烧结钕铁硼永磁材料制备技术
烧结钕铁硼永磁材料的制备工艺PPT文档共45页
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本文将详细介绍烧结钕铁硼永磁材料的制备工艺，内容分为以下几个部分：
第一部分：烧结钕铁硼永磁材料的概述
这一部分简要介绍了烧结钕铁硼永磁材料的特点、应用以及制备的目的和意义。
第二部分：原材料的选择与准备
详细介绍了烧结钕铁硼永磁材料的原材料选择和准备方法，包括钕铁硼合金粉末的选择、磁性调节剂的添加以及其他辅助材料的选用。
第三部分：烧结工艺
主要介绍了烧结钕铁硼永磁材料的烧结工艺步骤，包括成型、预压、烧结、热处理等工艺参数的选择和控制。
第四部分：磁性调节与后处理
介绍了烧结钕铁硼永磁材料的磁性调节方法，包括磁场烧结、磁化处理以及表面处理等后处理步骤。
第五部分：性能测试与评价
介绍了烧结钕铁硼永磁材料的性能测试方法，包括磁性能测试、力学性能测试以及化学成分分析等。
第六部分：应用与展望
介绍了烧结钕铁硼永磁材料的应用领域，包括电机、发电机等，并展望了烧结钕铁硼永磁材料的发展方向和前景。
通过本文的介绍，读者将了解烧结钕铁硼永磁材料的制备工艺以及相关的原理和应用。
这将有助于提高对烧结钕铁硼永磁材料的理解和认识，并促进其在各个领域的应用和推广。
烧结钕铁硼永磁材料
烧结钕铁硼永磁材料烧结钕铁硼（NdFeB）永磁材料是一种重要的稀土永磁材料，具有高磁能积、高矫顽力、良好的抗腐蚀性和优异的机械性能，被广泛应用于电机、传感器、声学器件等领域。
本文将对烧结钕铁硼永磁材料的制备工艺、性能特点及应用领域进行介绍。
烧结钕铁硼永磁材料的制备工艺主要包括原料配比、混合研磨、成型压制、烧结等步骤。
首先，将氧化铁、钕铁合金粉末和硼酸盐按一定的化学计量比混合均匀，然后进行球磨或气流粉碎，以提高粉末的活性和均匀度。
接下来，将混合粉末通过模具成型，并在一定的温度和压力下进行烧结，使其晶粒长大并形成致密的结构。
最后，通过热处理和表面处理等工艺，得到具有一定形状和性能要求的烧结钕铁硼永磁材料。
烧结钕铁硼永磁材料具有高磁能积、高矫顽力、良好的抗腐蚀性和优异的机械性能。
其中，高磁能积是指在单位体积内所储存的磁能量，是衡量永磁材料性能优劣的重要指标，烧结钕铁硼永磁材料的高磁能积使其在小型化和轻量化设备中得到广泛应用。
高矫顽力则表明材料在外加磁场作用下不易磁化和去磁化，具有良好的稳定性。
此外，烧结钕铁硼永磁材料还具有良好的抗腐蚀性和优异的机械性能，能够满足不同应用场合的要求。
烧结钕铁硼永磁材料被广泛应用于电机、传感器、声学器件等领域。
在电机领域，烧结钕铁硼永磁材料可以制成各种形状和规格的永磁体，用于直流电机、步进电机、无刷直流电机等，广泛应用于家用电器、汽车、航空航天等领域。
在传感器领域，烧结钕铁硼永磁材料可以制成微型传感器，用于测量和控制系统中，具有灵敏度高、稳定性好的特点。
在声学器件领域，烧结钕铁硼永磁材料可以制成扬声器、耳机等产品，具有高音质和高灵敏度。
总之，烧结钕铁硼永磁材料具有制备工艺简单、性能优异、应用广泛的特点，是一种重要的永磁材料。
随着科学技术的不断发展，烧结钕铁硼永磁材料在新能源、新材料等领域的应用前景将更加广阔。
烧结钕铁硼成型工艺
烧结钕铁硼成型工艺烧结钕铁硼（sintered NdFeB）是一种常见的稀土磁体材料，具有极高的磁性能和优异的力学性能。
烧结钕铁硼的成型工艺是将粉末经过一系列加工步骤，通过高温烧结使粉末颗粒之间发生结合，形成致密的块体材料。
