量稍有下滑。但由于低碳经济的强劲需求，2010年仍大幅增长。 2010年，全球烧结钕铁硼毛坯产量为 9.82万吨，其中我国的毛坯产量为 7.8万吨，占世界总产量的79.4%，比 2009年增长 50％。日本烧结钕铁硼磁体产量近年来稳步增长，2010年毛坯产量为 1.9万吨，占世界总产量的 19.3%。欧洲烧结钕铁硼磁体原地踏步，处于维持状态（2010毛坯产量为 0.12万吨，占世界总产量的 1.3%）。
图 2 全球粘结钕铁硼磁体产量增长图
虽然粘结钕铁硼产业与烧结钕铁硼同时起步，但相比而言发展较为缓慢。从产量上看，烧结钕铁硼磁体超过粘结钕铁硼磁体 10倍。这里面的原因很多，但是主要的原因有两个：一个是麦格昆磁 (Magnequench)独家拥有 Nd-Fe-B快淬
磁粉的成份及制备工艺专利，与住友特殊金属公司的作法不同，麦格昆磁不向其它制造商授予专利许可，对粘结钕铁硼永的磁粉拥有绝对控制权，独家生产，垄断定价；二是粘结钕铁硼磁体的磁性能和机械强度较低，应用上受到较大制约，应用围没有烧结钕铁硼磁体广泛。1995年，三环公司和美国 Sextant公司合作从通用汽车（ GM）手中收购了麦格昆磁，并于 2000年将工厂从美国 Indiana 搬到了中国天津。麦格昆磁于 2006年并入加拿大上市公司 Neo Materials Technology Co. Ltd.。
粘结钕铁硼的磁体制造方面，全球的生产能力大部分集中在东南亚，其中规模大的代表性企业有上海爱普生磁性器件有限公司（中科三环控股子公司）、日本电子公司、银河、日本美培亚、天越和北京安泰科技下属的海美格等。 2002年底，中科三环参股上海爱普生磁性器件有限公司，2004年后中科三环持有该公司 70%的股份，成为第一大股东。安泰科技 2003年 3月收购了
的海恩公司，获得烧结钕铁硼专利许可，并借助海美格公司进入粘结稀土磁体业务。在硬盘驱动器(HDD)的主轴电机应用方面，磁体主要由上海爱普生、日本和银河三家企业生产，电子和上海爱普生两家企业就占据了整个市场份额的 80%以上。光盘驱动器（ ODD）主轴电机磁体，主要由银河、上海爱普生和天越公司生产。全球粘结钕铁硼磁体产量增长趋势如图 2所示，在过去 10年间（ 2001年至 2010年），全球年均增长率为 7.7%。2002年以来，中国的粘结钕铁硼磁体产量已超过全球产量的 40%，年均增长率为 20.5%，带动了全球粘结钕铁硼产业的发展。 2010年，全球粘结钕铁硼产量 6100吨左右，我国的产量约为 4000吨。
(2)中国稀土永磁产业
1.2.1 烧结稀土永磁
1968年，我国一些研究人员看到文献报道国外的稀土永磁材料后，自发成立了研究小组开始研究第一代稀土永磁材料。1970年代初，他们研制出了SmCo5、SmPrCo5、Ce（CoCuFe）等合金，并且很快在航天和雷达等多项军事工程中得到了应用。 1974年，制备的 PrCo5磁体得到 (BH)max=26MGOe的高磁性。1975年，制备的 (SmPr)Co5磁体得到 (BH)max = 25.7 MGOe的高磁性。
1978年，用液相烧结制备的 Sm-Co 2:17磁体，最大磁能积 (BH)max = 31MGOe，已达到当时的国际先进水平。20世纪 70年代后期，为满足市场需求，在北京钢铁研究总院、北京有色冶金研究总院、西南应用磁学研究所及冶金研究所等单位分别建立了小型生产线，年生产能力达到几吨的水平。其产品主要满足军工需要。钐钴稀土永磁材料主要应用在较高使用温度的环境下。当时已广泛用在如风云气象卫星、718工程和 09工程等重大项目中。至 1983年底，全国的稀土永磁生产厂家不到 10个。
1983年 9月，由中国稀土学会组织的“第七届稀土钴永磁体及其应用国际会议”在北京召开。日本学者在会上披露了发现第三代稀土永磁 Nd-Fe-B的消息。这一消息一经报道，我国几乎所有相关的研究所和大学的物理和材料科学部门都卷入了这种新型永磁材料的研究。其中最值得一提的是形成于 1984年的两大集团：一个是冶金部所属的联合行动小组，包括钢铁研究总院、稀土研究院、北京科技大学、稀土三厂等单位；另一个是中国科学院的联合行动小组，参加单位有物理所、电子所、应用化学所，稍后的三环公司就是在此基础上建立的。中
