稀土铁系永磁材料的制备原理及技术
稀土磁性材料钕铁硼制造工艺流程
稀土磁性材料钕铁硼制造工艺流程
内容:
一、原料准备
选择优质的钕、铁、硼作为主要原料。
钕通常采用钕氧化物,需要经还原得到金属钕;铁可以采用电解铁等优质铁料;硼一般采用工业级硼酸或硼砂。
按照钕铁硼化学计量比例1:2:1称取各原料,混合均匀备用。
二、熔炼
将混合均匀的钕、铁、硼原料放入炉膛中,在真空或氩气保护气氛下进行熔炼。
将温度逐步升高到约1400°C左右,保温2-4小时,使钕、铁、硼充分熔融并反应生成钕铁硼合金。
三、制型
熔融后的钕铁硼合金经过搅拌使其均匀化,然后用各种成型方法制成所需形状。
常用的成型方法有压力铸造法、注塑法等。
四、热处理
将制好型的钕铁硼进行回火,加热到约800-1000°C,保温几个小时,然后缓慢降温。
这可以改善钕铁硼的微观结构,提高其磁性能。
五、加工
对热处理后的钕铁硼磁体进行切割、抛光等加工,制成终端磁性产品。
加工时要防止氧化,切割时可在氩气中进行。
六、检测
对制成的钕铁硼产品进行磁性能检测,确保其磁化强度、矫顽力等指标符合设计要求,然后包装入库。
稀土永磁材料的研究与应用
稀土永磁材料的研究与应用首先，我们来了解一下稀土永磁材料的基本概念和特性。
稀土永磁材料是由稀土元素和过渡金属元素组成的复合材料，它具有较高的剩磁和矫顽力，能够在数十摄氏度以下保持磁性，是目前制造高性能永磁体的主要材料之一、稀土永磁材料可以分为常规永磁材料和高温永磁材料两大类，常规永磁材料以NdFeB为代表，而高温永磁材料以SmCo为代表。
稀土永磁材料的研究主要包括材料制备、磁性能和微结构等方面。
稀土永磁材料的制备通常采用熔铸法、粉末冶金法和快凝固等方法。
磁性能的研究主要包括剩磁、矫顽力、矫顽力系数和温度系数等方面。
微结构的研究主要包括晶体结构、晶界和晶粒大小等方面。
稀土永磁材料具有广泛的应用领域。
首先，稀土永磁材料在电机领域应用广泛，特别是在汽车、电子设备和家电等领域。
稀土永磁材料具有高能量密度、高功率密度和高效率等优点，能够大大提高电机性能。
其次，稀土永磁材料在能源领域也有重要应用，如风力发电、电动汽车和磁性制冷等。
稀土永磁材料具有高温稳定性和高磁能积等特性，能够提高能源装置的效率和性能。
此外，稀土永磁材料还在信息存储、声学设备和磁性医疗等领域得到应用。
然而，稀土永磁材料也存在一些问题和挑战。
首先，稀土永磁材料的稀土元素资源有限，存在供需紧张的问题。
其次，稀土永磁材料的制备工艺相对复杂，成本较高。
另外，稀土永磁材料在高温、高湿等恶劣环境下容易失磁，限制了其应用范围。
为了解决这些问题，需要加强对稀土永磁材料的研究和开发。
首先，可以开展稀土永磁材料的替代研究，探索其他材料代替稀土元素，降低对稀土资源的依赖。
同时，需要改进稀土永磁材料的制备工艺，提高材料的性能和降低制造成本。
此外，还可以开展稀土永磁材料的应用研究，开拓新的应用领域，并进一步提高材料的性能和稳定性。
总结起来，稀土永磁材料是一类具有高磁性能和广泛应用前景的重要材料。
它在电机、能源、信息存储和医疗等领域都有重要应用，并且具有很大的发展潜力。
稀土永磁的原理
稀土永磁的原理稀土永磁材料，也称为稀土永磁体，是一种具有特殊磁性的材料。
它们之所以被称为稀土永磁材料，是因为它们的主要成分是稀土金属和一些过渡金属。
稀土元素是指周期表中镧系元素和钇系元素，包括镧（La）、铈（Ce）、钕（Nd）、钐（Sm）、铽（Eu）、镝（Gd）、钆（Tb）、铽（Dy）、镝（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）和钇（Y）等。
这些元素具有独特的电子结构和磁性特性，使得稀土永磁材料具有较高的剩余磁化强度和矫顽力，可以产生强大的磁场。
稀土永磁材料的磁性原理主要有两个方面：劈裂自旋模型和交换耦合模型。
劈裂自旋模型是指当稀土金属离子处于晶体场中时，由于晶体场的作用，电子轨道分裂成多个能级。
这些能级与稀土离子的自旋角动量相耦合，形成了不同的劈裂自旋状态（也称为多重态）。
