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稀土永磁材料|應(yīng)用與分類

時(shí)間:2009-06-29 18:57:19來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 作者:admin 點(diǎn)擊:
無(wú)

稀土永磁材料是將釤、釹混合稀土金屬與過(guò)渡金屬(如鈷、鐵等)組成的合金,用粉末冶金方法壓型燒結(jié),經(jīng)磁場(chǎng)充磁后制得的一種磁性材料
  稀土永磁分釤鈷(SmCo)永磁體和釹鐵硼(NdFeB)系永磁體,其中SmCo磁體的磁能積在15~30MGOe之間,NdFeB系永磁體的磁能積在27~50MGOe之間,被稱為“永磁王”,是目前磁性最高的永磁材料。釤鈷永磁體,盡管其磁性能優(yōu)異,但含有儲(chǔ)量稀少的稀土金屬釤和稀缺、昂貴的戰(zhàn)略金屬鈷,因此,它的發(fā)展受到了很大限制。我國(guó)稀土永磁行業(yè)的發(fā)展始于60年代末,當(dāng)時(shí)的主導(dǎo)產(chǎn)品是釤-鈷永磁,目前釤-鈷永磁體世界銷售量為630噸,我國(guó)為90.5噸(包括SmCo磁粉),主要用于軍工技術(shù)。
  隨著計(jì)算機(jī)、通訊等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,稀土永磁特別是NdFeB永磁產(chǎn)業(yè)得到了飛速發(fā)展。
  稀土永磁材料是現(xiàn)在已知的綜合性能最高的一種永磁材料,它比十九世紀(jì)使用的磁鋼的磁性能高100多倍,比鐵氧體、鋁鎳鈷性能優(yōu)越得多,比昂貴的鉑鈷合金的磁性能還高一倍。由于稀土永磁材料的使用,不僅促進(jìn)了永磁器件向小型化發(fā)展,提高了產(chǎn)品的性能,而且促使某些特殊器件的產(chǎn)生,所以稀土永磁材料一出現(xiàn),立即引起各國(guó)的極大重視,發(fā)展極為迅速。我國(guó)研制生產(chǎn)的各種稀土永磁材料的性能已接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
  現(xiàn)在稀土永磁材料已成為電子技術(shù)通訊中的重要材料,用在人造衛(wèi)星,雷達(dá)等方面的行波管、環(huán)行器中以及微型電機(jī)、微型錄音機(jī)、航空儀器、電子手表、地震儀和其它一些電子儀器上。目前稀土永磁應(yīng)用已滲透到汽車、家用電器、電子儀表、核磁共振成像儀、音響設(shè)備、微特電機(jī)、移動(dòng)電話等方面。在醫(yī)療方面,運(yùn)用稀土永磁材料進(jìn)行“磁穴療法”,使得療效大為提高,從而促進(jìn)了“磁穴療法”的迅速推廣。在應(yīng)用稀土的各個(gè)領(lǐng)域中,稀土永磁材料是發(fā)展速度最快的一個(gè)。它不僅給稀土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)巨大的推動(dòng)力,也對(duì)許多相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生相當(dāng)深遠(yuǎn)的影響。
  二、稀土永磁材料分類??
  1.稀土鈷永磁材料,包括稀土鈷(1-5型)永磁材料SmCo5和稀土鈷(2-17型)永磁材料Sm2Co17兩大類。
??2.稀土釹永磁材料,NdFeB永磁材料。
??3.稀土鐵氮(RE-Fe-N系)或稀土鐵碳(RE-Fe-C系)永磁材料。
  三、稀土永磁材料制備工藝分類
??1.粉末冶金燒結(jié)工藝制備的燒結(jié)磁體;
??2.還原擴(kuò)散制粉或氫碎處理粉末及粉末冶金燒結(jié)工藝制備的燒結(jié)磁體;
??3.快速凝固制粉或氫碎制粉(HDDR),粉末模壓粘結(jié)工藝制備的粘結(jié)磁體;
??4.快速凝固制粉或氫碎(HDDR)粉末的注射工藝制備的注射磁體;
??5.快速凝固制粉或氫碎(HDDR)粉末的熱壓法制備的熱壓磁體;
??6.用熱壓磁體再進(jìn)行熱變形壓工藝制備的各向異性熱變形壓磁體;
