稀土永磁材料研究进展

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稀土永磁材料的研究进展

稀土永磁材料的研究进展

稀土永磁材料的研究进展稀土永磁材料(Rare Earth Permanent Magnet Material)是一种应用十分广泛的功能性材料,它们在储能、转动和感应等方面都有着重要的作用。

稀土永磁材料的发现和应用始于上个世纪70年代,它是通过稀土金属元素和铁、硼等磁性材料的化学反应制得。

目前,稀土永磁材料被广泛应用于家电、汽车、电子、机械等领域,是一个十分重要的战略性材料。

稀土永磁材料的研究已有近50年的历史,随着人们对它们应用的不断深入,对它们的研究也在不断深化。

下面将从材料的组成、性能、制备等方面探讨稀土永磁材料的研究进展。

一、稀土永磁材料的组成稀土永磁材料通常是由稀土金属、铁和硼等几种材料组成,其中稀土金属起到高磁性和高温稳定性的作用,而铁和硼则是提供核心的磁性。

二、稀土永磁材料的性能稀土永磁材料具有许多优异的性能,例如:高磁力建,磁能积大,温度稳定性高,抗腐蚀等。

其中的高磁力建使得它们可以用来制造小型、轻量化和高效的电机;高磁能积意味着它们可以在小空间内产生大的力量,因此使用率高;高温稳定性意味着即使在高温环境下,稀土永磁材料的性能表现也依然出色;抗腐蚀性好则意味着它们的使用寿命长。

三、稀土永磁材料的制备稀土永磁材料的制备包括典型的的粉末冶金、纳米晶制备和溶液法制备等几种方式。

其中,粉末冶金是一种最常见的方法,它通过粉末的混合、压制、烧结和后续的磁化处理来制备稀土永磁材料。

纳米晶制备则是通过控制晶体尺寸的大小来提高稀土永磁材料的磁性能,其制备过程通常包括溶胶-凝胶、物理气相沉积、化学气相沉积等多种方法。

四、稀土永磁材料的应用稀土永磁材料的应用包括汽车、家电、电子产品、医疗设备、磁力吸附等方面,其中最常见的应用是在汽车和电子产品中,举例来说,在汽车中,稀土永磁材料可以用于马达制造,使得车辆转弯半径比较小,可以提高车辆的稳定性;在电子产品中,稀土永磁材料可以用于制造硬盘驱动器、扬声器、麦克风等部件。

稀土永磁材料的研究现状与发展

稀土永磁材料的研究现状与发展

稀土永磁材料的研究现状与发展作者:暂无来源:《稀土信息》 2018年第10期摘要:NdFeB永磁材料因其优异的磁性能,在永磁材料市场上占有举足轻重的地位,即使在2011年稀土价格暴涨之后,许多磁体制造商仍然通过减少重稀土的含量生产NdFeB磁体。

