稀土永磁材料

稀土永磁材料一、稀土永磁材料稀土永磁材料是將釤、釹混合稀土金屬與過渡金屬（如鉆、鐵等）組成的合金，用粉末冶金方法壓型燒結(jié)，經(jīng)磁場充磁后制得的一種磁性材料。稀土永磁分釤鉆（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。釤鉆永磁體，盡管其磁性能優(yōu)異，但含有儲量稀少的稀土金屬釤和稀缺、昂貴的戰(zhàn)略金屬鉆，因此，它的發(fā)展受到了很大限制。我國稀土永磁行業(yè)的發(fā)展始于 60年代末，當(dāng)時的主導(dǎo)產(chǎn)品是釤-鉆永磁，目前釤-鉆永磁體世界銷售量為630噸，我國為90.5噸（包括SmCo磁粉），主要用于軍工技術(shù)。隨著計算機、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)在巳知的綜合性能最高的一種永磁材料， 它比十九世紀使用的磁鋼的磁性能高100多倍，比鐵氧體、鋁鎳鉆性能優(yōu)越得多，比昂貴的鉑鉆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)，立即引起各國的極大重視，發(fā)展極為迅速。我國研制生產(chǎn)的各種稀土永磁材料的性能巳接近或達到國際先進水平。現(xiàn)在稀土永磁材料巳成為電子技術(shù)通訊中的重要材料，用在人造衛(wèi)星，雷達現(xiàn)在稀土永磁材料巳成為電子技術(shù)通訊中的重要材料，用在人造衛(wèi)星，雷達等方面的行波管、環(huán)行器中以及微型電機、微型錄音機、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)用巳滲透到汽車、家用電器、電子儀表、核磁共振成像儀、音響設(shè)備、微特電機、移動電話等方面。在醫(yī)療方面，運用稀土永磁材料進行“磁穴療法”，使得療效大為提高，從而促進了“磁穴療法”的迅速推廣。在應(yīng)用稀土的各個領(lǐng)域中，稀土永磁材料是發(fā)展速度最快的一個。它不僅給稀土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來巨大的推動力， 也對許多相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生相當(dāng)深遠的影響。二、 稀土永磁材料分類1?稀土鉆永磁材料，包括稀土鉆（1-5型）永磁材料SmC05和稀土鉆（2-17型）永磁材料Sm2Coi7兩大類。?稀土釹永磁材料，NdFeB永磁材料。?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；.還原擴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；.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；.快速凝固制粉或氫碎（HDDR）粉末的注射工藝制備的注射磁體；?快速凝固制粉或氫碎（HDDR）粉末的熱壓法制備的熱壓磁體;.用熱壓磁體再進行熱變形壓工藝制備的各向異性熱變形壓磁體;.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， 維持此磁場并不需要任何外部電源。標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)生外磁場的能量就越大。目前商品NdFeB永磁材料的最大磁能積巳達到：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，巳給永磁應(yīng)用帶來革命性的變化，稀土永磁材料主要應(yīng)用在以下幾個方面：1.機電類稀土永磁體的出現(xiàn)，意味著電機領(lǐng)域?qū)⒁鸶锩缘淖兓?。這是因為稀土永磁體沒有激磁損耗，不發(fā)熱，用它制造的電機優(yōu)點很多。因稀土永磁電機沒有激磁線圈與鐵心，磁體體積較原來磁場極所占空間小，沒有損耗，不發(fā)熱，因此為得到同樣輸出功率整機的體積，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，尤其是微電機，每年世界產(chǎn)量約幾億臺之多，主要用在汽車、辦公自動化設(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。今后稀土永磁電機的最大市場之一將是汽車工業(yè)。