??7.將熱變形壓磁體磨制成粉,再采用模壓或注射等方法制備成各向異性粘結(jié)磁體。
  四、稀土永磁材料的主要應(yīng)用
??永磁體最基本的作用是在某一特定的空間產(chǎn)生一恒定的磁場(chǎng),維持此磁場(chǎng)并不需要任何外部電源。標(biāo)志永磁材料好壞的參數(shù)有許多,最重要的是最大磁能積(BH)max,磁能積越大,材料每單位體積所產(chǎn)生外磁場(chǎng)的能量就越大。目前商品NdFeB永磁材料的最大磁能積已達(dá)到:50MGOe。由于稀土永磁材料的高磁能積和高矯頑力等優(yōu)異的特性,已給永磁應(yīng)用帶來(lái)革命性的變化,稀土永磁材料主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面:
  1.機(jī)電類??
  稀土永磁體的出現(xiàn),意味著電機(jī)領(lǐng)域?qū)⒁鸶锩缘淖兓。這是因?yàn)橄⊥劣来朋w沒(méi)有激磁損耗,不發(fā)熱,用它制造的電機(jī)優(yōu)點(diǎn)很多。因稀土永磁電機(jī)沒(méi)有激磁線圈與鐵心,磁體體積較原來(lái)磁場(chǎng)極所占空間小,沒(méi)有損耗,不發(fā)熱,因此為得到同樣輸出功率整機(jī)的體積,重量可減小30%以上,或者同樣體積、重量,輸出功率大50%以上。
  永磁電機(jī),尤其是微電機(jī),每年世界產(chǎn)量約幾億臺(tái)之多,主要用在汽車、辦公自動(dòng)化設(shè)備和家用電器中。所使用的多為高性能的鐵氧體和稀土永磁體。
  今后稀土永磁電機(jī)的最大市場(chǎng)之一將是汽車工業(yè)。釹鐵硼永磁材料性能優(yōu)異,用于制造電機(jī),可以實(shí)現(xiàn)汽車電機(jī)“釹鐵硼化”。在汽車方面,只有用小馬達(dá),才能降低汽車重量,增加舒適感,提高安全性,降低尾氣排放,提高汽車的整體性能,目前用量最大的是啟動(dòng)電機(jī)。電機(jī)是汽車中不可缺少的部件,汽車上電機(jī)數(shù)量在逐年增加。一般汽車上有8~18臺(tái),高級(jí)轎車多達(dá)40~50臺(tái),隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,汽車電機(jī)的需求是巨大的。高磁能積的稀土永磁體體積小,卻能較鐵氧體產(chǎn)生大得多的動(dòng)力,因此提高了電效率。通過(guò)使用稀土磁體減少重量和尺寸,可以節(jié)約更多的燃料和增加設(shè)計(jì)的靈活性。
  2.稀土永磁材料在醫(yī)療中的應(yīng)用(如核磁共振等等)
  3.磁選機(jī)
  一般的磁選機(jī)有永磁式和電磁式兩種,以前,永磁式磁選機(jī)的磁體多用鐵氧體。稀土永磁出現(xiàn)后,設(shè)計(jì)并制造了各種型號(hào)和類型的永磁磁選機(jī),尤其是在中高磁場(chǎng)磁選機(jī)中,必須用稀土永磁體。
  4.計(jì)算機(jī)及外圍設(shè)備
??在計(jì)算機(jī)中使用的稀土永磁材料最多的器件是磁盤驅(qū)動(dòng)電機(jī)(VCM),另一種是數(shù)據(jù)輸出打印機(jī)電機(jī)。
  5.各種儀表
??使用永磁體的儀表種類很多,如磁電式儀表、計(jì)數(shù)器等。
  6.揚(yáng)聲器和耳機(jī)
??揚(yáng)聲器和耳機(jī)是永磁體傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。揚(yáng)聲器有外磁式和內(nèi)磁式二種,稀土永磁出現(xiàn)后在同樣輸出功率與音質(zhì)下,揚(yáng)聲器被做得非常小,目前稀土永磁揚(yáng)聲器和耳機(jī)已應(yīng)用到高級(jí)隨身聽(tīng)。
  7.微波器件
??在微波領(lǐng)域中,微波管、毫波管發(fā)生器或放大器需要穩(wěn)定磁場(chǎng)。稀土永磁體在此中主要起電子運(yùn)動(dòng)的聚集作用。

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