高性能磁体的需求量仍有可能持续增加,致使磁体的生产者和使用者会优先选择含少量甚至不含稀土的永磁材料。

对NdFeB磁体热力学的基础研究以及矫顽力机制的理解将会促使我们开发出新一代磁体的制备工艺,当然在实际应用中性价比也是我们不容忽视因素。

译/王誉永磁材料是一种无需借助外界电场,可通过自身所产生的磁场实现电能与机械能之间能量交换的材料。

永磁材料是实现如空调、冰箱、牵引电机、发电机、燃料电池、混合动力汽车、风力电机等家用电器或其它电气设备高性能化、小型化、高效化的关键材料之一。

永磁电机的产量持续上升,以及受减少温室效应气体—二氧化碳的排放等环保政策的影响,将共同导致永磁材料需求量增加。

从环境的观点来看,安装在汽车中的内燃机将会很快地被电动机所取代。

预测到2040年,电动机的销售量将会超过柴油和汽油发动机。

英国与法国政府已经宣布,到2040年将禁止使用传统的机车发动机,其它欧洲国家以及中国和印度也紧随这种趋势。

目前,全球混合动力汽车的销售量已达到1000万两,预计到2050年这个数字有望突破15000万辆。

大多数混合动力汽车都会用到永磁电机,如果一辆混合动力需要1kg的Nd磁体,那么仅是牵引电机就需要15万吨的Nd磁体。

问题是如此巨大的永磁需求量,仅靠Nd磁体这一种磁体来实现还是比较困难的。

因此开发能够代替或者部分取代Nd磁体的新型永磁材料是十分必要的。

可再生资源,例如风能,对环境保护也是非常重要的。

风力发电机的用量在与日俱增。

特别是在一些海上风电方面,每台发电机的功率输出都在增加。

Nd磁体可以有效的减少高输出发电机的体积。

电机中所用磁体的重量需要予以考虑,用量要多少要根据发电机系统的整体性能(直接驱动或带变速箱增速等)做出合理设计。

稀土材料的磁性特性与研究进展

稀土材料的磁性特性与研究进展

稀土材料的磁性特性与研究进展简介稀土材料是指含有稀土元素的化合物或合金。

稀土元素是指原子序数为57至71的元素,包括镧系元素和镧系后的元素。

稀土材料具有独特的磁性特性,在磁性材料领域有广泛的应用和研究。

本文将介绍稀土材料的磁性特性,并对其研究进展进行概述。

稀土材料的磁性特性稀土材料的磁性特性主要来源于稀土元素的电子结构和晶体结构。

稀土元素的电子结构具有一定的特殊性,由于其内层电子填充完整,外层电子数较少,导致稀土元素的磁矩较大。

此外,稀土元素的晶态结构也对材料的磁性起到重要影响。

稀土材料的磁性可分为顺磁性、抗磁性和铁磁性三种类型。

顺磁性是指当材料置于外磁场中时,材料会产生与外磁场方向相同的磁矩。

抗磁性是指当材料置于外磁场中时,材料会产生与外磁场方向相反的磁矩。

铁磁性是指材料在无外磁场下自发具有磁矩。

稀土材料的铁磁性是其最为重要的磁性特性。

稀土材料中的铁磁性主要来自于稀土元素的4f电子。

稀土元素的4f电子与其他电子能级的耦合作用导致了铁磁性的产生。

不同稀土元素之间的4f电子耦合效应不同,因此导致了稀土材料的磁性特性差异。

稀土材料的研究进展稀土材料在磁性材料的研究中占据重要的地位。

近年来,随着磁性材料领域的不断发展,稀土材料的研究进展也越来越多。

稀土材料在磁性储存领域的应用稀土材料在磁性储存领域具有广泛的应用。

以稀土永磁材料为例,其具有高矫顽力和高磁饱和磁感应强度的特点,被广泛应用于电机、发电机、计算机等领域。

稀土永磁材料的研究主要集中在提高材料的性能和降低成本方面。

稀土材料在磁共振成像领域的应用稀土材料在磁共振成像领域也有很多应用。

稀土元素具有较大的核磁矩,使得稀土材料成为理想的磁共振成像对比剂。

目前,研究人员正在努力开发新型的稀土磁共振成像对比剂,以提高成像性能和减少对人体的副作用。

稀土材料的制备和表征稀土材料的制备和表征是其研究的关键环节。

目前,常用的稀土材料制备方法包括溶胶-凝胶法、溶剂热法、水热法等。

稀土永磁材料项目可行性研究报告

稀土永磁材料项目可行性研究报告

稀土永磁材料项目可行性研究报告一、项目概述稀土永磁材料是一种高性能永磁材料,具有高能量密度、高矫顽力和高磁能积等优点,广泛应用于电机、计算机、通信和汽车等领域。

