高矫顽力铝镍钴磁钢的研究

铝镍钴高温磁铁概述及解释说明1. 引言1.1 概述铝镍钴高温磁铁是一种具有特殊磁性能和耐高温性能的关键材料。

它在各个领域中广泛应用，包括航空航天、电力工业、能源产业等。

本文将对铝镍钴高温磁铁的特性、制备技术及应用进行详细讨论。

1.2 文章结构本文共分为五个部分。

首先，在引言部分对铝镍钴高温磁铁进行概述，并介绍文章结构。

其次，在第二部分中，我们将探讨该材料的物理性质、磁性能以及它在高温环境下的应用领域。

第三部分将介绍合成制备技术与工艺流程，包括原材料选择与准备，不同合金合成方法的比较以及工艺流程的详细步骤。

接下来，在第四部分中，我们将讨论高温磁铁的性能评估与测试方法，包括磁化曲线分析、热稳定性测试以及研究磁场方向与高温稳定性之间关系的方法。

最后，在第五部分中，我们将通过工业应用案例分析来展示铝镍钴高温磁铁的实际应用，同时展望它的发展趋势，并考虑可持续发展因素。

1.3 目的本文的目的是全面介绍铝镍钴高温磁铁的特性、制备技术、性能评估以及应用案例。

通过深入了解该材料，读者将能够更好地理解其在多个领域中的重要性和广泛应用。

此外，本文还旨在为相关领域的研究人员提供参考和指导，促进铝镍钴高温磁铁的进一步研究与开发。

2. 铝镍钴高温磁铁的特性与应用2.1 物理性质铝镍钴高温磁铁是一种具有高磁导率和强烈磁性的材料。

它在室温下具有较高的饱和磁感应强度和剩余感应强度，同时还具备较低的矫顽力和矫顽力系数。

此外，铝镍钴高温磁铁还表现出良好的抗腐蚀性能和机械强度，使其在各种恶劣环境中都能表现出优异的稳定性。

2.2 磁性能铝镍钴高温磁铁具有出色的磁性能，包括高饱和磁感应强度（Bs）和高居里温度（Tc）。

这些特性使得它在高温环境下仍然能保持较高的磁化程度并展现出可靠的稳态。

此外，该材料还具备较低的割线损耗、低温漏光效应以及很小的绕组电流相关损耗等优点。

2.3 高温应用领域由于铝镍钴高温磁铁具有良好的高温稳定性和优异的磁性能，因此在很多领域中得到广泛应用。

《Science》：矫顽力超高，临界温度达242℃的金属有机磁体！从无机材料(例如氧化物、稀土和金属间化合物)中提取的磁体是现代技术应用的关键组成部分。

尽管在广泛的应用领域取得了相当大的成功，但这些无机磁体仍存在一些缺点，包括制造成本高昂、某些组成元素的可用性有限、密度高和化学可调性差。

新一代磁体的设计策略依赖于丰富的金属离子和廉价的有机配体的多功能配位化学。

近日，来自西班牙巴斯克地区大学的Itziar Oyarzabal & 法国波尔多大学的Rodolphe Clérac等研究者，根据以上方法，报道了通过合成后还原含有铬金属离子和吡嗪构建块的预组装配位网络，来合成轻质分子基磁体的一般、简单和有效的方法。

相关论文以题为“Metal-organic magnets with large coercivity and ordering temperatures up to 242°C”发表在Science上。

论文链接：/content/370/6516/587在室温下工作的磁体通常是纯金属、金属氧化物或金属间化合物，它们在我们日常生活的许多方面都有应用。

例如，磁铁是数据处理和存储设备的关键部件，通常用于为大多数家用电器提供动力的电动机，在可再生能源技术中也是必不可少的。

尽管传统磁体广泛应用并在技术应用方面取得了巨大成功，但它们仍存在一些缺陷，如制造成本高昂(例如SmCo和AlNiCo)，关键元件的可用性有限(例如在稀土磁体钕铁硼和SmCo中)。

在过去的三十年里，针对下一代磁铁，采取了各种各样的方法解决这些限制。

其中，一种特别吸引人的策略是依赖于分子构建块的合理组装，如有机配体和顺磁性金属离子。

这些分子基材料表现出与传统磁体相似的行为；然而，与纯无机化合物不同的是，它们得益于分子和配位化学作用所带来的合成和后合成的多功能性，从而允许精确剪裁和优化它们的性能。

