第三章、稀土永磁材料

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。

稀土永磁材料概述从广义上讲，所有能被磁场磁化、在实际应用中主要利用材料所具有的磁特性的一类材料成为磁性材料。

它包括硬磁材料、软磁材料、半硬磁材料、磁致伸缩材料、磁光材料、磁泡材料和磁制冷材料等，其中用量最大的是硬磁材料和软磁材料。

硬磁材料和软磁材料的主要区别是硬磁材料的各向异性场高、矫顽力高、磁滞回线面积大、技术磁化到饱和需要的磁场大。

由于软磁材料的矫顽力低，技术磁化到饱和并去掉外磁场后，它很容易退磁，而硬磁材料由于矫顽力较高，经技术磁化到饱和并去掉磁场后，它仍然长期保持很强的磁性，因此硬磁材料又称为永磁材料或恒磁材料。

古代，人们利用矿石中的天然磁铁矿打磨成所需要的形状，用来指南或吸引铁质器件，指南针是中国古代四大发明之一，对人类文明和社会进步做出过重要贡献。

近代，磁性材料的研究和应用始于工业革命之后,并在短时间内得到迅速发展.现今,对磁性材料的研究和应用无论在广度或者深度上都是以前无可比拟的,各类高性能磁性材料，尤其是稀土永磁材料的开发和应用对现代工业和高新技术产业的发展起着巨大的推动作用。