由于稀土资源的稀缺性和环境污染问题,稀土永磁材料项目具有较高的市场前景和发展潜力。

本报告旨在对稀土永磁材料项目进行可行性研究,从市场需求、竞争分析、生产成本等多个角度进行评估,以确定该项目的可行性和发展前景。

二、市场需求分析根据市场调研数据,稀土永磁材料市场年均增长率超过10%,预计到2025年,全球稀土永磁材料市场规模将超过1000亿元。

特别是电动汽车行业的快速发展,将对稀土永磁材料市场带来新的需求峰值。

三、竞争分析然而,稀土永磁材料市场竞争激烈,技术含量高,对产品质量和性能要求严格。

国内企业在技术研发、品牌建设和市场开拓等方面仍存在一定的差距。

同时,国外企业也在加强技术创新和产品升级,对中国企业形成一定的压力。

四、生产成本分析五、可行性分析稀土永磁材料项目具备良好的市场需求和发展前景,但也面临一些风险和挑战。

在市场需求方面,随着新能源汽车和智能电器等行业的快速发展,对高性能永磁材料的需求将持续增长,为稀土永磁材料项目提供良好的市场机遇。

在竞争方面,稀土永磁材料市场竞争激烈,需要企业加强技术研发、提高产品质量和性能,建立良好的品牌形象和销售渠道。

在生产成本方面,企业可以通过多元化原材料供应和节能措施来降低生产成本,提高生产效率,并与相关企业合作共享资源,降低采购成本。

六、总结综上所述,稀土永磁材料项目具备一定的可行性和发展前景,但也需要企业在市场开拓、技术研发和成本控制等方面进行全面考虑和规划。

企业应提高产品质量和性能,建立良好的品牌形象和销售渠道,同时加强技术创新和降低生产成本,以进一步提升竞争力,并在市场竞争中取得优势地位。

稀土永磁材料的制备与性能研究

稀土永磁材料的制备与性能研究

稀土永磁材料的制备与性能研究稀土永磁材料是一类具有高磁性和稀土元素组成的材料。

这种材料在现代工业生产中具有重要的应用价值,例如电机、发电机、计算机硬盘驱动器、磁记录媒介等领域。

从过去十年来的研究情况来看,稀土永磁材料在新型电力、磁性存储和信息传输中的应用前景越来越受到重视。

本文将介绍稀土永磁材料的制备方法和研究进展,以及其性能的研究。

一、稀土永磁材料的制备方法目前,最常用的稀土永磁材料制备方法包括溶液共沉淀法、溶胶-凝胶法、电弧溅射法、快速凝固等方法。

1.溶液共沉淀法溶液共沉淀法是一种常用的制备稀土永磁材料的方法,其基本原理是将稀土元素的盐溶液、氨水等混合物,通过调节溶液的pH值,使其析出氢氧化物沉淀。

然后,将沉淀物进行退火处理,得到所需的稀土永磁材料。

2.溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法也是一种常用的制备稀土永磁材料的方法。

该方法的基本原理是将稀土离子及其复合氧化物在水热或溶液条件下形成溶胶,并通过煅烧处理将其转化为纯稀土永磁材料。

3.电弧溅射法电弧溅射法是一种依靠高能粒子轰击靶材来完成薄膜沉积的技术。

通过将稀土元素或其化合物制成靶材,并在惰性气体或真空环境下进行电弧溅射。

粒子与气体相互碰撞与溅射后,被固定在基板上,形成稀土永磁材料薄膜。

4.快速凝固法快速凝固法是指在极短的时间内使液态材料迅速冷却而获得非晶态或超细晶粒材料的制备技术。

稀土永磁材料的快速凝固可采用多种方法,如溅射、等离子体、激光光热等方式。

通过控制冷却速度和材料成分等因素,制备出具有优异性能的稀土永磁材料。

二、稀土永磁材料的研究进展目前,稀土永磁材料的研究进展主要表现在以下几个方面。

1. 材料优化为了实现稀土永磁材料的应用,需要进一步优化其性能。

例如,提高材料的磁饱和度和磁能积,增强材料的耐腐蚀性能,提高抗氧化性能等。

同时,还需要对其晶体结构和磁性能进行深入的研究,为优化设计提供必要的数据。

2. 多相复合材料多相复合材料是指由两个或以上的不同材料相组成的材料,其制备方法包括沉积、混合等多种。

稀土永磁材料的技术进步和产业发展

稀土永磁材料的技术进步和产业发展

稀土永磁材料的技术进步和产业发展摘要:近年来,烧结钕铁硼生产技术一直在不断进步,晶界扩散、晶界调控等工艺被普遍采用,晶粒细化技术正在推进;靶式气流磨在生产中开始使用,自动成形、自动检测和自动充磁等也有很大提高。