这种合成方法已经产生了大量具有特殊磁性行为的系统，其中一些在无机材料中没有类似的系统。

矫顽磁力对硬质合金的影响引言：硬质合金是一种具有优异性能的材料，广泛应用于机械加工、矿山工具、石油工具等领域。

而矫顽磁力是硬质合金中的重要参数之一，它对硬质合金的性能和应用具有重要的影响。

本文将探讨矫顽磁力对硬质合金的影响，并对其机理进行解析。

一、矫顽磁力的定义与意义1.1 矫顽磁力的定义矫顽磁力是指在外加磁场作用下，材料磁化强度达到最大值所需的磁场强度。

在硬质合金中，矫顽磁力决定了其磁性能和磁导率。

1.2 矫顽磁力的意义矫顽磁力是硬质合金具有磁性的重要指标，它直接影响着硬质合金的磁导率、磁饱和磁感应强度等性能。

矫顽磁力越大，表明硬质合金抵抗磁化的能力越强，使其具有更好的抗磁性能。

二、矫顽磁力与硬质合金的关系2.1 矫顽磁力与硬质合金成分的关系硬质合金的成分对其磁性能和矫顽磁力有着直接的影响。

通常情况下，硬质合金的矫顽磁力随着钴含量的增加而增加。

这是因为钴具有较高的矫顽磁力，能够增强硬质合金的抗磁性能。

2.2 矫顽磁力与硬质合金微观结构的关系硬质合金的微观结构对矫顽磁力也有着重要的影响。

一般来说，硬质合金晶粒越细小，其矫顽磁力越大。

这是因为细小晶粒能够增加晶界的数量，阻碍磁化过程，从而提高矫顽磁力。

2.3 矫顽磁力与硬质合金烧结工艺的关系烧结工艺是硬质合金制备过程中的重要环节，对矫顽磁力也有一定影响。

一般来说，合理的烧结工艺能够提高硬质合金的致密度和显微硬度，从而增加矫顽磁力。

三、矫顽磁力对硬质合金性能的影响3.1 矫顽磁力对硬质合金磁导率的影响矫顽磁力的增加可以提高硬质合金的磁导率。

磁导率是材料磁化过程中的重要参数，影响着材料的磁化效果。

矫顽磁力越大，硬质合金的磁导率越高，使其在磁场中的磁化效果更好。

3.2 矫顽磁力对硬质合金磁饱和磁感应强度的影响矫顽磁力的增加可以提高硬质合金的磁饱和磁感应强度。

磁饱和磁感应强度是材料在饱和磁场下的磁化强度，是硬质合金的重要性能之一。

矫顽磁力越大，硬质合金的磁饱和磁感应强度越高，使其在磁场中的应用范围更广。

铸造铝镍钴永磁合金的质量提升摘要：铝镍钴永磁合金是一种具有很高永磁性能和良好稳定性的永磁材料，采用该合金生产的各类磁钢是制造铁路信号安全型继电器产品中的一个关键件，除满足本身的磁特性以确保继电器的动作可靠、准确外，同时还是结构件以满足相关的机械性能。

通过对影响磁钢产品质量主要因素所采取的措施，使磁钢在满足继电器产品磁特性的条件下，提升磁钢的铸造性能及机械性能，形成一种高强度铸造铝镍钴永磁合金及其制备工艺，进而提高产品质量及成品率。

关键词：铸造、铝镍钴永磁合金、成分、热处理、工艺、质量一：引言铝镍钴永磁合金是一种重要的永磁材料，具有很高的永磁性能和良好的稳定性，在电力、仪表、电子等行业获得广泛的应用。

采用铝镍钴永磁合金生产的各类磁钢是制造铁路安全型继电器产品中的一个关键件，安全型继电器主要用于铁路及城市轨道交通信号控制系统中，是铁路信号设备主要器件之一。

磁钢在继电器中除满足本身的磁特性以确保继电器的动作可靠、准确外，同时还是结构件以满足相关的机械性能来确保产品质量可靠及使用寿命。

影响铝镍钴永磁合金磁特性的主要因素是组成合金的化学成分。

从1931年三岛德七发明铝镍钴系永磁合金以来，对合金的研究已经取得了巨大的成就。

根据继电器产品对磁钢磁特性的要求，结合相关的标准，可制备出满足磁特性要求成分配比的合金材料，在组成合金材料的化学成分中，许多合金元素的含量除了影响磁钢的磁特性外，对磁钢的铸造性能、机械性能也有很大影响。