本文将从烧结钕铁硼的成型工艺流程、特点及应用等方面进行探讨。
一、成型工艺流程烧结钕铁硼的成型工艺主要包括粉末制备、成型、烧结和后处理等步骤。
1. 粉末制备：烧结钕铁硼的粉末是通过化学合成、溶液法、氧化还原法等方法制备而成。
其中，化学合成法是一种常用的制备方法，通过将稀土金属和铁、硼等原料在高温下反应生成相应的氧化物，再经过还原和研磨等工艺得到粉末。
2. 成型：粉末经过混合、压制和成型等步骤，形成具有一定形状和尺寸的绿体。
混合过程中通常需要添加一定比例的有机粘结剂和溶剂，以提高粉末的可塑性和成型性能。
3. 烧结：绿体经过烧结过程，即在高温下进行加热处理，使粉末颗粒之间发生结合，形成致密的块体材料。
烧结过程中，粉末颗粒之间发生扩散和晶粒长大，同时有机粘结剂和溶剂会被蒸发和燃烧掉。
4. 后处理：烧结后的钕铁硼磁体通常需要进行磨削、镀层和磁化等后处理工艺，以提高磁体的表面光洁度、耐腐蚀性和磁性能。
二、成型工艺特点烧结钕铁硼的成型工艺具有以下特点：1. 粉末冶金工艺：烧结钕铁硼是一种粉末冶金工艺，可以制备出复杂形状的磁体，满足不同工艺要求。
2. 高温烧结：烧结钕铁硼的烧结温度通常在1000℃以上，高温下粉末颗粒之间能够发生扩散和结合，形成致密的磁体材料。
3. 熔点低：钕铁硼的主要成分为稀土元素钕和铁、硼等金属，这些金属具有较低的熔点，便于烧结过程的实施。
4. 磁性能优异：烧结钕铁硼具有极高的磁性能，磁能积和剩磁等指标远高于其他磁体材料。
三、应用领域烧结钕铁硼广泛应用于电子、电机、汽车、航空航天等领域。
主要的应用包括：1. 电机和发电机：烧结钕铁硼可以制成各种形状和规格的磁体，用于电机和发电机中，提高电机的输出功率和效率。
烧结钕铁硼永磁材料制备技术
烧结钕铁硼永磁材料制备技术烧结钕铁硼永磁材料的主要成分是钕铁硼粉末。
钕铁硼由三种元素组成，分别是钕（Nd）、铁（Fe）和硼（B）。
其中钕具有较高的饱和磁感应强度，铁具有较高的韧性和导磁性能，硼可提高材料的磁化强度和抗氧化性能。
首先是原料的选取。
原料的品质对最终产品的性能至关重要。
钕铁硼粉末的主要原料是氧化钕、氧化铁和硼酸钠。
这些原料需要通过精细加工，以获得适合烧结制备的粉末。
原料的纯度和颗粒度对材料的磁性能有很大的影响，因此需要严格控制。
其次是粉末的制备。
制备高纯度、均匀颗粒大小的钕铁硼粉末是保证产品性能的重要环节。
目前常用的方法有气相反应法、溶液法、水热法等。
其中，气相反应法是制备粉末的主要方法之一，通过高温反应使原料发生化学变化，形成永磁粉末。
然后是烧结成型。
烧结是指将粉末在高温下压缩成型并进行烧结过程。
制备烧结钕铁硼永磁材料常采用的是压制法。
首先将粉末与有机黏结剂混合，并加入少量的模具润滑剂，然后进行压制，使其成型。
接下来，通过热烧结，将材料加热到足够高的温度，使粉末颗粒之间粘结成固体。
最后是后处理。
烧结后的钕铁硼材料还需要进行针对性的热处理，以提高磁性能、稳定性和抗腐蚀性能。
常用的后处理方法有时效处理和涂覆保护涂层。
总结起来，烧结钕铁硼永磁材料的制备技术主要包括原料的选取、粉末的制备、烧结成型和后处理。
通过优化每个步骤的工艺参数，可以制备出具有优异性能的烧结钕铁硼永磁材料，满足各种应用的需求。
这些材料在电机、电磁器件等领域有着广泛的应用前景。
烧结钕铁硼磁体的制备工艺
烧结钕铁硼磁体的制备工艺烧结钕铁硼磁体是一种重要的永磁材料，广泛应用于电机、发电机、计算机等领域。
本文将介绍烧结钕铁硼磁体的制备工艺。
一、原料准备烧结钕铁硼磁体的主要原料是钕铁硼粉末。
