稀土永磁体在电机中的应用
稀土最广泛的用途是
稀土最广泛的用途是
稀土是指在自然界中含量相对较为稀少的一组金属元素，是一类非常重要的战略资源。
在现代工业中，稀土的应用极其广泛，可以用于制造电子产品、计算机、汽车、电子器件、光学材料、化工、医药等多个领域。
以下是对稀土最广泛的用途做详细的介绍。
1. 稀土在永磁领域的应用
稀土是永磁体材料的主要组成成分，永磁体材料是以稀土镧系元素为主要原料，通过晶粒定向等技术合成的材料。
现代电子产品中使用的各种电机（如风扇、马达）和电子元器件（如扬声器、手机振动器）中大量采用永磁材料，其中稀土永磁材料是应用最广泛的。
2. 稀土在照明和显示领域的应用
氧化铈、氟化镧、氧化镨、氧化镝等稀土材料可以用于制造荧光粉，荧光粉是一种电子束或紫外光照射后发出各种颜色的荧光体。
荧光粉的广泛用途包括各种照明、显示和发光器件，比如荧光灯、白光LED、绿色警示灯等，这些产品在现代生活中都有着广泛的应用。
3. 稀土在催化和化学反应领域的应用
氢气、氧气、氮气等气体的制备、加氢反应、烷烃裂解、催化转化等领域中的许多高端催化剂都必须含有稀土元素，如镧系元素、钕、铈、铕等。
在化学反应中，稀土也可以作为配体用于催化合成，如镝配合物在有机反应中的应用。
4. 稀土在新能源领域（电池和储能设备）的应用
在电动汽车和混合动力汽车的电动助力系统、储能设备、太阳能电池板中，都需要大量使用镨、铈等稀土元素。
稀土材料的应用不仅能够提高电池和电容器的能量密度，还能增强电池的循环寿命和抗震动性。
总之，稀土的应用领域非常广泛，从电子产品到化学生产，再到能源、储能和环境保护等领域都有它的用武之地，是一种十分重要的天然资源。
稀土在汽车行业的应用
稀土在汽车行业的应用1、稀土永磁电动机稀土永磁电机是70年代初期出现的一种新型永磁电机，其工作原理与电励磁同步电机相同，区别在于前者是以永磁体替代励磁绕组进行励磁。
与传统的电励磁电机相比，稀土永磁电机具有结构简单，运行可靠，体积小，质量轻，损耗小，效率高等显着优势，而且该电机的形状和尺寸可以灵活设计，这使得它在新能源汽车领域中深受高度重视。
稀土永磁电机在汽车中主要是将动力蓄电池的电能转化为机械能，驱动发动机飞轮旋转实现发动机的起动。
2、稀土动力电池稀土元素不仅仅是能参与目前主流锂电池电极材料的制备，还能很好地作为铅酸蓄电池或镍氢电池的正极制备原材料。
锂电池：由于稀土元素的加入，材料的结构稳定性得到了较大的保障，同时活性锂离子迁移的三维通道也得到了一定的扩充，这使所制备的锂离子电池有了更高的充电稳定性和电化学循环可逆性，以及更长的循环寿命。
锂电池：由于稀土元素的加入，材料的结构稳定性得到了较大的保障，同时活性锂离子迁移的三维通道也得到了一定的扩充，这使所制备的锂离子电池有了更高的充电稳定性和电化学循环可逆性，以及更长的循环寿命。
3、三元催化器中的催化剂众所周知，并不是所有的新能源汽车都能够实现零排放，比如混合动力汽车和增程序电动汽车，它们在使用过程中会释放一定量的有毒物质。
为了减少其汽车尾气的排放量，部分车辆在出厂时都会被强制要求安装三元催化器，其会在高温汽车尾气通过时，通过内置的净化剂增强围棋中的CO、HC、NOx三种气体的活性，促使它们完成发生氧化还原反应，生成无害气体，利于环保。
而三元催化器的主要构成成分正是稀土元素，稀土在这其中起到的关键作用就是储存材料，替代部分主催化剂以及作为催化助剂等。
尾气净化催化剂所用的稀土主要是以氧化铈、氧化镨和氧化镧的混合物为主，而这些物质元素都是中国稀土矿中所富含的。
4、氧传感器中的陶瓷材料稀土元素由于电子结构较为特殊，而具有独特的储氧功能，常被用于电子燃油喷射系统氧传感器中的陶瓷材料的制备，使之催化效果更佳。
稀土永磁电机的开发与应用_孙绪新