国科学家和工程师研制的 Nd-Fe-B永磁体的磁能积提高迅猛，在 1984年就从286 kJ/m3(36 MGOe)提高到 345 kJ/m3 (43.3 MGOe)，与当时的世界水平同步。
随着第三代稀土永磁钕铁硼磁体的发现，三环公司 1985年成立（ 1999年发起设立中科三环，并于 2000年上市），并于同年在建立了中国第一家烧结钕铁硼工厂。从此以后，大量的烧结 Nd-Fe-B工厂涌现出来。2010年底的统计表明，全国有稀土永磁生产企业 120余家，其中年生产能力超过 3000吨的企业 7家，年生产能力 1000吨 ~ 3000吨的企业 20家左右，年生产能力 500吨 ~ 1000吨的企业 40家左右。沪浙地区、京津地区和地区形成了中国三足鼎立的稀土永磁产业格局。
图 3 全球烧结钕铁硼毛坯产量分布
（a）2000年；(b) 2010年
自 1985年以来的二十多年间，在国家相关主管部门及地方政府的支持和引导下，在全国稀土永磁行业的共同努力下，我国的稀土永磁产业取得了巨大的成就和发展。 1990年，全球烧结钕铁硼毛坯产量为 1660吨，我国毛坯产量为吨，仅占世界毛坯总产量的 10.8%；2000年，全球烧结钕铁硼毛坯产量为 15550吨，我国毛坯产量跃升为 6500吨，占世界毛坯总产量的 41.8%；2010年，全球
烧结钕铁硼毛坯产量为 9.82万吨，我国毛坯产量为 7.8万吨，占世界总产量的79.4%（参见图 3）。同时在稀土原材料企业和烧结钕铁硼装备企业的大力配合下，我国烧结钕铁硼产品的性能逐年提高，中科三环、安泰科技、韵升、正海等企业的产品性能同日本三家制造商和德国 VAC的产品性能相差无几。考虑到剩磁（磁能积）和矫顽力的扁担关系（一个变大，另一个则变小），通常用最
大磁能积和禀矫顽力的和来考量烧结钕铁硼的性能档次，目前高端产品 (BH)max （MGOe）+ HcJ (kOe)可达到 70。
同西方发达国家相比，我国稀土永磁产业生产技术和管理水平相对落后，我国的烧结 Nd-Fe-B磁体长期都处于低端产品。但 2003年以后，中科三环公司通过长期努力，其产品进入到了长期为日本、欧美等发达国家磁材企业所垄断的钕铁硼高端应用领域，典型的例子是计算机硬盘驱动器音圈电机（ VCM）应用市场，2005年韵升也涉足了 VCM磁体；在另外的一个高端应用领域——汽车应用方面，中科三环的钕铁硼磁体也已经成功应用在点火线圈、电动助力转向、气囊传感器等汽车零部件中；同时，京磁公司、中科三环、韵升和恒磁的产品还先后进
入了核磁共振成像仪领域；正海、中科三环、安泰科技、银纳金科、北京京磁、横店英洛华等的产品进入了风力发电领域。对上述几个稀土永磁高端应用市场的进入，标志着中国的稀土永磁产品结束了以往大部分只局限于中低端应用市场的不利局面，真正开始与日、欧发达国家磁材巨头争夺高端应用市场。
三环公司于 1993年购买了日本住友特殊金属公司和美国通用汽车公司（Magnequench）的专利许可权，成为国第一家拥有钕铁硼产品销售专利许可权的磁体企业。 2000年以来，国先后还有四家钕铁硼磁体企业购买了该专利，它们分别为北京京磁、银钠金科、韵升和安泰科技。
近年来，我国的稀土永磁的生产装备有了长足的进步，特别是在满足一些新的生产工艺方面的装备有了突破，例如国产速凝薄片炉和氢破碎炉已在许多磁体生产厂使用。一些国外发达国家的永磁设备制造商也瞄准了中国这块宝地，纷纷在中国设立生产基地，同时也给我国的永磁设备制造商带来了机遇和挑战。2004年 9月，中北真空技术有限公司与日本真空株式会社合作，在高新技术产业开发区注册成立了爱发科中北真空()有限公司，近年来连续烧结炉和速凝薄片炉已逐步投放市场。
由于钕铁硼应用日益广泛，市场前景诱人，近年来又有不少投资进入钕铁硼产业。新投资主要集中在两大稀土原料所在地和。
： 2007年 8月，韵升强磁材料有限公司三期工程暨年产 1500吨高性能钕铁硼及深加工项目在稀土高新区开工奠基，拟建设国最大的直流无刷微型电机关键部件 KPM的研发和生产基地。 2009年，天津天和公司年产 10000吨钕铁硼项目落户稀土高新开发区，占地 200亩。目前 50000平方米厂房落成。 2009年，拓力拓公司年产 3000吨钕铁硼及万吨钕铁硼深加工项目