铝镍钴永磁合金属于脱溶硬化型合金，材料本身硬而脆，因此根据制备工艺的不同常常采用铸造及粉末冶金工艺得到毛坯件后采用电加工、磨加工等方法得到最终产品零件。

根据继电器产品中各类磁钢结构的特点，采用铸造及磨加工的工艺方法。

磁钢的制备工艺流程主要包括造型、合型、配料、熔炼、浇注、清砂、热处理、磨加工、探伤等环节，其制备工艺繁杂、生产周期长。

因此对磁钢的工艺过程控制要求很高，否则会在各个生产环节中产生各种质量问题，这些质量问题将会严重影响磁钢的磁特性及机械性能。

高矫顽力永磁材料一、高矫顽力永磁材料概述铁磁材料是与人们生产生活密切相关的一种功能材料。

根据铁磁性材料的矫顽力不同，可将其分为永磁材料和软磁材料。

永磁材料的矫顽力一般均大于1000A/m ，而软磁材料的矫顽力一般小于100A/m ，最低可达0.08A/m 左右。

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很容易退磁。

永磁材料矫顽力高，磁化饱和并去掉外磁场后仍能长期保持很强的磁性，因此又称为恒磁材料。

永磁材料在外磁场中磁化时，外磁场对永磁体做的功称为磁化功。

对于闭路永磁体来说，磁化功以磁能(BH)m 的形式贮存于材料内部。

对于开路永磁体来说，磁化功一部分贮存于永磁材料内部．另—部分以磁场的形式贮存于两磁极附近的空间。

所以，永磁体是一个贮能器。

利用永磁体磁极的相互作用和气隙磁场可以实现机械能或声能和电磁能的相互转换，制成多种功能器件：利用磁场与运动导线的相互作用，制造发电机、话筒、传感器，将机械能或声能转变为电能或电信号；利用磁场与载流导线的相互作用可制各种永磁电机，如音圈电机、步进电机以及扬声器、耳机等，将电能或电信息转变为机械能、声能或非电信息等；利用磁极间的相互作用力可实现磁传动、磁悬浮、磁起重、磁分离等；利用磁场与荷电粒子的相互作用做成各种微波功率器件。

如微波通讯中的行波管、返波管、环行器等；利用磁场对物质产生的各种物理效应，如磁共振效应、磁化学效应、磁生物效应、磁光效应、磁霍耳效应等，制造核磁共振成像仪、霍耳探测器等；利用磁场使宏观物质磁化以改变其内部结构或键合力的性质与状态，制造磁水器、磁防蜡器、磁疗器件等。

矫顽力是永磁材料自身性能抵御外界磁场变化的一种能力。

随着磁性器件，尤其是信息、通讯、计算机领域所用器件(如HDD 、FDD 、CD-ROM 、FAX 等)向小型化、轻型化、高速化、低噪声化方向发展，人们对高矫顽力永磁材料的需求不断增大。

