稀土的应用领域

稀土永磁钕铁硼材料发展应用生产介绍

摘要：简述了我过钕铁硼永磁材料产业技术现状，稀土永磁元素的介绍，稀土永磁钕铁硼的应用领域，稀土永磁材料的种类，钕铁硼的生产流程。

关键词：稀土永磁、钕铁硼、应用、生产

稀土家族是来自镧系的15个元素，加上与镧系相关密切的钪和钇共17种元素。它们是：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。金属钕的最大用户是钕铁硼永磁材料。钕铁硼永磁体的问世，为稀土高科技领域注入了新的生机与活力。钕铁硼磁体磁能积高，被称作当代“永磁之王”，以其优异的性能广泛用于电子、机械等行业。

20世纪80年代问世的钱铁硼永磁体具有磁能积高、体积小及质量轻等优点，是迄今为止性能价格比最佳的商品化磁性材料，亦因其优异的磁性能被誉为“磁王”。经过近三十年的努力，钕铁硼磁体的磁能积有了大幅提高，烧结钦铁硼磁体的磁能积由最初的280 kJ/m3(35 MGOe)[I]提高到目前的476.8kJ/m3(59.6 MGOe)[2];粘结钱铁硼磁体中，各向同性粘结钦铁硼磁体的磁能积为72-88 kJ/m3(9-11MGOe)[3]，各向异性粘结钱铁硼磁体的磁能积己达200kJ/m3(25 M GOe) [4]钦铁硼磁体己在电子信息、机械、医疗以及国防等领域广泛应用。近年来，应用于新能源汽车、风能发电和变频空调等的稀土永磁电机产量因我国节能

环保产业的快速发展而迅速增长[5-IO]，给高性能钱铁硼永磁材料带来了巨大的市场需求。因此，厘清我国钱铁硼材料产业技术现状，对加强高性能烧结钱铁硼以及各向异性粘结钱铁硼永磁材料研究及其产业化技术开发具有非常重要的意义。

1、稀土永磁钕铁硼的应用领域

1.1稀土永磁钕铁硼的应用领域（之一）钕

金属钕，元素符号Nd，原子序数60，相对原子含量144.24，熔点920℃左右，沸点3127℃左右，密度7.007g/cm3。

金属钕为金属块锭、银灰色。钕是最活泼的稀土金属之一，在空气中能迅速变暗，生成氧化物；在冷水中缓慢反应，在热水中迅速反应。金属钕包装要求用双层袋（内塑料袋、外纸袋）包装封口，抽真空或充入氩气分装在带盖的铁桶中，灌石蜡并密封，严防雨淋受潮。

稀土永磁所用金属钕原材料要求金属光泽好，纯度高、无氧化，钕含量>99.5%。金属钕原材料中的其它稀土金属元素如Ce、La、Gd、Sm、Er,对钕铁硼永磁体的磁性能均有害，它们在其中的含量应尽量少。但生产普通低性能钕铁硼，含量Ce和少量的Pr是允许的。

金属钕最大量用于钕铁硼永磁材料，含量占比29-32.5%。在镁或铝合金中添加1.5-2.5%钕，可提高合金的高温性能，广泛用作航空航天材料。掺钕的钇铝石榴石产生短波激光束，在工业上广泛用于薄型材料的焊接和切削，在医疗上代替手术刀。钕也用于玻璃和陶瓷材料的着色以及橡胶制品的添加剂。化妆品中大多含微量钕元素。

1.2稀土永磁钕铁硼的应用领域（之二）硼

硼元素符号：B原子量:10.81、原子序数：5、相对原子质量：10.81

硼为黑色或银灰色固体、非金属。熔点约2300℃，沸点2550℃，密度2.34克/厘米3，硬度仅次于金刚石，较脆。

硼在室温下比较稳定，即使在盐酸或氢氟酸中长期煮沸也不起作用。硼能和卤组元素直接化合，形成卤化硼。高温下硼还与许多金属氰化物反应，形成金属硼化物。

硼主要用于冶金（如为了增加钢的硬度）生产硼砂和硼酸，用来作冶金除气剂、锻铁的热处理、增加合金钢高温强加固性。由于硼具有低密度、高强度和高熔点的性质，可用来制作导弹的火箭中所用的某些结构材料。硼的化合物在农业、医药、玻璃工业等方面用途很广。

世界硼资源的分布集中在土耳其、美国、俄罗斯、智力、秘鲁、阿根廷等国，储量总计3363亿吨。中国的硼资源主要集中在辽宁、吉林、青海、西藏四省（区）1.3稀土永磁原材料之（三）金属镝Dy

金属镝元素符号Dy，原子序数66，原子量162.46，熔点1485℃左右，沸点2230℃左右，密度8.565g/cm3n

金属镝为金属块锭、银灰色、有光泽和延展性、能用刀切。在空气中易氧化、与水迅速反映、溶于酸。一般贮存在抽真空的密闭容器中或充入惰性气体密封。稀土永磁所用金属镝原材料要求金属清洁、无杂质无氧化。金属镝材料国家标准GB/T15071-94.

镝的主要用途：

（1）作为钕铁硼系永磁体的添加剂使用，在其中添加2-3%左右的镝，可提高其矫顽力，品味在95-99%左右。

（2）镝作用在荧光粉激活剂，掺镝的发光材料可作为三基色荧光粉。

（3）制备大磁滞伸缩合金慝镝铁（Terfenol）合金的必要的金属原料，能使一些机械运动的精密活动得以实现。

（4）镝金属可用作磁光贮材料，具有较高的记录速度和读书敏感度。

（5）用于镝灯的制备，采用碘化镝的等具有亮度大、颜色好、色温高、体积小、电弧稳定等有点，用于电影、印刷等照明光源

（6）在原子能工业中用来测定中字能普或做中子吸收剂。

Dy3AL5012还可以用作磁致冷用磁性工作物质。

2、稀土永磁钕铁硼的应用领域

2.1稀土永磁钕铁硼的应用领域（之一）电声器件

优美的声响不仅会带给我们无穷的乐趣，也是人们交流信息的重要方式。声讯离不开电声器材，而稀土永磁钕铁硼是制造电声器材非常好的材料。

扬声器的工作原理是：永磁体通过砸铁在铁路的环形气隙中产生一个磁场，和扬声器纸盆相连的音圈插入环形气隙中，当声音以电流的形式通过磁场时线圈便会因电流强弱的变化产生不同频率的震动，进而带动纸盆发出不同频率和强弱的声音。

稀土永磁钕铁硼的广泛使用，不但能是扬声器的灵敏度

提高，还可使磁体用量大大减少。使扬声器做的小型化，薄型化，轻型化。这一特点为各种电器设备、家用电器、汽车用音响提供轻巧的可能性。

2.2稀土永磁钕铁硼的应用领域（之二）电子器件

稀土永磁（钕铁硼）产品已经广泛应用于各类电子器件中。实现多种控制、保护、安防的功能。举例如下：干簧管也称舌簧管或磁簧开关。他的俩个触电由特殊材料制成，被封装在真空的玻璃管里。只要用磁铁接近它，干簧管俩个节点