而这些不同的自旋状态又可以通过外界磁场的作用进行转变。
当外界磁场施加到稀土永磁材料上时，它会导致自旋状态的跃迁，从而产生磁化强度和矫顽力。
交换耦合模型是指稀土永磁材料中，稀土金属离子之间存在着交换相互作用。
这种交换相互作用可以使得稀土金属离子的自旋有序排列，形成类似于铁磁体的磁性结构。
而这种自旋有序排列又可以通过外界磁场的作用进行调控。
当外界磁场施加到稀土永磁材料上时，它会改变稀土金属离子之间的相互作用，从而调控磁性结构，产生强大的磁场。
总的来说，稀土永磁材料的磁性原理是由稀土金属离子的电子结构和磁性相互作用决定的。
既有劈裂自旋模型的能级跃迁，又有交换耦合模型的自旋有序排列。
这些效应的综合作用使得稀土永磁材料具有特殊的磁性特性，成为目前磁性材料中的重要一类。
稀土永磁材料在实际应用中广泛用于电机、发电、电子设备、计算机等领域。
因为稀土永磁材料具有较高的磁化强度和矫顽力，可以产生强大的磁场。
此外，稀土永磁材料还具有良好的抗腐蚀性能、高温稳定性和低温稳定性，适用于各种特殊环境。
然而，稀土永磁材料也存在一些问题，比如资源紧缺、价格高昂、环境污染等。
稀土磁体的工作原理
稀土磁体的工作原理稀土磁体是一种使用稀土元素制备而成的强磁性材料，具有较高的磁性和热稳定性。
它具有广泛的应用领域，包括电子设备、磁性材料、医学影像等。
本文将详细介绍稀土磁体的工作原理，并分点列出相关内容。
1. 稀土磁体的组成- 稀土元素：稀土磁体通常由稀土元素构成，如钕、铕、镨等。
- 添加元素：稀土磁体还会添加其他元素，如铁、钴、硼等，以增强其磁性能。
2. 基本磁性原理- 磁矩：稀土磁体的强大磁性来源于稀土元素的磁矩。
磁矩是一种具有方向的物理量，表征磁体在磁场中的磁化程度。
- 自发磁化：稀土磁体具有较高的自发磁化强度，即在无外界磁场作用下仍能维持一定的磁化程度。
3. 磁体的磁化过程- 磁化方式：稀土磁体的磁化过程可以分为顺磁态、铁磁态和反磁态三种。
其中，顺磁态指在外界磁场作用下，磁矩与磁场方向一致；铁磁态指磁矩与磁场方向相反；反磁态是指磁矩方向与磁场方向呈90度。
4. 稀土磁体的工作原理- 颗粒层结构：稀土磁体通常由磁性细颗粒组成，这些颗粒通过胶结剂黏结在一起。
颗粒之间的间距形成了磁场的导向路径。
- 磁畴：稀土磁体中的磁畴是由一系列磁性颗粒构成的区域。
这些颗粒在同一区域内具有相同的磁矩方向，但在不同的磁畴之间则存在磁矩方向的差异。
- 磁化过程：在稀土磁体中，当外界磁场作用于材料上时，磁畴将根据外界磁场的方向重新排列。
这导致了磁矩方向的变化，从而改变了整个材料的磁化状态。
- 磁化强度：稀土磁体具有较高的矫顽力和矫顽力剩磁，使其在磁化过程中能够保持较高的磁化强度。
5. 稀土磁体的应用领域- 电子设备：稀土磁体常用于电子设备中的硬盘驱动器、电动机、传感器等部件，以提供所需的磁场。
- 磁性材料：稀土磁体还常用于制备高性能的磁性材料，如磁记录材料、磁性涂层等。
- 医学影像：稀土磁体的磁性特点使其成为医学影像中的重要工具，用于核磁共振成像（MRI）等诊断技术中。
总结：稀土磁体是一种由稀土元素制备而成的强磁性材料，具有较高的磁性和热稳定性。
富宇稀土永磁生产过程
富宇稀土永磁生产过程
1.稀土矿选矿。
在石化浮选法中，将稀土矿石与药剂混合后浮选分离出含稀土的浮选精矿。
2. 精矿分离。
将浮选精矿送入萃取装置中，经过多次萃取、分离和洗涤，得到稀土产品。
3. 永磁粉末制备。
将稀土产品与铁、硼等金属混合后，进行高温烧结和磨碎，得到永磁粉末。
4. 磁性材料制备。
将永磁粉末与聚合物、硬化剂等材料混合后，通过注塑成型、压缩成型等工艺制备出磁性材料。
5. 磁铁加工。
将磁性材料进行切割、钻孔、磨平等加工工艺，最终制成各种形式的永磁磁铁产品。
以上是富宇稀土永磁生产过程的主要步骤，其中每个步骤都需要进行严格的质量控制和技术优化，以确保产品的质量和性能。
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稀土永磁体的制备