永磁材料性能要求永磁材料的主要性能是由以下几个参数决定的1.2.1最大磁能积：最大磁能积是退磁曲线上磁感应强度和磁场强度乘积的最大值。

这个值越大，说明单位体积内存储的磁能越大，材料的性能越好。

1.2.2饱和磁化强度：是永磁材料极为重要的参数。

永磁材料的饱和磁化强度越高，它标志着材料的最大磁能积和剩磁可能达到的上限值越高。

1.2.3矫顽力：铁磁体磁化到饱和后，使它的磁化强度或磁感应强度降低到零所需要的反向外磁场称为矫顽力。

它表征材料抵抗退磁作用的本领。

1.2.4剩磁：铁磁体磁化到饱和并去掉外磁场后，在磁化方向保留的剩余磁化强度或剩余磁感应强度称为剩磁。

1.2.5居里温度：强铁磁体由铁磁性和亚铁磁性转变为顺磁性的临界温度称为居里温度或居里点。

居里温度高标志着永磁材料的使用温度也高。

稀土永磁材料的主要类型至今，稀土永磁材料已有两大类、三代产品第一大类是稀土-钻合金系（即RE-Co永磁），它又包括两代产品。

稀土永磁材料的性能与结构稀土永磁材料是一类特殊的磁性材料，其以稀土元素为主要成分，具有较高的磁能积和矫顽力，被广泛应用于电动机、发电机、磁制冷、声学设备等领域。

它们的性能与结构密切相关，在下面我将详细介绍稀土永磁材料的性能及其与结构之间的关系。

首先，稀土永磁材料的性能受到其晶体结构的影响。

稀土永磁材料多为金属间化合物，其晶体结构可以分为三类：纳结构、逆磁结构和超晶格结构。

纳结构材料是最常见的一类稀土永磁材料，其具有多晶结构，晶粒间有较小的间隙，能够允许磁矩的旋转，使其具有较高的剩磁和矫顽力。

逆磁结构材料中，稀土元素的磁矩方向与其他元素的磁矩方向相反，这种结构能够减小晶格中的磁偶极作用，从而提高材料的磁软化和磁稳定性。

超晶格结构材料则是利用稀土元素和非稀土元素形成晶格交错的结构，能够通过调整不同元素的比例来改变材料的磁性能。

其次，稀土永磁材料的性能与晶体结构中的微观缺陷和磁畴的形成和排列密切相关。

稀土永磁材料中晶格中常常存在晶格扭曲、格点位移等微观缺陷，这些缺陷会影响到晶体的磁性能。

另外，磁畴是稀土永磁材料中磁矩排列有序的区域，其中磁矩之间具有较强的相互作用。

稀土永磁材料在加工过程中通常会出现磁畴的尺寸减小、磁畴的磁相互关联以及磁畴壁的移动等现象，这些变化会影响到材料的磁饱和磁化强度和矫顽力。

此外，氧化物包裹和稀土合金形成等结构工程也会对稀土永磁材料的性能产生显著影响。

稀土永磁材料常常由于氧化等原因引起的微观缺陷，导致对磁矩的影响更大。

通过掺杂适量的氧化物衍生出的包裹薄膜可以有效地减小这些缺陷对磁性能的影响。

此外，稀土合金形成也可以通过引入其他元素来改变晶体结构和磁性能，例如，通过在稀土永磁材料中引入铁、锰等不同元素形成稀土合金，可以改变材料的磁性能。

总之，稀土永磁材料的性能与结构紧密相关。

晶体结构、微观缺陷和磁畴的形成及排列方式等因素对材料的磁饱和磁化强度、矫顽力和磁稳定性等性能产生显著影响。

这些影响因素的进一步研究有助于开发出更具优异性能的稀土永磁材料，并拓展其在新能源、高效电机和磁记录等领域的应用。

稀土功能材料简介稀土元素具有独特的原子结构和化学性质，可以制备出多种具有特殊性能的功能材料。

本文将介绍一些主要的稀土功能材料。

1.稀土永磁材料稀土永磁材料是指利用稀土元素制成的永久磁性材料，具有高磁能积、高矫顽力和高最大磁能积等特点。

常见的稀土永磁材料包括钐钴永磁体和钕铁硼永磁体等。

2.稀土发光材料稀土发光材料是指利用稀土元素具有的独特电子结构，在激发条件下能够发出不同颜色和波长的光。

常见的稀土发光材料包括荧光粉、激光晶体和电致发光材料等。

3.稀土催化材料稀土催化材料是指利用稀土元素的化学活性，在催化剂或助剂中发挥作用，提高反应效率和产率。

常见的稀土催化材料包括汽车尾气处理催化剂、石油裂化催化剂等。

4.稀土超导材料稀土超导材料是指利用稀土元素的超导性能，在低温下具有零电阻和完全抗磁性。

常见的稀土超导材料包括镧钡铜氧化物等。

5.稀土储氢材料稀土储氢材料是指利用稀土元素的储氢性能，在吸氢状态下能够将氢气储存起来，并且可以在需要时释放出来。

常见的稀土储氢材料包括镧镍合金等。

6.稀土磁致伸缩材料稀土磁致伸缩材料是指利用稀土元素的磁致伸缩性能，在磁场作用下能够产生伸缩变化。

常见的稀土磁致伸缩材料包括铽铁氮合金等。

7.稀土抛光材料稀土抛光材料是指利用稀土元素的化学稳定性和微粒大小，在抛光液中发挥作用，使表面更加光滑亮丽。

常见的稀土抛光材料包括氧化铈颗粒等。

8.稀土玻璃添加剂稀土玻璃添加剂是指利用稀土元素的玻璃形成能力，在玻璃制造过程中改善玻璃的性能和光学性质。

常见的稀土玻璃添加剂包括镧玻璃、铈玻璃等。

稀土永磁材料钕铁硼1 稀土永磁材料稀土永磁材料是指利用稀土元素，结合铁、钴等进行熔炼，合成出高性能的永磁材料。

可以把稀土永磁材料分为三大类，即钕铁硼（NdFeB）、铁钴硼（SmCo）和铁钛硼（TbD、TbCo）。

稀土永磁材料是采用稀土元素作为基本元素，结合铁、钴、镍、钛等杂元素，以金属熔炼、隔离、气浸和晶化等生产工艺制备而成的高性能永磁合金。

2 特征稀土永磁材料具有很高的磁饱和磁能积。

磁饱和磁能积是指磁场作用下磁通密度（单位面积上的能量）达到最大时，磁化率能到达最大值，把磁场能量存储起来，所以它田常用于制造永磁电机、磁轭、磁驱动或电磁刹车、磁性滤芯等电子元件。

3 优点稀土永磁材料有很多优点，首先它的品质好，能够抵抗负载；其次，在贮存能量时，它能把磁场能量存储起来，因此它常被用于制造永磁电机、磁轭、磁驱动或电磁刹车、磁性滤芯等电子元件。

第三，稀土永磁材料占用空间小，能重量比较轻；第四，它抵抗高温；最后，它的耐磨损性好，长时间的使用不会受到老化的影响。

4 应用稀土永磁材料可以广泛应用于电子信息领域，比如电力工业，无线通讯，音频和家用电器等，在很多方面都发挥出了非凡的作用。

其中，永磁电机的使用更加广泛，它是一种可用于大型电子设备或自动化设备的高性能和高稳定性的电动机。

而钕铁硼（NdFeB）、铁钴硼（SmCo）和铁钛硼（TbD、TbCo）则多用于磁力控制设备，像是汽车发动机控制器、驱动运输设备、仪表设备的传感器和更多。

5 结论稀土永磁材料是高性能的重要电子组件，它的发展将给电子信息领域带来非凡的推动力，同时也为制造业提供更多灵活多变的应用。

因此，稀土永磁材料在电子信息领域和制造业方面都有着十分重要的地位。

稀土永磁材料课件一、引言二、稀土永磁材料的基本原理稀土永磁材料是指由稀土金属中的镧系元素（La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu）和过渡金属（Fe、Co和Ni）组成的合金材料。