材料的矫顽力越高，表明它抗退磁能力越强，产生的磁场越不容易受外界干扰。

铝镍钴磁棒钕铁硼磁棒铝镍钴磁棒和钕铁硼磁棒都是常见的磁性材料，具有广泛的应用领域。

本文将分别介绍铝镍钴磁棒和钕铁硼磁棒的特点以及应用。

一、铝镍钴磁棒铝镍钴磁棒，又称为AlNiCo磁棒，是一种由铝、镍、钴、铁等元素组成的合金材料。

它具有较高的矫顽力和剩磁，磁性稳定性好，具有较高的温度稳定性，可在较高温度下工作。

铝镍钴磁棒具有以下特点：1. 矫顽力高：铝镍钴磁棒的矫顽力较高，能够产生较强的磁场，适用于一些需要较大磁力的应用。

2. 温度稳定性好：铝镍钴磁棒在高温环境下仍能保持较好的磁性能，一般可在500°C的高温下使用。

3. 抗腐蚀性强：铝镍钴磁棒具有较好的抗腐蚀性，不易受湿气、酸碱等环境的影响，适用于一些恶劣的工作环境。

铝镍钴磁棒主要应用于以下领域：1. 传感器：由于铝镍钴磁棒具有较高的矫顽力和温度稳定性，可用于制造各种传感器，如温度传感器、压力传感器等。

2. 仪器仪表：铝镍钴磁棒可用于制造仪器仪表中的磁性元件，如电流表、电压表等。

3. 电机：由于铝镍钴磁棒具有较高的矫顽力和磁性稳定性，可用于制造一些特殊要求的电机，如高温电机、高磁力电机等。

二、钕铁硼磁棒钕铁硼磁棒，又称为NdFeB磁棒，是一种由钕、铁、硼等元素组成的稀土永磁材料。

它具有极高的矫顽力和剩磁，磁性稳定性好，是目前已知的最强磁性材料之一。

钕铁硼磁棒具有以下特点：1. 矫顽力高：钕铁硼磁棒具有极高的矫顽力，能够产生极强的磁场，适用于一些需要极大磁力的应用。

2. 磁性稳定性好：钕铁硼磁棒的磁性能稳定，剩磁高，不易磁化和去磁化，适用于长期稳定的工作环境。

3. 脆性较大：钕铁硼磁棒具有较高的脆性，易于破裂，需要在使用时进行防护和保护。

钕铁硼磁棒主要应用于以下领域：1. 电子产品：由于钕铁硼磁棒具有极高的磁性能，可用于制造电子产品中的磁性元件，如扬声器、耳机等。

2. 电动机：钕铁硼磁棒可用于制造各种电动机，如风力发电机、电动汽车驱动电机等。

-H 曲线测定装置,在20～100℃不同温度测定粘结磁体的去磁曲线。

另外还评价了磁体的耐热性和耐蚀性。

研究结果表明:(1)通过改变磁体的含Nd 浓度和Cr 、Co 的添加量,则可调整磁体的B r (113～018T )和H C J (013～016MA/m )硬磁特性。

(2)复合添加Cr 和Co ,改善了磁体的去磁曲线方形度。

Nd 515Fe 71B 1815Cr 5磁体添加5%(原子)Co 则可有效地改善其去磁曲线方形度,使H C J 和(B H )max 分别提高7%和2%。

(3)由于添加Cr 提高了磁体的耐热性和耐蚀性,特别是Nd 515Fe 66B 1815Cr 5Co 5合金在120℃下的去磁率为2%(P c =2)具有优良的耐热性。

(启　明取自《日本应用磁气学会志》,2000,24(4):196)高矫顽力烧结铝镍钴磁体永磁体中的Fe 2Co 2Ni 2Al 系典型Alnico 磁体,具有B r 和居里点较高而且B r 的温度系数小的优点,所以现在多用于电气仪表和通讯机器等要求很高可靠性的领域中。

Alnico 磁体有铸造磁体和烧结磁体。

从磁特性来看,烧结Alnico 磁体较之铸造磁体,具有成分偏析少、磁特性波动很小的特点,但从总体上磁特性却较差,所以提高烧结磁体的磁特性一直是所追求的目标。

日本三菱材料公司通过对Alnico 磁体成分及其热处理条件的最佳化,从而开发成功了具有最高水平磁特性的高矫顽力各向异性烧结Alnico 磁体。

新开发的高性能烧结Alnico 磁体的制造流程如下:首先把铁粉、铁-铝合金粉和各主要成分的金属粉末混合,压成规定形状的压坯,将压坯置于真空炉中加热到1200～300℃烧结,随后在还原气氛中加热到1200～1300℃固溶热处理之后在磁场中进行冷却,沿单方向赋与磁体以优良的磁各向异性。