SUN Xu-xin, ZHOU Shou-zeng State Key Laboratory for New Advanced Metal Materials, University of Science and
Technology Beijing, Beijing 100083, China
Abstract: China is abundant in rare earth resource and becomes the center of global magnet industry of 21st
稀土永磁同步电动机等。 4.2 车用各类稀土永磁电动机
各类车用（汽车、摩托车、火车）稀土永磁电 动机，是稀土永磁电机的最大市场。据国外统计， 大约有 70％的永磁体用在汽车上。一辆豪华的小 轿车，各种不同用途的电机已达 70 余台之多。表 2[12]列出了国产轿车用永磁电机的基本配置。由于 各种汽车电机要求不同，所选择的永磁材料也不一 样。表 3[12]表示了汽车部件所用永磁体的现状及发 展趋势。从表中可以看出，空调器、风扇、电动窗 等所用电机磁体，从价格角度考虑，将来仍将以铁 氧体占优势。点火线圈、传动装置、传感器等仍然 采用 Sm-Co 系烧结磁体，但从价格考虑将向钕铁 硼烧结永磁发展。
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J Magn Mater Devices Vol 36 No 5
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。
电机使用稀土的原因
电机使用稀土的原因
1.稀土具有良好的磁性能：稀土元素的原子结构使其具有良好的磁性能，可以作为电机磁体材料使用。
常用的稀土元素有钕、铁、硼等，它们可以制成永磁体材料，具有高能量密度和强磁性能，可以提高电机的效率和性能。
2. 稀土可以提高电机的热稳定性：稀土元素可以提高永磁体材
料的热稳定性，使得电机在高温环境下仍能保持稳定的性能。
这对于一些高功率电机来说尤为重要。
3. 稀土可以减小电机的体积和重量：稀土元素制成的永磁体材
料具有高能量密度和强磁性能，可以在小体积内获得较大的磁场强度，从而减小电机的体积和重量。
4. 稀土可以提高电机的效率：稀土元素制成的永磁体材料具有
较高的磁导率和较低的磁阻，可以使得电机的磁路更加通畅，从而提高电机的效率。
5. 稀土是稀缺资源：稀土是一种稀缺资源，具有很高的经济价值。
电机使用稀土可以促进稀土资源的开发和利用，对于保障国家的能源安全和经济发展具有重要意义。
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稀土材料的磁性与磁体应用研究
稀土材料的磁性与磁体应用研究1. 引言稀土材料具有独特的磁性，其中一些稀土材料具有非常高的磁性，因此广泛应用于磁体领域。
磁性是稀土材料在磁场下的行为，它是由电子自旋和轨道角动量所造成的相互作用而产生的。
因此，研究稀土材料的磁性对于深入了解其磁体应用具有重要意义。
2. 稀土材料的磁性2.1 稀土元素的磁性稀土元素中的一些元素具有高自发磁化强度，如钕、铽等。
这些元素在磁场中表现出强烈的磁性。
钕铁硼合金是一种应用广泛的磁体材料，它由稀土元素钕和铁、硼组成。
这种合金具有高磁能积和高矫顽力，因此在电机、计算机硬盘等领域中有着广泛的应用。
2.2 稀土化合物的磁性除了纯稀土元素外，稀土化合物也具有磁性。
例如，稀土永磁体是一类具有高矫顽力和高自发磁化强度的磁性材料。
稀土化合物在磁工业中的应用是基于它们的磁性。
由于稀土化合物具有丰富的电子结构和磁性相互作用，因此研究稀土化合物的磁性对于开发新的磁体材料具有重要意义。
3. 稀土材料的磁体应用3.1 钕铁硼磁体钕铁硼磁体是一种具有高磁能积和高矫顽力的磁体材料。
它由稀土元素钕、铁、硼等组成。