稀土元素具有较高的磁矩和较长的磁矩相互作用距离，从而在合金中形成了强磁性。

过渡金属元素则起到稳定稀土元素磁矩方向的作用。

三、稀土永磁材料的性能特点1.高矫顽力和高剩磁：稀土永磁材料具有较高的矫顽力，能够产生大的剩磁，使其在应用中具有强大的磁场吸附力。

2.高耐热性：稀土永磁材料具有良好的耐热性，能在较高温度下保持较高的矫顽力和剩磁。

3.高抗蚀性：稀土永磁材料具有抗腐蚀性能，能够在恶劣的环境中长期稳定运行。

4.尺寸稳定性好：稀土永磁材料具有较低的热膨胀系数和热稳定性，尺寸变化小，使其在精密仪器和设备中得到广泛应用。

四、稀土永磁材料的应用领域1.电机和发电机：稀土永磁材料广泛应用于电机和发电机，能够提高其转矩和效率，使其更小、更轻、更省电。

2.汽车工业：稀土永磁材料在车辆驱动电机、刹车系统和悬挂系统等方面应用广泛，能够提高汽车性能和燃油效率。

3.磁性材料领域：稀土永磁材料能够制造出具有特殊磁性的材料，应用于磁记录介质、磁性传感器、磁力吸附器等方面。

4.医疗设备：稀土永磁材料在医疗设备中应用于核磁共振成像、磁导航和磁控释药技术等方面，提高了医疗设备的精度和效果。

5.环保领域：稀土永磁材料在风力发电机、太阳能光伏系统等可再生能源方面的应用能够提高能量转化效率和环保性能。

五、总结稀土永磁材料是一种具有高矫顽力和高剩磁的永磁材料，其性能特点包括高矫顽力、高剩磁、高耐热性、高抗蚀性和尺寸稳定性好。

稀土永磁材料在电机、汽车工业、磁性材料、医疗设备和环保领域等方面得到广泛应用，并对现代科技和工业发展具有重要意义。

以上是稀土永磁材料课件的内容，希望对您的学习有所帮助。

谢谢！。

钕铁硼稀土永磁材料钕铁硼（NdFeB）是一种稀土永磁材料，由钕（Nd）、铁（Fe）和硼（B）三种元素组成。

它具有优异的磁性能和化学稳定性，被广泛应用于各种领域，包括电机、发电机、计算机硬盘、汽车、电子设备等。

钕铁硼永磁材料的出现，使得电机技术有了革命性的突破。

相比传统的磁铁材料，钕铁硼具有更高的磁能积和矫顽力，使得电机更加紧凑、高效。

在电机应用中，钕铁硼永磁材料能够提高电机的输出功率和效率，减小尺寸和重量，降低成本。

钕铁硼永磁材料在电机上的应用，不仅可以改进传统的电机技术，还可以推动新的电机技术的发展，如无刷直流电机、步进电机等。

钕铁硼永磁材料在其他领域的应用也十分广泛。

在发电机领域，钕铁硼永磁材料能够提高发电机的输出功率，使得发电机更加高效、稳定。

在计算机硬盘上，钕铁硼永磁材料可以提供更高的数据密度，使得硬盘的容量更大。

在汽车上，钕铁硼永磁材料可以用于制动系统、电动车辆的电机等，提高汽车的性能和能效。

在电子设备领域，钕铁硼永磁材料可以用于音响、耳机、电动工具等，提供更好的音质和使用体验。

然而，钕铁硼永磁材料也存在一些问题。

首先，钕铁硼永磁材料价格相对较高，由于稀土元素的供应不稳定，价格波动较大。

其次，钕铁硼永磁材料易受腐蚀，需要进行防护措施。

此外，钕铁硼永磁材料的工艺性能较差，加工难度大，容易出现开裂、破损等问题。

这些问题都对钕铁硼永磁材料的应用造成了一定的限制。

为了解决这些问题，研究者们一直在不断地努力。

他们试图降低钕铁硼永磁材料的成本，寻找替代的稀土元素，开发新的工艺方法等。

当前，一些新型的永磁材料如钴永磁材料、钕基高温永磁材料等也取得了一定的突破。

这些新型材料具有更好的热稳定性和抗腐蚀性，能够应用于高温环境和特殊环境。

总之，钕铁硼永磁材料是一种十分重要的稀土材料，具有优异的磁性能和化学稳定性。

它已经广泛应用于电机、发电机、计算机硬盘、汽车、电子设备等领域，并取得了显著的成就。

虽然钕铁硼永磁材料存在一些问题，但研究者们正在努力找到解决办法，并且已经取得了一定的进展。

稀土永磁材料的发展历程随着科技的日益发展，稀土永磁材料作为一种高性能、高能效、高引力、高通量的新型永磁材料在各个领域得到了广泛的应用。