钕铁硼粉末是由钕、铁和硼等元素按一定比例混合制备而成。
在制备过程中，需要注意控制原料的纯度和颗粒大小。
二、混合将钕铁硼粉末与一定比例的添加剂进行混合。
添加剂的种类和比例根据具体要求而定，常用的添加剂有石蜡、聚乙烯醇等。
混合的目的是提高粉末的流动性和增加烧结时的结合力。
三、压制成型将混合后的粉末放入模具中进行压制成型。
常用的成型方法有干压成型和注浆成型。
干压成型是将粉末放入模具中，通过机械压力使其成型。
注浆成型是将粉末与液体添加剂混合后，通过注射机将其注入模具中进行成型。
压制成型的目的是使粉末颗粒之间产生一定的结合力，以便后续烧结过程中形成致密的磁体。
四、烧结将成型后的磁体放入烧结炉中进行烧结。
烧结是指在一定的温度下，使磁体中的粉末颗粒发生结合和晶粒长大的过程。
烧结温度和时间的选择要根据具体的材料和要求来确定。
烧结过程中，需要控制好温度和气氛，以避免氧化和挥发等问题的发生。
五、磁化处理经过烧结后的磁体通常需要进行磁化处理，以获得所需的磁性能。
磁化处理可以通过电磁线圈或永磁体来实现。
磁化处理的目的是使磁体中的磁畴定向一致，从而提高磁体的磁化强度和剩磁。
六、表面处理经过磁化处理后的磁体还需要进行表面处理。
表面处理的目的是提高磁体的耐腐蚀性和机械强度，常用的方法有电镀、喷涂等。
总结：烧结钕铁硼磁体的制备工艺包括原料准备、混合、压制成型、烧结、磁化处理和表面处理等步骤。
这些步骤的每一环节都需要严格控制，以确保磁体的质量和性能。
随着科学技术的不断进步，烧结钕铁硼磁体的制备工艺也在不断改进，以提高磁体的性能和应用范围。
烧结钕铁硼生产工艺
烧结钕铁硼生产工艺
烧结钕铁硼是一种高性能的永磁材料，由于其独特的物理性能，广泛应用于电机、发电机、音响设备等领域。
下面将介绍烧结钕铁硼的生产工艺。
首先，烧结钕铁硼的生产工艺主要包括原料准备、烧结、热处理和表面处理几个关键步骤。
原料准备：烧结钕铁硼的主要原料有粉末钕铁硼合金、过渡金属和添加剂。
首先，将粉末钕铁硼合金按一定比例混合，然后加入适量的过渡金属和添加剂，将其进行机械合金化处理，使各个元素均匀分布。
烧结：将混合好的粉末钕铁硼合金放入熔融锅中进行熔炼，然后将熔融的钕铁硼合金注入水冷铸型，形成初始磁性体。
然后将初始磁性体进行细碎、筛分和磁分选，得到所需的粉末。
热处理：将得到的钕铁硼粉末进行精细磨碎，并加入适量的添加剂。
然后，将其放入高真空下，进行低温热处理，消除内部应力，提高烧结体的致密性和磁性能。
烧结：将经过热处理的钕铁硼粉末填充到模具中，然后将其放入烧结炉中进行烧结。
在烧结过程中，通过控制温度和时间，使粉末颗粒互相结合，形成致密的烧结体。
烧结过程中，还需要进行压力变化处理，以进一步提高烧结体的致密度。
表面处理：烧结钕铁硼的表面常常需要进行镀层处理，以提高
其耐腐蚀性和机械强度。
常见的表面处理方法有镀镍、镀锌、镀锡等。
此外，还可根据实际需要对材料进行研磨、切割等工艺处理。
综上所述，烧结钕铁硼生产工艺包括原料准备、烧结、热处理和表面处理几个关键步骤。
通过这些工艺步骤，可以制备出具有优异物理性能的烧结钕铁硼材料。
随着技术的不断改进和创新，烧结钕铁硼的生产工艺也将不断提高，以满足不同领域对高性能永磁材料的需求。
烧结钕铁硼生产工艺流程
烧结钕铁硼生产工艺流程烧结钕铁硼（NdFeB）是一种高性能的永磁材料，具有较高的磁能积、较高的矫顽力、良好的化学稳定性和热稳定性。
其生产工艺流程一般包括原料处理、成分调整、磁性粉体制备、挤压成形、烧结处理和后续加工等步骤。