钕铁硼磁体广泛应用于电机、传感器、声音器件等领域。
它具有高矫顽力和良好的耐腐蚀性，因此在恶劣环境下仍能保持良好的磁性能。
3.2 稀土永磁体稀土永磁体是一种具有高自发磁化强度和高矫顽力的磁体材料。
它由稀土元素和过渡金属组成。
稀土永磁体具有优异的磁性能，因此被广泛应用于电机、发电机、磁力传感器等高性能设备中。
稀土永磁体的应用带动了现代电力技术的发展，对于提高设备效率和节能减排具有重要意义。
4. 稀土材料与磁体应用研究的挑战4.1 资源问题稀土元素是地球上非常有限的资源，其中一些稀土元素的供应受到严格限制。
因此，稀土材料的开发和利用受到了资源问题的制约。
为了解决这个问题，需要研究新的替代材料或者开发高效的稀土材料回收技术。
4.2 技术问题研究稀土材料的磁性与磁体应用还存在一些技术问题。
例如，稀土材料的制备和加工技术需要进一步提高，以满足应用需求。
稀土在绿色能源领域的创新应用与可持续发展
稀土在绿色能源领域的创新应用与可持续发展在当今全球追求可持续发展的大背景下，绿色能源已成为解决能源危机和环境问题的关键所在。
而稀土，这种神秘而珍贵的元素家族，正逐渐在绿色能源领域展现出其独特的魅力和巨大的潜力。
稀土元素并非像金银铜铁那样广为人知，但它们在绿色能源技术中的创新应用，却正在悄然改变着我们的能源未来。
稀土元素包括镧、铈、镨、钕等 17 种金属元素，具有独特的物理和化学性质。
这些性质使得稀土在绿色能源的多个领域中成为不可或缺的关键材料。
首先，在太阳能领域，稀土发挥着重要作用。
太阳能电池的制造离不开稀土元素。
例如，镧和铈等稀土元素可以用于提高太阳能电池的光电转换效率。
通过在电池材料中添加适量的稀土元素，能够改善电池的性能，使其能够更有效地将太阳能转化为电能。
这意味着我们可以在相同的面积内获得更多的电力输出，从而降低太阳能发电的成本，推动太阳能在全球范围内的广泛应用。
在风能领域，稀土也有着出色的表现。
风力发电机中的永磁体通常含有稀土元素，如钕和镝。
这些稀土永磁体具有强大的磁力和优异的磁性能，使得发电机能够在更宽的风速范围内高效运行，提高风能的利用效率。
同时，稀土永磁体还具有体积小、重量轻的优点，有助于减轻风力发电机的重量，降低安装和维护成本。
除了太阳能和风能，稀土在电动汽车领域的应用同样引人瞩目。
电动汽车的核心部件之一是电动机，而高性能的永磁同步电动机往往依赖稀土永磁材料。
钕铁硼永磁材料是目前应用最广泛的稀土永磁材料之一，它赋予了电动汽车强大的动力和高效的能源利用效率。
与传统的燃油汽车相比，电动汽车搭载稀土永磁电动机不仅能够实现零排放，还能显著降低能源消耗。
随着全球对电动汽车需求的不断增长，稀土在这一领域的应用前景十分广阔。
然而，稀土的开采和加工并非一帆风顺，面临着一系列的挑战和问题。
稀土矿的分布相对集中，且开采过程往往对环境造成较大的影响。
例如，开采过程中可能会产生大量的废水、废渣和废气，对周边的土壤、水源和空气造成污染。
稀土在新能源技术中的关键作用
稀土在新能源技术中的关键作用随着全球能源需求的不断增长和对环境可持续发展的呼吁，新能源技术已逐渐成为各国的研究重点。
而稀土元素由于其特殊的物理化学性质，在新能源技术领域发挥着重要的作用。
本文将从太阳能、风能和电动汽车等方面分析稀土在新能源技术中的关键作用。
一、太阳能技术太阳能作为一种清洁、可再生能源正在逐渐广泛应用。
而稀土材料在太阳能电池中扮演着重要的角色。
首先是稀土元素掺杂的硅太阳能电池。
稀土元素的掺杂可以提高硅太阳能电池的光电转换效率，使得其在高温和低光照条件下仍能高效工作。
此外，稀土元素还可以改变硅太阳能电池的光谱响应范围，提高其吸收光谱的范围，从而提高电池的发电效率。
另外，稀土化合物也被广泛应用于薄膜太阳能电池中。
稀土化合物具有优异的光吸收性能和光电转换效率，可以提高薄膜太阳能电池的光谱响应范围，增加吸光层的光电转换效率。