在稀土高新开发区奠基，占地 200亩，总投资 5亿元。2010年，金山公司年产5000吨钕铁硼项目落户稀土高新开发区，占地 100亩。2010年
9月，包钢“年产 15000吨高性能磁性材料产业化”项目在稀土高新开发区竣工。
：红帆稀土科技，2007年 7月份开始投产、总投资 6000万元，年产烧结钕铁硼接近 1000吨。2007年，英洛华磁业，年产烧结钕铁硼
6000至 7000吨项目，固定资产投资 2.5亿元，工程分三期，第一期工程为年产量 2400吨。2007年，横店东磁，年产烧结钕铁硼 2000吨项目。 2007年，华京稀土新材料，年产 1000吨高性能烧结钕铁硼薄片和 1000吨稀土储氢粉项目，投资总额 1.2亿元。 2008年，金力永磁科技，总投资 10亿元人民币，第一期投资 2.5亿元，目前烧结钕铁产能 3000吨/年左右。 2007年 9月，昭日稀土新材料有限公司举行竣工开业仪式，这是日本昭和电工株式会社继在投产钕金属系列磁性材料合金之后，在中国组建的第二家磁性材料合金工厂，年生产钕铁硼薄片能力为 2000吨。2010年 10月，五矿三德（）稀土材料有限公司挂牌，计划生产钕铁硼薄片能力为 5000吨/年，第一期
2500吨/年。
：2010年 5月，由北京圣雄科健世纪科技有限公司投资的高效能稀土永磁材料项目落户大厂。项目占地 200亩，投资 5亿元。
北京：2010年 5月，安泰科技“高端应用高性能稀土永磁生产线项目”启动会在北京空港新材料产业基地召开。该项目投资 5495万元，建设期一年，将实现新增 1000吨/年烧结钕铁硼的生产能力。
：2010年，市星宇科技有限公司，在东侨稀土永磁材料项目投产。该项目投资 6500万元，年产能力 1300吨。2009年，宏毅稀土磁性材料有限公司，在
龙海市稀土永磁材料项目开工，占地 70亩，设计年产能力 2000吨。
：2010年，市政府和亿通公司共同投资 4亿元，实施稀土永磁材料项目，设计年产烧结钕铁硼 10000吨，第一期工程为年产量 3000吨，2厂房 8000平方米。 2010年，恒磁（万荣）（目前产能 5000吨/年），在拿地 400亩，计划扩产年产烧结钕铁硼 10000吨。
1.2.2 粘结稀土永磁
2000年，全球粘结钕铁硼产量达到 3150吨，中国的产量为 620吨，占世界总产量的比例仅为 19.4%。2010年，全球粘结钕铁硼产量为 6100吨，我国产量为 4000千吨，占世界总产量的 65.6%（参见图 4）。我国粘结钕铁硼企业有 20余家，代表企业有上海爱普生磁性器件有限公司、银河磁体股份有限公司、海美格磁石技术公司、韵升高科磁业有限公司、英洛华磁业有限公司、平湖乔智电子有限公司、江粉磁材股份有限公司等。
图 4 全球粘结钕铁硼磁体产量分布
（a）2000年；(b) 2010年
由于国市场的需求带动（无钕铁硼专利限制），近年来国用于粘结磁体的快淬钕铁硼磁粉生产能力已超过 1000吨，代表性厂家有朝日科磁业有限公司、夹江县园通稀土永磁厂、西磁新材料有限公司和新橡树磁性材料有限公司等。
2.市场前景
钕铁硼永磁材料已经广泛应用于电子信息、汽车工业、医疗设备、能源交通等众多领域。同时，随着技术的持续进步和成本的不断下降，在很多新兴领域，钕铁硼永磁材料展现出广阔的应用前景。特别是在低碳经济席卷全球的大势之下，世界各国都在把环境保护、低碳排放作为关键科技领域给予关注。我国将在2020年实现单位 GDP二氧化碳排放量比 2005年下降 40-50％, 这对我国在改善能源结构、发展再生能源、提高效率、节能减排、倡导低碳生活等方面提出了新的要求，也为风力发电、新能源汽车、节能家电等低碳经济产业的发展提供了广阔的市场空间。
（1）风力发电风能是一种清洁的永续能源，与传统能源相比，风力发电不依赖矿物能源，没有燃料价格风险，发电成本稳定，也没有包括碳排放等环境成本。此外，可利用的风能在全球围分布都很广泛。正是因为有这些独特的优势，风力发电逐渐成为许多国家可持续发展战略的重要组成部分，发展迅速。根据全
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