下面将详细介绍这些步骤。
1.原料处理：NdFeB的制备主要原料包括铁（Fe）、镨（Pr）、钕（Nd）和硼（B）等。
在原料处理中，首先将含镨镁钕（PrNd）的合金块和氧化铁（Fe2O3）粉末混合，然后进行磨碎和混合以获得均匀的粉末混合物。
2.成分调整：通过添加适量的氧化铝（Al2O3）和其他助剂，调整原料中各元素的组成和比例，以达到所需的磁性能。
3.磁性粉体制备：将经过调整的粉末混合物进行球磨处理，使粉末颗粒细化和均匀分散。
然后，采用液相法或气相法制备磁性粉体。
液相法主要通过溶液共沉淀、次氯酸铵沉淀或硝酸盐还原等方法得到磁性粉体；气相法主要通过在高温下使金属氮化物在气相中反应得到磁性粉体。
4.挤压成形：将磁性粉体与有机胶粘剂混合，并在高温下进行胶凝，形成压块。
然后，将压块送入挤压机中，并通过挤出模具将其挤压成所需形状的磁体。
挤压过程中要控制压力、温度和挤压速度，以保证成形品的密实度和形状精度。
5.烧结处理：将挤压成形的磁体放入高温炉中进行烧结处理。
烧结温度一般在1000℃-1200℃之间，同时施加适量的氮气或氩气作为保护气氛。
烧结过程中，粉末表面的有机物质在高温下分解并挥发，其余的金属氧化物被还原为金属，并且发生晶界扩散和再结晶，形成致密的磁体。
6.后续加工：经过烧结处理的磁体可以进行后续加工，如切割、研磨和涂层等，以得到所需的尺寸和表面质量。
切割一般采用线切割或电火花切割，研磨则通过磨料和研磨机械进行，涂层可以采用镀铜、镀锌等方法进行。
以上就是烧结钕铁硼的生产工艺流程。
这个流程是一个相对简化的描述，实际的工艺流程可能会有所不同，主要取决于具体的生产设备和工艺要求。
不过，总体来说，这个流程可以帮助我们理解烧结钕铁硼的制备过程。
烧结钕铁硼永磁材料的生产工艺流程
烧结钕铁硼永磁材料的生产工艺流程原材料准备阶段包括对所需材料进行筛选和配比。
主要的原材料包括钕铁硼磁性粉体、聚氯乙烯（PVC）颗粒（用于分散磁性粉体）、稀土元素（如钐、镨等，用于提高磁体的矫顽力）以及一些助剂（如表面活性剂等）。
磁性粉体制备阶段包括对原材料进行研磨和分散处理，以获得细致的粉体。
首先，将钕铁硼磁性粉体和PVC颗粒混合，然后通过球磨机对混合物进行研磨，以使磁性粉体和PVC颗粒均匀混合。
接下来，通过超声波处理等方法，将磁性粉体更好地分散在PVC颗粒中，以提高磁性粉体的利用率和产品的磁性能。
制粒阶段是将磁性粉体与一些粘合剂（如环氧树脂等）混合，并通过制粒机械进行制粒，以获得粒径均匀的颗粒。
制粒的目的是为了提高压制成型时的流动性和制品的物理性能。
压制成型阶段是将制得的颗粒填入模具中，并施加一定的压力进行压制，以使颗粒之间产生一定的结合。
压制成型通常采用等静压或注射成型的方法，以产生具有一定形状的磁体原件。
烧结阶段是将压制成型后的原件在高温下进行烧结，以使颗粒之间的结合力增强。
烧结过程中，首先在低温下进行预烧结，以去除颗粒表面的部分有机物，并促使颗粒之间的化学反应发生。
然后，将预烧结后的原件升温至较高温度，使颗粒之间的结合更加紧密。
烧结过程中需要控制烧结温度、保持一定的气氛和热处理时间等参数，以确保烧结后的磁体具有良好的磁性能和致密度。
后处理阶段主要包括抛光、涂层和磁化等处理。
抛光的目的是提高磁体的表面质量和光洁度。
涂层的目的是保护磁体的表面、增加机械强度和提高耐腐蚀性。
磁化的目的是在特定的磁场条件下，使磁体具有预期的磁性能。
总的来说，烧结钕铁硼永磁材料的生产工艺流程是一个比较复杂的过程，涉及到多个工序和参数的控制。