随着烧结钕铁硼在高性能电机中日益广泛的应用,高磁能积且高工作温度磁体成为研发的核心目标,成果显著。

为了促进稀土元素平衡利用、降低磁体成本,高丰度稀土烧结磁体研发也取得重大突破。

粘结磁体方面,国产各向同性快淬钕铁硼磁粉的产量增长迅速,钐铁氮磁粉量产也初具规模,各向异性HDDR钕铁硼磁粉已可批量生产,各向异性粘结磁体正在开发之中。

自本世纪以来,全球钕铁硼产业在中国的带动下持续放量增长。

2002~2017十五年期间,我国和全球烧结钕铁硼产量的年平均增长率分别为17.8%和14.5%,粘结钕铁硼产量的年平均增长率分别为10.1%和5.6%。

2017年,全球稀土永磁材料的成品产量为13.1万吨,其中烧结钕铁硼磁体占91.4%,粘结钕铁硼磁体占6.7%,热压/热变形钕铁硼磁体占0.6%,烧结钐钴磁体仅占1.3%。

关键词:稀土;永磁材料;钕铁硼;钐钴;烧结;粘结;快淬1 前言世界上磁性最强的稀土永磁材料被广泛地应用于信息通讯、消费电子、节能家电、风力发电、新能源汽车、人工智能及航空航天等许多领域,已经成为生产和生活中不可或缺的重要功能材料[1]。

自从1967年第一块YCo5永磁体问世[2],稀土永磁家族中1968年出现了第一代1∶5型Sm-Co永磁体[3],1977年出现了第二代2∶17型Sm-Co永磁体[4],1983年又出现了第三代稀土永磁材料—钕铁硼磁体[5,6]。

钕铁硼磁体最大磁能积的理论极限值为64 MGOe,2006年实验室样品已达到59.6 MGOe[7],工业产品已超过55 MGOe。

自1983年被发现的三十五年以来,钕铁硼一直是当今世界上磁性最强的永磁材料。

由于制备方法不同,钕铁硼材料主要分为烧结、粘结和热压/热变形磁体3大类。

稀土永磁材料的研究进展

稀土永磁材料的研究进展

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!科技情报开发与经济SCI-TECHINFORMATIONDEVELOPMENT&ECONOMY2008年第18卷第12期TheSocialSecuritySystemandEconomicDevelopmentofChinaLIUXiu-chunABSTRACT:Thispaperexpoundstheconnotationsandmainfunctionsofsocialsecuritysystem,discussestherelationshipbetweensocialsecuritysystemandeconomicdevelopmentofChina,andpointsouttheimportantfunctionsofsocialsecuritysystemoneconomicdevelopment.KEYWORDS:socialsecuritysystem;marketeconomy;enterprisereform第一,健全的社会保障制度是扩大内需的重要手段。

希望通过短期内运用收入分配手段来实现降低过高收入和提高消费倾向的目标,这显然是不易实现的。

只有建立和完善社会保障制度,使储蓄居民的消费预期提前,才能就现有收入水平放心消费,从而达到促进消费、拉动经济增长的目的。

第二,健全的社会保障体系将会有力地促进企业改革。

作为我国市场经济主体的企业,其改革的成败决定着整个国民经济发展的进程。

我国传统的社会保障制度作为计划经济体制的产物,长期以来使企业集多种职能于一身,不仅承担生产经营职能,还担负着繁重的职工福利保障责任,承担着职工养老、医疗、待业的绝大多数费用。