通过控制不同稀土元素的掺杂比例和配位环境，可以进一步提高薄膜太阳能电池的性能。
二、风能技术风能作为一种广泛可利用的新能源，其发电设备稀土磁体成为了不可或缺的元件。
由于稀土磁体具有高矫顽力、高稳定性和高温稳定性等优点，使得风力发电机组能够在复杂的环境中高效运行。
稀土永磁体在风力发电机组的发电部分扮演着至关重要的角色，能够将机械能转化为电能，并提供给电网使用。
此外，稀土元素还广泛应用于风能领域的直驱发电技术中。
这种技术通过将风力转化为机械转动能，并直接驱动发电机，避免了传统风力发电机组中的传动系统损失，提高了发电效率。
稀土元素在直驱发电技术中的应用主要体现在永磁同步发电机的转子部分，通过稀土磁体的高矫顽力和稳定性，实现了高效的转子传动。
三、电动汽车技术电动汽车作为替代传统燃油汽车的新兴产业，稀土材料在其高效电动驱动系统中扮演着重要角色。
稀土永磁体被广泛应用于电动汽车的电机驱动系统中，其具有高能量密度、高效率和长寿命等优势。
稀土永磁体在电动汽车电机中能够提供强大的扭矩输出和高速运转能力，使得电动汽车具有更好的动力性能和续航里程。
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稀土永磁体在电机中的应用
信息来源:发布日期2001-07-18 10:53:30
稀土永磁材料是一种高性能功能材料，这种材料是许多高新技术产业的基础。
在电机中用永磁体可使电机产品轻型化、高性能化，与电力电子技术结合，制成速度、转矩可调的机一体化产品。
稀土永磁电机是钕铁硼最大的应用领域，约占总量的70％，计算机硬盘配套的圈电机(VCM)占40％～50％，所以计算机产业是永磁电机的最大用户。
采用稀土永磁电机可以明显减轻电机的重量，如10kW普通发电机，重量为220kg，而稀永磁发电机为92k8。
德国西门子研制的1095kW、230rpm六级永磁同步电动机，用于舰船的进，与过去使用的直流电动机相比，体积减少60％左右，总损耗降低20％。
稀土永磁电机高效节能，平均节电率高达10％，某些专用电机节电率高达15％~20％，且价格合理。
我国开发的高效节能稀土永磁电动机，在力能指标及价格方面，国外高效电机不能与之相比，在国际市场有极强的竞争力。
世界各国都把提高电动机的效率、节约电能作一件大事来抓，特别是美国，1992年美国前总统布什签署批准了能源政策法，按该法令自199710月24日之后，美国大部分一般效率电动机将不再生产，只允许生产高效率电动机，2002年10月后将生产更高效率电动机，2007年10月后将生产技术上达到极限、经济上可行最高效率电动机。
从节能方面考虑稀土永磁电动机是一种较为理想的电动机，市场前景看好。
我国每年生各种电动机3600万kW，其中18.5kW以下小型电动机约占50％，而稀土永磁高效节能电机在型电机中节电效果最为显著。
稀土永磁电机在信息产业、机电一体化、汽车、摩托车、冶金山设备、风机、水泵、油田设备、纺织机械、家用电器等领域有着广泛应用，其中自起动稀永磁高效节能电动机正在油田抽油机、风机、水泵方面逐步推广应用，并已形成系列化产品。
我国电动机保有量约4亿kW以上，年广3600万kW，年消耗电能占总电量的60％。
中风机、水泵配套电动机占总量的55％，年消耗电能占总发电量的40％，而目前风机、水泵产品电能利用率非常低。
据国家统计局1989年统计，我国有各种泵类、风机3700多万台，配套装机容量1.1×105MW，实际运行效率不到50％，系统运行效率不到30％，每年浪费电大约200亿kW·h。
据电力部门估算，煤炭行业的风机、水泵，50、60年代的老。