通过合理的工艺控制和后处理措施，可以获得优质的磁体产品。
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合金铸造-平板铸造
平合金板铸造造技是术生是产制钦备铁高硼性最能初烧采结用N的d-F方e-法B磁。体它的是关通键过 将工艺合。金高熔性液能浇磁铸体在制底造部，水N冷d-的Fe平-B板合状金铜铸锭锭模微内观,组得织到应厚该为 3具0-有50柱m状m的晶板完整状，铸没锭有。α由-F于e偏平析板相铸，造富为钕单相面弥冷散却分，布冷的速特 较点。低常，用因的此铸α-造Fe方较法多有(由平S板EM铸图造可、知柱)状,非铸冷造却、面薄处板柱铸状造晶。 不完整,偏析较严重,对应的磁能积在240-280KJ/m3左右。
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烧结钕铁硼永磁材料制备技术
烧结钕铁硼磁体用粉末冶金方法制造。烧结Nd-FeB系永磁材料的磁性能主要由 Nd2Fe14B基体相来决定的。 Nd2Fe14B相的化学成分决定了磁极化强度Js和各向异性场 HA。剩磁Br、矫顽力Hcb和磁能积(BH)max由成分和组织 结构决定。
烧结钕铁硼永磁材料制作流程
平板铸造模结构图 1-金属液，2-冷却铜模，3-冷却水
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平板铸造SEM图 灰色-主相，白色-富钕相，黑色-αFe
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合金铸造-柱状铸造
柱状铸造是现在采用较广泛的铸造工艺之一，将NdFe-B合金熔液浇铸在柱状(圆柱或长方柱)铜锭模内，锭模 底部和四周都有水冷，得到圆柱形直径约100mm的铸锭。 由于冷速提高,可以形成完整的柱状品，但依然有较多α-Fe 存在。主相晶粒度为50-80μm，而α-Fe呈弥散分布，枝晶 也有几个微米尺度，对应的磁能积在280-300KJ/m3左右。
钕铁硼磁体由于其本身的优异磁性能和良好的性能价 格比广泛应用于微波通讯、音像、仪器仪表、电机工程、 计算机、磁分离、磁疗等领域。信息技术方面，硬、软磁 盘、光盘驱动器和打印机驱动头是钕铁硼磁体材料；医疗 器械方面，核磁共振成像仪已成为各大医院必须配备的医 疗器械，每台核磁共振成像仪需要钕铁硼磁体 0.5 吨；机 床工业方面，NC机床 80%采用直流钕铁硼永磁电机控制； 日常生活方面，汽车防雾尾灯、磁卡门锁，礼品盒开关是 钕铁硼永磁材料等。
1990 180 800 360 120 1510
2000 5600 6400 700 750 13650
2003 18460 6200
100 510 25570
2006 38200 8500
0 450 49800
2009 57000 14100
0 400 71500
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钕铁硼永磁材料生产发展与应用
即 Sm2Co17，磁能积大约 300 kJ/m3；1983 年日本和美 国发现了钕铁硼合金，也就是 Nd2Fe14B 合金，其磁能 积约为 400 kJ/m3~490 kJ/m3，理论值可达到 640 kJ/m3，
称之为第三代稀土永磁材料；随着研究的不断深入，
钕铁硼磁性性能不断改善。
时间/年 1983 1987 1990 1994 2000 2003 2005