而这些过重的保障职能对企业来说往往是内在不经济的,一方面加重了企业负担,削弱了企业在生产经营上应有的职能,使企业难以全身心地投入到利润最大化的活动中去,无法实现资本的保值增值;另一方面使那些建厂早、退休职工多的老企业背上了沉重的包袱,不能在公平基础上与别的企业竞争,压抑了企业的生产经营积极性。

NdFeB_永磁体力学性能研究进展

NdFeB_永磁体力学性能研究进展

NdFeB永磁体力学性能研究进展1.引言 烧结钕铁硼(Nd-Fe-B)是第三代稀土永磁材料[1],由元素Nd、Fe、B组成,化学分子式为Nd2Fe14B,1984年Sagawa[2]等人通过粉末冶金技术,首次制备出了烧结钕铁硼永磁合金[3]。

与其他磁性材料相比,烧结钕铁硼永磁合金具有高内禀矫顽力、高剩磁和高磁能积等特点,其最大磁能积的理论值高达518 kJ/m3 (64MGoe)[4]。

自钕铁硼发现以来,因其具有优异的磁性能而被广泛应用于计算机、通讯、医疗、机械、航空航天以及国防军工等多个行业领域[5]。

在传统的计算机及电子技术领域,烧结钕铁硼稀土永磁材料制作的器件基本上不承受冲击力作用[6],人们关注的重点主要集中在其较好的电磁学性能以及为改变磁性能而进行的微结构分析等[7-10],对它的力学性能关注较少,特别是动态力学特性。

然而,随着磁悬浮列车、电动汽车、风力发电等行业的发展,烧结NdFeB磁体在电机、汽车零部件等各领域内应用逐年增加,同时对NdFeB的产量需求也逐年增加。

但由于汽车、飞机等的工作环境(高速、高压、高温)的特殊,其各个零部件都要承受较强的冲击力,所以对NdFeB的抗震抗冲击性有较高的要求。

同时烧结钕铁硼也应用于军事通讯、雷达、卫星、导弹制导等国防事业领域中,因此也会受到较大的冲击载荷作用。

作为一种典型的脆性材料,烧结钕铁硼的机械加工与抗震、抗冲击性非常差,这将大大制约其在高精度仪器仪表、高速电机、尖端国防技术装备等行业中的应用。

由此可见,开展NdFeB力学性能以及在载荷作用下破坏响应机制的研究具有重要的意义和价值。

张书凯、梁浩、房成、张洋、张薇、马晓辉、李军/文 中稀(微山)稀土新材料有限公司【摘要】:全面综述了NdFeB永磁体的制作工艺、力学性能以及发展历程,介绍了近些年来增强NdFeB磁体力 学性能的研究动态与进展,并分析了提升其力学性能的原理以及研究意义,总结了增强NdFeB磁体力 学性能的多种途径以及各自优势和不足,最后进一步展望了提升磁体力学性能的研究方向。

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稀土永磁材料研究进展摘要:本文主要介绍了Sm—Co系稀土永磁材料、Nd—Fe—B系稀土永磁材料、纳米复相稀土永磁材料的研究进展,以及其制备方法,并简要介绍了它们各自的优缺点及其应用。

关键词:稀土永磁材料 Sm—Co Nd—Fe—B 纳米复相稀土永磁材料The review of rare earth permanent magnet materialsLiu TaoAbstract:This article mainly introduced the Sm - Co rare earth permanent magnet materials、Nd - Fe - B rare earth permanent magnet materials、nanocomposite dualphase rare—earth permanent magnetic material and the method of their preparation ,in the end ,their respective advantages and disadvantages are briefly introduced and its application.Key words:Rare earth permanent magnet materials ;Sm—Co;Nd—Fe—B ;nanocomposite dualphase rare—earth permanent magnetic material1、引言稀土永磁材料的出现对推动工业进步,特别是电机工业、办公自动化等起到了积极的作用。