本文将从稀土永磁材料的历史发展、材料特性以及应用领域三个方面进行阐述。

一、稀土永磁材料的历史发展稀土永磁材料是一种以稀土元素为主要组成的新型永磁材料，其发展历程可以追溯到20世纪60年代初。

1966年，美国的M. J. 帕科伊斯基教授首次在氧化镍钴晶格中成功地掺入了稀土元素，证实了稀土元素可以在磁性材料中发挥强烈的磁切伊效应，从而使材料的磁性能发生显著改变。

1972年，日本的富士电机首次将永久磁铁用于直流电动机，从此它在电机领域得到了广泛应用。

1976年，日本的NEOMAX公司研制出了第一代稀土永磁材料NdFeB 2:14:1，价格和性能均优于传统铁氧体材料，引发了国际永磁材料领域的热议。

1982年，美国的GE公司研制出了一种新型的NdFeB永磁材料，使得此类材料的绝磁韧性得到了显著提高，而这也是后来大规模应用稀土永磁材料实现高性能电机和工具磁铁的关键突破。

二、稀土永磁材料的特性1. 磁性能特点稀土永磁材料具有较高的磁各向异性、高饱和磁感应强度和较高的矫顽力。

其中，NdFeB磁铁的最高矫顽力可达到1400KA/m，最高矫顽力可达到3000KA/m，饱和磁感应强度可达到1.64T。

2. 物理特性稀土永磁材料具有较高的电导率，能够承受高温和高热化学稳定性下的腐蚀。

同时这类材料的热膨胀系数比较小，能够使其在高温环境下依然保持较好的性能。

3. 成本稀土永磁材料主要成分是昂贵的稀土元素和铁族元素，其中氧化钕、氧化钴等材料价格昂贵，使得稀土永磁材料的成本比传统永磁材料高出许多，而这也成为其在一些领域被替代的主要原因之一。

三、稀土永磁材料的应用领域稀土永磁材料综合特性的优越性使其在众多领域中有着广泛的应用，尤其是在以下三个领域中较为突出：1. 电机领域稀土永磁材料因其高能效、高工作效率和高输出功率而被广泛应用于直流、异步、同步电机等电机产品的永磁体部分。

稀土永磁材料稀土永磁材料是不同的稀土元素和过渡金属（Fe，Co，Ni等）组成的金属间化合物，是近二十年来得到迅速发展的一种新颖永磁材料。

稀土永磁材料发展十分迅速，现已经在许多领域里得到了广泛的应用，成为当代新技术的重要物资基础。

自80年代以来利用钐钴合金做稀土永磁电机。

产品类型包括伺服电动机、驱动电动机、汽车启动机、地面军用电机、航空电机等，部分产品出口。

稀土永磁体不仅具有很高的剩磁感应强度，很高的磁能积，而且具有很高的矫顽力，这一点是当今任何永磁材料所无法相比的。

目前，采用烧结法制造的钴基稀土永磁体的矫顽力可达800KA/m；铁基烧结稀土永磁体的矫顽力可做到850kA/m。

综上可见稀土永磁体具有如下优点：（1）高的磁特性：具有很高的剩磁感应强度B，很高的磁能积（B.H）和很高的矫顽力（特别是高的内禀矫顽力）。

目前采用的烧结钴基稀土永磁体的剩磁感应强度可大 1.2T,接近铝镍钴永磁体的最高水平,而其矫顽力则可做到800kA/m，约为铁氧体永磁的三倍。

（2）直线退磁特性：它们的退磁曲线基本为直线，恢复线与退磁曲线相重合，可逆磁导率接近于1.0。

（3）耐温高：烧结钴基稀土永磁体的居里温度可达850摄氏度，因此可适应高温环境工作，钴基稀土永磁体的工作温度可达300摄氏度。

（4）温度稳定性较好：钴基稀土永磁体的剩磁感应强度可逆温度系数可做到0.03%，其水平接近铝镍钴永磁体。

十七种稀土元素稀土被人们称为新材料的“宝库”，是各国科学家，尤其是材料专家最关注的一组元素。

根据国际纯粹与应用化学联合会对稀土元素的定义，稀土类元素是门捷列夫元素周期表第三副族中原子序数从57至71的15个镧系元素，镧系中的镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu，再加上与其电子结构和化学性质相近的钪Sc、和钇Y，共计17个元素。

除钪与钇外，其余15个元素往往共生。