釹鐵硼永磁材料性能優(yōu)異，用于制造電機，可以實現(xiàn)汽車電機“釹鐵硼化”。在汽車方面，只有用小馬達，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電機。電機是汽車中不可缺少的部件，汽車上電機數(shù)量在逐年增加。一般汽車上有8?18臺，高級轎車多達40?50臺，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車電機的需求是巨大的。高磁能積的稀土永磁體體積小，卻能較鐵氧體產(chǎn)生大得多的動力，因此提高了電效率。通過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)計的靈活性。2?稀土永磁材料在醫(yī)療中的應(yīng)用磁選機一般的磁選機有永磁式和電磁式兩種，以前，永磁式磁選機的磁體多用鐵氧體。稀上永磁出現(xiàn)后，設(shè)計并制造了各種型號和類型的永磁磁選機，尤其是在中高磁場磁選機中，必須用稀土永磁體。計算機及外圍設(shè)備在計算機中使用的稀土永磁材料最多的器件是磁盤驅(qū)動電機（VCM），另一種是數(shù)據(jù)輸出打印機電機。各種儀表使用永磁體的儀表種類很多，如磁電式儀表、計數(shù)器等。揚聲器和耳機揚聲器和耳機是永磁體傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。揚聲器有外磁式和內(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，揚聲器被做得非常小，目前稀土永磁揚聲器和耳機巳應(yīng)用到高級隨身聽。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。稀土永磁體在此中主要起電子運動的聚集作用。五、稀土永磁材料現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢近年來稀土永磁材料在國內(nèi)的應(yīng)用發(fā)展很快，目前巳應(yīng)用于一般電機、大電機如磁力泵、磁選設(shè)備、永磁吊車和家用電器等方面。但與西方國家相比，我國生產(chǎn)的釹鐵硼磁體，包括出口，用得最多的是音響器件（中國是全球最大的揚聲器生產(chǎn)者，國產(chǎn)釹鐵硼有近一半用于制造揚聲器），其次是電機和油井除蠟器。而在音圈馬達等國外用量最多的領(lǐng)域，我國的應(yīng)用還很少。其原因在于這兩個應(yīng)用領(lǐng)域所用的磁體，不僅要求磁性能高，均勻性、一致性好，而且要求加工精度高，鍍層質(zhì)量好，國內(nèi)大多數(shù)廠家的產(chǎn)品難于滿足上述使用要求。因此，一般只能生產(chǎn)中、低檔產(chǎn)品，滿足一般的使用要求，磁體的售價也遠低于國際市場的釹鐵硼價格。我國NdFeB永磁體的現(xiàn)狀與發(fā)展見表1。表1我國NdFeB永磁體的現(xiàn)狀與發(fā)展現(xiàn)狀近期遠景發(fā)展生產(chǎn)水平中國28?40MGOe日本30?50MGOe30?50MGOe開發(fā)自有的專利技術(shù)，達到55MGO水平磁體。應(yīng)用音響等VCM等開發(fā)VCM等高檔應(yīng)用達50%以上規(guī)模3600噸3400噸4000噸6000噸在日本燒結(jié)稀土磁體主要用于計算機硬盤驅(qū)動裝置上的音圈馬達（VCM）中，其次是稀土粘結(jié)磁體在計算機方面，如光盤只讀存貯器（CD-ROM）的主軸馬達等，1994年這種磁體在計算機方面的用量約占總用量的一半。日本NdFeB生產(chǎn)是僅有幾個大廠支撐的，而我國70%的生產(chǎn)量是由不到年產(chǎn)30噸的釹鐵硼廠提供的，因而我國一般只能提供磁能積為 28?40MGOe的NdFeB，而日本商品牌號NdFeB可到50MGOe水平。到本世紀末磁能積55MGOe的8倍。使我NdFeB8倍。使我國NdFeB生產(chǎn)產(chǎn)品高檔化，應(yīng)是NdFeB生產(chǎn)的當(dāng)務(wù)之急。NdFeB前景非常廣闊。因為NdFeB的潛在市場仍然看好，每臺汽車上的永磁馬達將從1995年的20個增加到2005年的31個，預(yù)計到2005年，汽車中使用的粘結(jié)磁體將達到12000噸/年，年增長率達到64%。隨著電腦生產(chǎn)的快速增長，所用NdFeB的數(shù)量也是很大的，另一個潛在市