其中我国中的国产/t 量达650010.8 万184吨60 ，占3全016球0 钕铁45硼100总产量60的900
烧结80钕%铁。硼 烧比全结重球钕/%/t 铁硼152磁24.900体产量27525由.720
2003195年60 的1.2585110万吨，72增165
76.2
77.6
84.4
加到 201中0 国年/t 的 16220万吨，15约50占钕铁190硼0 总产量320090%，41并00
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钕铁硼永磁材料制备技术
钕铁硼永磁材料可分为烧结钕铁硼、粘结钕铁硼和 注塑钕铁硼。烧结钕铁硼磁性能较好，但生产工艺较复 杂，成本也较高。粘结钕铁硼磁体，虽因粘结剂的加入 使得磁性能降低，但其具有易批量生产、制造尺寸精确、 形状复杂、密度小、磁性能稳定等优点，在电子和医疗 领域得到广泛应用。注塑钕铁硼有极高的尺寸精确度， 容易制成各向异性、形状复杂的薄壁环或薄磁体。
年320间60 全球4粘830结0 钕铁65硼000
73.1
76.2
83.0
磁体产量以年均 8%的速率增长，2010 年产量达 1.43
万吨，其中我国产量达到 1 万吨，占全球粘结钕铁硼
产量的近 70%，并以年均近 30%的速率高速增长。
国家 中国 日本 美国 欧洲 全球
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1985 9 － － － 69
Br/T 1.23 1.46 1.48 1.495 1.514 1.533 1.555
(BH)max /(KJ/m3) 290 405 416ห้องสมุดไป่ตู้431 444 460 474
Hcj(KA/m) 960 736 708 845 691 784 653
相对密度/% ― ― ― ― 99.0 99.0 99.6
粘结在钕过铁硼去十全年球/间t 保持350年0 均 24600.50 %的速428率0 快速5增280长。与61烧20
结钕铁硼比相重/%比，粘17.结7 钕铁3硼8.8规模小44很.4 多，但60.6也一直67保.0
中国持钕较铁硼好的比总发重量/%/展t 势头74142.，50 2001260~70.2170010
体积分数/% ― ― ― ― 97.5 98.0 98.2
趋向程度/cosθ ― ― ― 0.95 0.98
0.983 0.994
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1
钕铁硼永磁材料生产发展与应用
全球钕铁硼产量在过去近三十年中取得了快速增
长，年由份 1983 年的2不001足 1 吨20增03 加到 2200510 年的20017 3.43万20吨09 ，
烧结钕铁硼永磁材料制备技术
2020/4/27
冶金与环境学院
稀土永磁材料的发展
稀土永磁材料到目前为止已经发展了三代产品，
1966 年 K.Strnat 应用粉末粘结法制作了 RECo5型合金， 该材料具有极高的磁各向异性常数，称为第一代稀土
永磁体也即 1：5 型 SmCo合金，磁能积典型值为
200kJ/m3；第二代永磁材料是 2：17 型 SmCo 合金，
柱状铸造模结构图 1-金属液，2-冷却铜模，3-冷却水
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柱状铸造SEM图 灰色-主相，白色-富钕相，黑色-αFe