稀土永磁体的制备一、引言稀土永磁体是一种具有高磁性和稳定性的材料，广泛应用于电子、通信、医疗、航空航天等领域。
其制备方法主要包括传统的冶金法和新型的化学合成法。
本文将对稀土永磁体的制备过程进行详细介绍。
二、传统冶金法制备稀土永磁体1. 原料准备稀土永磁体的主要原料是稀土和铁等金属元素，其中稀土元素占比较大。
在制备过程中需要选择纯度较高的原料，以保证最终产品的质量。
2. 熔融法将经过粉碎和混合后的原料放入电弧炉或感应炉中进行加热，并在一定条件下进行冷却，使其形成块材或粉末。
这种方法适用于制备大块材或不规则形态的粉末。
3. 粉末冶金法将经过混合和球磨后的原料压制成形，在高温下进行烧结得到致密块材或粉末。
这种方法适用于制备规则形态的粉末和块材。
4. 气相反应法将金属元素蒸发在高温下，通过气相反应形成稀土永磁体。
这种方法适用于制备高纯度、细粒度的稀土永磁体。
三、新型化学合成法制备稀土永磁体1. 溶胶-凝胶法将金属离子与有机物形成溶胶，再通过凝胶化和烧结等步骤得到致密块材或粉末。
这种方法适用于制备高纯度、细粒度的稀土永磁体。
2. 水热法将金属离子与水或其他溶剂在高温高压条件下进行反应，形成稀土永磁体。
这种方法适用于制备颗粒较大的稀土永磁体。
3. 氧化还原法将金属离子与还原剂在一定条件下进行反应，形成稀土永磁体。
这种方法适用于制备颗粒较大的稀土永磁体。
四、后处理过程无论是传统冶金法还是新型化学合成法，都需要经过后处理过程来提高产品的性能和质量。
后处理过程包括热处理、表面处理、磁场处理等。
1. 热处理通过加热和冷却等步骤来改善产品的磁性能和物理性能。
其中包括退火、淬火、时效等方法。
2. 表面处理通过化学或物理方法对产品表面进行处理，以提高其耐腐蚀性和机械强度。
其中包括镀层、喷涂等方法。
3. 磁场处理通过外加磁场对产品进行处理，以提高其磁性能。
其中包括定向凝固、快速凝固等方法。
五、结论稀土永磁体是一种重要的材料，在现代工业中有着广泛的应用前景。
稀土永磁材料
稀土永磁材料
永磁材料中含有作为合金元素的稀土金属
01 定义
03 特性 05 技术参数
Байду номын сангаас
目录
02 分类 04 应用
稀土永磁材料，即永磁材料中含有作为合金元素的稀土金属。永磁材料是指把磁化后撤去外磁场而能长期保 持较强磁性。
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。
随着科技的进步，稀土永磁材料不仅应用计算机、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，以及核磁共振设备、电器件、磁分离设备、磁力机械、磁疗器械等需产生强间 隙磁场的元器件中，而且风力发电、新能源汽车、变频家电、节能电梯、节能石油抽油机等新兴领域对高端稀土 永磁材料的需求日益增长，应用市场空间巨大。
技术参数
钕铁硼永磁材料的物理性能 密度 G/cm³ 7.4-7.6 热传导系数 Kcal/m.h.℃ 7.7 居里温度 ℃ ≥312 维氏硬度 530 抗压强度 Kg/㎜2 80 抗弯强度 Kb/㎜2 24 杨氏模量 Kg/㎜2 1.7×104 电阻率.m 14×105 回复磁导率 1.05 热膨胀系数 C11 3.4×10-6 /c1-4.8×10-6
稀土永磁材料课件
磨、粘结等加工成各种形状和尺寸的磁体。
03
稀土永磁材料的种类和应用
钕铁硼永磁材料
总结词
具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积等特 点，是目前应用最广泛的稀土永磁材料 。
VS
详细描述
钕铁硼永磁材料是以金属钕、铁、硼为主 要成分的永磁体，其剩磁、矫顽力和磁能 积等性能指标均优于其他稀土永磁材料。 由于其优异的磁性能和较低的生产成本， 钕铁硼永磁材料广泛应用于汽车、电子、 能源、环保等领域，如电动机、发电机、 风力发电机、传感器等。