在实现元器件的小型化、轻量化、高性能、高可靠性方面,稀土永磁材料更是屁示出其优秀的特性[1]。

稀土永磁材料发展到今天,已经经历了第一代SmCO5、第二代Sm2CO17、第三代Nd2Fel4B三个发展阶段,其中Nd—Fe—B永磁材料以其优良的磁学性能成为目前应用最广泛的一类稀土永磁材料。

近年来,材料科学工作者又研发了一些新型的稀土永磁材料,最有代表性的有3种:ThMn12型稀土永磁材料;间隙稀土金属间化合物永磁材料,如Sm2Fe17Mx(M=C,N)等;纳米晶复合交换耦合永磁材料[1]。

2、Sm—Co系稀土永磁材料Sm-CO系稀土永磁材料是20世纪六七十年代发展起来的,包括l:5型(第一代稀土永磁)和2:17型(第二代稀土永磁)Sm-CO稀土永磁体。

1968年Strnad[2]等人首先用粉末法制造出第一块YCO5永磁体.最大磁能积(BH)max达9.60 kJ/m3。

随后其他人通过同样的方法制备出SmCO5永磁体,其最大磁能积(BH)max达到40.6kJ/m3。

1977年Ojima T等人用粉末冶金法制备出Sm2CO17永磁体,其最大磁能积(BH)max达到240 kJ/m3左右。

2.1 制备工艺目前制备Sm—Co永磁的工艺基本上可以划分为两个阶段,即制备磁粉阶段和生产制品阶段。

前者包括粉末冶金法、还原扩散法、熔体快淬法、氢脆法等;后者包括磁粉成型烧结法、磁粉黏结法、磁粉热压热扎法、直接铸造法等。

在实验室范围内还发展了活性烧结法、固相反应法、溅射沉积法和机械合金化等方法。

2.2 性能与应用SmCO5属于低对称CaCu5型六方晶系,空间群为P6/mmm,具有优异的永磁特性,主要用于航空航天及军事工业。

但由于其原材料价格昂贵,资源短缺,并消耗战略性资源钴,因而发展受到很大的限制。

近年来,2:17型钐钴永磁材料由于具有优异的温度稳定性(居里温度、剩磁温度系数、内矫顽力温度系数都明显优于其它稀土永磁材料)、良好的抗腐蚀性能和较高的磁性能[3],使之又重新焕发了生机,在现代工业及航空航天方面有不可替代的作用。

3、Nd—Fe—B系稀土永磁材料Sm-CO系磁体中Co的含量较高,而Co是稀缺昂贵的战略资源,Sm也是储量稀少的稀土金属,因此,极大的限制了Sm—Co系稀土永磁材料的发展[4]。

1983年,几乎是在同时,Croat.Koon和Hadjipanyis等人先后用快淬一热处理的工艺制备出Nd—Fe—B高矫顽力永磁体。

日本的Sagawa[5]等人则另辟蹊径,首先用粉末冶金法研制出更高性能的Nd—Fe—B永磁体,磁能积高达288 kJ/m3,从而宣告了第三代稀土永磁材料的诞生。

3.1 制备工艺Nd —Fe —B 永磁材料从制备方法和工艺上可分为烧结永磁和黏结永磁两大类。

烧结型是把规定成分的磁体粉末在磁场内挤压成型赋予各向异性后加以烧结制成,目前生产的NdFeB 永磁合金有80%~90%运用此法。

其生产工艺成熟简便、产量较大、质量较好,但成品率低,仅为70%左右(主要原因是机加工时的损失大,但废料可回收利用)。

整个工艺流程为:原料一合金熔炼(中频感应炉)一制粉一在磁场巾成型一高温烧结一时效(热处理)一磁化一各向异性的Nd —Fe —B 永磁体,具体流程图如下图一所示:图一:烧结钕铁硼的生产流程黏结型是将快淬法或氢爆法等其他方法制得的Nd —Fe —B 磁粉与黏结剂、添加剂均匀混炼造粒,经成型(模压成型或注射成型等各种成型方法)和后续固化处理即可获得成品永磁体。