设备约占1/3，其本身运行效率只有30％～40％，系统运行效率大约为20％，如，用量大的5kW水泵，常要配7.5kW电机，但经常在3kW负载下运行，实测效率只有38％，造成巨大的能源浪费，种电机若采用稀土永磁专用电机，电机成本只增加30％～50％，运行效率可提高到50%～55%，从根本上改变能源浪费状况，如果每年生产300万kW稀土永磁电机，每年可为国家节省电力投资6亿元，节省电费3亿元。
发展稀土永磁电机，在减少进口、增加出口创汇方面，也有着很重要的意义，如，我国每年生产1000万台计算机，为其配套的磁盘驱动器全部依赖进口，或购进零部件在国内组装，旦以美国为首的西方国家对我国进口磁盘驱动器加以限制，我国计算机生产将受到严重影响。
如，数控机床，因电机和传动控制系统不合要求而每年进口花费22亿美元以上。
在出口贸易方面意义更为突出。
众所周知，每种机械产品都要配备电动机。
美国1997就以立法的方式，停止生产一般效率的电动机(与我国大量生产的Y系列电机性能相当)，相加拿大、英国、日本也都效法美国停止生产一般效率的电动机，如果不采取措施，加快发展效节能电动机，我们将很快失去机械产品的国际市场。
我国研制的稀土永磁电机价格、性能国际市场上很有竞争力，目前已有一些产品出口。
纵观稀土永磁电机的发展，1821年出现的世界上第一台电机就是永磁电机，但当时所用永磁体的磁能积很低，制成的电机体积庞大而容量很小，不久被电励电机所取代。
一直到本纪60年代以后，相继出现了衫钻和钕铁硼稀土永磁材料，具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积优异性能，制成电机后具有高效节能的优越性能。
早在1978年法国CEM公司制成了18.5kW以下的高效节能电机，但因当时采用钐钴永磁体成本太高，未能推广。
1983年以前，由于稀土永磁体价格昂贵，研究开发重点是航空、航天用电机和要求高性能而价格不是主要因素的高科技领域。
国外的典型产品是美国通用电气公司制造的150kV Al2000～21000rpm稀土钴永磁起动／发电机，国内是沈阳工业大学开发的3kW2000rpm土永磁电机和该校与东方电机厂、
哈尔滨电机厂联合开发的60～75kV A(后扩展至160kV A)稀钴永磁副励磁机与钕铁硼副励磁机。
1983年，磁性能更高而价格相对较低的钕铁硼永磁体问世后，国内外研究开发重点转移到工业和民用电机上。
国外主要是计算机硬盘驱动器电机，即驱动读写磁头往复运动的卷式直线电动机一音圈电动机(VCM)、数控机床和机器人用的无刷直流电动机以及豪华轿车用起动电机。
国内主要是各种高效永磁同步电动机，特别是西北工业大学开发的0.8kW纺织专永磁同步电动机。
近年来，随着稀土永磁材料性能的不断提高，特别是钕铁硼永磁材料的热稳定性、耐腐性的改善和价格的逐步降低以及电力电子器件技术的进一步发展，稀土永磁电机的开发和应进入了一个新阶段，一方面，原有开发的成果在国防、工农业和日常生活等方面得到广泛的用；另一方面，正向大功率化(高转速、高转矩)、高功能化和微型化方向发展，扩展新的电品种和应用领域。
目前，稀土永磁电机的单台容量已超过1000kW，最高转速已超过300000rpm，低转速低于0.01rplh，最小电机外径只有0.8mm，长1.2mm。
在步进电动机、开关磁阻电动、速同步电动机等特种电机中增加钕铁硼永磁励磁后，其技术经济性能、动态响应特性都有明显改进与提高。
各国的国情不同，稀土永磁材料在电机中的应用情况不尽相同。
日本在VCM中的应用量占稀土永磁总用量的50％左右，美国在航空、航天、军工、汽车和机床等领域电机中的用量大，欧洲在数控机床中的应用最多。
但稀土磁钢在各种电机中的总用量占稀土永磁总产量的例相差不大，一般为60％～80％。
我国稀土资源丰富，稀土永磁产量居世界首位。
但稀土永磁材料产量的2/3用于出口，国内销售的1/3中用于电机的比例很低。
今后应以高效高性能永磁电动机作为开发重点，并快实现产业化。