技术创新需求
随着科技的不断进步，对稀土永磁材料性能的要求也越来越高， 需要不断进行技术创新和研发。
对未来研究和应用的建议
1 2
加强资源开发与环境保护
加大稀土资源的勘探和开发力度，同时加强环境 保护措施，降低对环境的负面影响。
降低制造成本
通过技术创新和规模化生产等方式，降低稀土永 磁材料的制造成本，促进其在更多领域的应用。
铝镍钴永磁材料
总结词
具有较高的磁性能和稳定的温度特性，但制造成本较高。
详细描述
铝镍钴永磁材料是以铝、镍、钴为主要成分的永磁体，其剩 磁和矫顽力较高，且温度稳定性较好。由于其较高的制造成 本，铝镍钴永磁材料主要用于高精度和高性能的领域，如航 空航天、医疗设备等。
铁氧体永磁材料
总结词
具有成本低廉、环保等优点，但磁性能相对较低。
能保持较高的磁化强度。
高磁能积
磁能积是衡量磁体储存磁场能量 的能力，稀土永磁材料具有高磁 能积，可以提供更大的磁场能量。
物理特性
居里点高
居里点是磁性材料失去磁性的温度点，稀土永磁材料的居里点较 高，使其在高温环境下仍能保持磁性。
热稳定性好
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HDDR制备各向异性磁粉
• 粘结剂是粘结磁体中的重要组分，它在粘结磁体 中形成连续相，它的基本作用是增加磁粉颗粒之 间的结合度。 • 粘结剂包括：热固性树脂、热塑性树脂、橡胶及 金属Zn。 • 为了加强磁粉与粘结剂之间的亲和性，可用偶联 剂处理NdFeB磁粉的界面。
• 偶联剂主要有：硅烷类、钛酸酯类、有机络合物 类等。
的压力和取向磁场的强度等。
• 粘结Nd-Fe-B永磁材料用的磁粉制造方法主要有快
淬法（MQ）、HDDR法、机械合金化法和雾化法等。
• 粘结剂的基本作用是增加磁性粉末颗粒的流动性 和它们之间的结合强度。 • 选择粘结剂的原则：结合力大，粘结强度高，吸 水性低，尺寸稳定性好和热稳定性好等。
HDDR制备各向同性磁粉
稀土永磁材料制备技术——
主要内容
• 烧结法制备稀土铁系永磁材料
• 粘结法制备稀土铁系永磁材料 • 热变形法制备稀土铁系永磁材料
稀土铁系永磁材料制备方法
• 1983年日本和美国同时发现了钕铁硼合金，称为 第三代永磁材料，当Nd原子和Fe原子分别被不同 的RE原子和其他金属原子取代可发展成多种成分 不同、性能不同的Nd-Fe-B系永磁材料。 • 其制备方法主要有烧结法、热变形法、还原扩散 法、熔体快淬法、粘结法、铸造法等，其中烧结 法和粘结法在生产中应用最广泛。
烧结法制备稀土铁系永磁材料
• 烧结Nd-Fe-B系永磁材料是用粉末冶金的方法制造的，其 主要的工艺流程图如图所示：
合金冶炼、速凝薄带的制备：
• 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。
为了进一步提高密度，改进粉末颗粒之间的接触性质， 提高强度，使磁体具有高用磁性能的显微组织特性，需要将 压坯加热到粉末基体相熔点以下的温度，进行热处理一段时 间，这一过程称为烧结。
粘结法制备稀土铁系永磁材料
• 定义：是将经冶炼、研磨后的合金粉末+粘结剂和 其他添加剂按一定比例混合，然后用压制、挤出 或注射成型等方法制成一定形状的材料的过程。 • 特点：工艺简单、原料利用率高、尺寸精度高、 无需二次加工、产品性状自由度大、机械强度高， 今年来研究较多，制造的关键技术是：磁粉的制备、 偶联剂和粘结剂的选择，粘结剂的添加量，成型
粘结永磁体的成型方法主要有压制成型、注射 成型、挤压成型和压延成型。
热变形法制备稀土铁系永磁材料
热压/热变形法就是在一定的温度范围内，施加 一定的压力，将快淬粉末、球磨粉末、HDDR粉末压 制成块体，目的是为了获得各向异性磁粉。
下图是热压磁体以及热压/热变形磁体最大磁能积随 Nd含量的变化关系，可以看出随着稀土含量的增加，热 变形磁体的最大磁能积显著提高。
铸造-热变形工艺
热压-热变形工艺
问题：为什么热压 形变样品沿平行压
力方向的磁性能会
有所提高？