整个工艺流程为:磁粉、黏结剂和添加剂一混炼一造粒一成型(压制、注射、挤压和压延等)一同化一充磁一黏结型Nd —Fe-B 永磁体(各向异性和各向同性)[6]。

3.2 性能与应用Nd —Fe-B 磁体的硬磁主相为Nd2Fel4B 四方晶格,空间群为P42/mnm ,居里温度低(312℃),对温度极敏感,在受热时其剩磁、特别是内禀矫顽力下降很快,磁性温度系数很大,稳定性差,一般只能在小于100℃温度下工作,但其磁能积很大,相比Sm-CO 系磁体其成本很低,目前广泛用在磁选机,电机发电机,音响设备这三个方面,其中发电机和电机是以后应用的大头,包括电动汽车,风配熔氢气流成等静剥烧检后加力发电机,电梯,起重机等领域用得越来越多,成为许多现代工业技术,特别是电子信息产业中不可缺少的支撑材料。

4、纳米复相稀土永磁材料纳米晶复相稀土永磁材料,是由纳米晶硬磁相和软磁相组成、在硬磁相与软磁相之间具有交换耦合作用的一类新型永磁材料[7]。

由于这类材料具有稀土含量低、综合磁性能好等优点,已被世界市场所接受,目前正在扩大其应用范围,渴望用于微型机电系统、机器人、低温火箭固体分离磁极、军用大功率微波器件磁体以及计算机设备等领域,其经济效益显著[8]。

4.1制备工艺纳米复相稀土永磁材料主要制备方法有熔体快淬法、机械合金化法、HDDR 法和磁控溅射法、热变形法等,现简要介绍如下:熔体快淬法是采用真空感应熔炼母合金,然后在真空快淬设备中于惰性气体保护下,在石英管中熔化母合金,在氩气压力的作用下,合金经石英管底部的喷嘴喷射到高速旋转的铜辊或铁辊的表面上,以约105~106K/S 的冷却速度快速凝固,直接形成纳米晶复合永磁薄带;或者将快淬形成的非晶薄带进行晶化处理,获得纳米范围内的硬磁相和软磁相的复合结构。

机械合金化法是指利用高能球磨,使硬球对原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌,金属或合金的粉末颗粒经压延、压合,又碾碎、再压合的反复过程,使之在低温下发生固态反应,进而得到非晶态的合金或化合物,然后通过晶化处理以便得到纳米晶结构。

磁控溅射是将待制备的化合物所含的各种元素以原子的形式溅射出来,并按化合物所需比例配合。

它是利用阳极和阴极(溅射用的材料,通常称为靶材)之间的氩气在一定电压下通过辉光放电效应,使电离出的高能状态的Ar 离子冲击阴极,从而使阴极材料的原子蒸发形成超微粒子。

磁控溅射工艺来制备交换耦合多层膜,即分别用纯靶和化学计量的Nd2Fe14B 合金靶作为阴极,用玻璃等材料作为基底,在高压下,使磁控溅射室内的氩气发生电离,形成氩离子和电子组成的等离子体,其中氩离子在高压电场的作用下,高速轰击Fe 靶或Nd2Fe14B 合金靶,使靶材溅射到基体上,形成纳米晶薄膜或非晶薄膜,然后晶化成纳米晶薄膜。

HDDR 是Hydrogenation —Decomposition —Desorption—Re-combination 的简称,即氢化—岐化—分解—再结合。

合金锭先破碎成粗粉,装入真空炉内,在一定温度下晶化处理,合金吸氢并发生歧化反应,然后将氢气抽出,使之再结合成具有纳米晶粒结构的稀土永磁粉末。

热变形法是指在合适的温度和压力下,使磁体达到合适的形变量,由于晶粒滑移和应变能的各向异性,晶粒C轴与压力方向平行的晶粒应变能低,晶粒C轴与压力方向成一定角度的晶粒应变能高,而应变能高的晶粒是不稳定的,它将溶解于富Nd 液相中,使富Nd 液相对Nd2Fe14B 固相饱和度增加,形成一个浓度梯度,通过液相扩散,应变能较低的Nd2Fe14B 晶粒长大,其生长的择优方向是Nd2Fe14B 的基平面,最终导致C 轴与压力平行的晶粒沿着基平面长大成片,从而形成各向异性磁体。

4.2性能与应用由于纳米晶复相稀土永磁材料具有纳米尺寸的硬磁相和软磁相,其中硬磁相提供大的矫顽力,软磁相提供高饱和磁化强度,两相间存在强烈的交换耦合作用而导致剩磁增强。

理论预计取向排列纳米复合磁体的磁能积可达到125MGOe,高于任何一种单相永磁材料,并且具有相对低的稀土含量和较好的化学稳定性,同时满足磁性能、均匀性、抗腐蚀性、温度稳定性、应力稳定性和时效稳定性以及环保与节能的要求,有可能发展成新型的永磁材料[9~11]。

可广泛应用于电机、电子、仪表、自动化、计算机、汽车、医疗、家电等行业中。

5、展望稀土永磁材料由于其优异的性能而有很多重要应用,然而稀土是不可再生资源,未来稀土永磁材料的研究主要集中于提高性能和降低成本[12]。

经过近十年的发展,我国在稀土永磁村料研究取得了大量成果,稀土永磁材料产业实现了跨越式的发展和进步,新的应用与需求、新工艺、新设备将不断涌现,推动稀土永磁材料向更高性能、更高稳定性和更高工作温度方向发展。

我国应进一步加大对稀土永磁材料研究与发展的投入,充分整合和利用国内的技术和资源优势,大力开展新型永磁材料、新制备技术的开发与应用,降低稀土资源与能源消耗,发展绿色和环境友好的稀土永磁产业,提升我国永磁材料的研究、生产与应用的质量水平,推动稀土永磁制造产业的升级,并力争在新一代永磁材料的研究方面有所突破[13]。

参考文献:[1]邹欣伟,张敏刚,孙刚等.稀土永磁材料的研究进展[J].科技情报开发与经济,2008,18(12):113-116.DOI:10.3969/j.issn.1005-6033.2008.12.067.[2]Slrnat K,Olson J C.Hofer G.Coercivity of mischmetal--cobalt alloy powders B[J ] .J.Appl.Phys.,1968,39(I):1263—1264.[3]李卫,冯海波.稀土永磁材料研究进展[C].//首届中国包头·稀土产业发展论坛论文集.2009:116-125.[4]田建军,尹海清,曲选辉. Sm_2Co_(17)稀土永磁材料的研究概况[J]. 磁性材料及器件,2005,04:12-15.[5]Sagawa M,Fujimura S,Togawa M.et a1.New materials for permanent magnets on abase of Nd and Fe[J]J.Appl.Plays..1984.55(4):2083-2087.[6]岳明.HDDR各向异性NdFeB的成分、工艺及各向异性机理的研究[D].北京:北京科技大学.2001.[7]王迎,王尔德.纳米复相稀土永磁材料研究进展[J].粉末冶金技术,2007,25(5):378-381,392.[8]魏茂彬,王志英,刘超,等.纳米复相NdFeB永磁材料研究进展.吉林师范大学学报(自然科学版),2005,4:85-87[9]R.Coehoorn,et a1.,J.Magn.Magn.Mater.101,(1989)80.[10]R.Skomski and J.M.D.Coey,Phys.Rev.B 48(1993)15812.[11]T.Lieneweber,H.Kronmiiller,J.Magn.Magn.Mater.176(1997)145.[12]闫阿儒,严长江,唐旭等.稀土永磁材料研究进展[C].//厦门·中国稀土永磁产业链发展论坛暨第十三届中国稀土永磁产业发展论坛论文集.2011:3-11.[13]李丽娅,易健宏,彭元东等.纳米晶稀土永磁材料的制备技术研究进展[J].粉末冶金工业,2005,15(5):35-40.DOI:10.3969/j.issn.1006-6543.2005.05.008.。

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