相继则在500～800℃进行时效处理。

本生产工艺的特点主要有3:①原料粉配比最佳化,②修正了烧结和固溶化热处理的条件,③时效处理改良。

AlNiCo5与AlNiCo9显微结构与磁性能研究银学国;马毅龙;郑强;李兵兵;邵斌;张亚文【摘要】对比研究了AlNiCo5和AlNiCo9两种磁体的显微结构和磁性能.结果表明:常温下,AlNiCo5磁体易磁化方向的剩磁明显高于AlNiCo9,但矫顽力和最大磁能积较低,AlNiCo9的矫顽力为125.34 kA/m,最大磁能积为77.99 kJ/m3.利用XRD研究AlNiCo5和AlNiCo9磁体的相结构,发现两者均存在强磁性α1相和弱磁性α2相,且均为体心立方结构.利用透射电子显微镜观察发现AlNiCo9磁体中的α1相均匀分布在α2相中,且两个α1相之间Cu、Ni的聚集起到了桥梁的作用.利用磁力显微镜观察两种磁体的磁畴形貌,发现AlNiCo9的磁畴呈现球形的迷宫状,AlNiCo5呈现为长条状.%The microstructure and magnetic properties of AlNiCo5 and AlNiCo9 magnets were investigated. The results show that the remanence of AlNiCo5 in magnetization direction is obviously higher than that of AlNiCo9 at room temperature,but coercivity(Hcj)and maximum energy product(BH)maxare more lower.The Hcjand(BH)maxof AlNiCo9 are 125.34 kA/m and 77.99 kJ/m3, respectively. By means of XRD analysis, it can be seen that AlNiCo5 and AlNiCo9 magnets have strong magnetic α1phase and weak magnetic α2phase, which both possess body-centered cubic structure. It is found that the α1phase in AlN iCo9 magnet is evenly distributed on α2phase matrix by transmission electron microscopy (TEM). Moreover, Cu and Ni elements are enriched between two α1phases as a bridge. The magnetic domain morphology of the two magnets is observed by magnetic force microscope, and the domains of AlNiCo9 and AlNiCo5 shows a spherical labyrinth and long strips, respectively.【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2018(037)003【总页数】6页(P38-43)【关键词】AlNiCo5;AlNiC9;磁性能;温度特性;相结构;TEM【作者】银学国;马毅龙;郑强;李兵兵;邵斌;张亚文【作者单位】重庆科技学院冶金与材料工程学院,重庆 401331;重庆科技学院冶金与材料工程学院,重庆 401331;重庆科技学院冶金与材料工程学院,重庆 401331;重庆科技学院冶金与材料工程学院,重庆 401331;重庆科技学院冶金与材料工程学院,重庆 401331;重庆科技学院冶金与材料工程学院,重庆 401331【正文语种】中文【中图分类】TM273AlNiCo是于20世纪30年代初发现的一种无稀土永磁材料，拥有稳定性好、温度系数低、居里温度与工作温度高等优点，被广泛应用于精密电表、通讯设备、航空航天等领域[1]。

磁钢内禀矫顽力和重稀土元素磁钢是一种特殊的材料，具有内禀矫顽力和重稀土元素的特点。

磁钢是一种通过特定的处理方法，使其具有磁性的金属材料。

内禀矫顽力是指磁钢在外加磁场作用下，能够保持其磁性的能力。

而重稀土元素则是磁钢中起到关键作用的元素。

磁钢的内禀矫顽力是其独特的性质之一。

内禀矫顽力是指磁钢在外加磁场作用下，能够保持其磁性的能力。

这意味着磁钢可以在外界磁场的作用下维持其磁性，不会随着外界磁场的消失而失去磁性。

这种特性使得磁钢在许多应用中非常有用，比如用于制造电动机、发电机和磁铁等。

重稀土元素是磁钢中起到关键作用的元素之一。

重稀土元素是指周期表中的稀土元素中相对原子质量较大的元素，如钕、铽等。

这些元素在磁钢中起到了增强磁性的作用。

通过在磁钢中添加适量的重稀土元素，可以大幅度提高磁钢的磁性能力，使其具有更强的磁性。

这也是磁钢被广泛应用于制造电磁设备的原因之一。

磁钢的内禀矫顽力和重稀土元素的作用是相辅相成的。

内禀矫顽力使得磁钢能够保持其磁性，而重稀土元素则增强了磁钢的磁性能力。

这使得磁钢在许多应用中都表现出了出色的性能。

比如，在电动机中使用磁钢可以提高电机的效率和功率输出；在磁铁中使用磁钢可以增强磁铁的吸力等。

然而，磁钢中的重稀土元素并不是无限可用的。

由于重稀土元素的稀缺性，其价格较高且供应不稳定。

因此，研究人员一直在寻找替代重稀土元素的方法。

一些研究表明，通过改变磁钢的化学成分和晶体结构，可以实现无重稀土元素的高性能磁钢。

这将有助于解决重稀土元素供应不足的问题，并促进磁钢的可持续发展。

除了内禀矫顽力和重稀土元素，磁钢还具有其他一些特性。

比如，磁钢具有较高的磁导率和磁饱和磁感应强度，这使得磁钢在电磁设备中具有更好的性能。

此外，磁钢还具有一定的抗腐蚀性和耐磨性，能够在恶劣的环境下长时间工作。

磁钢作为一种具有内禀矫顽力和重稀土元素的材料，在电磁设备制造中起着重要的作用。

磁钢的内禀矫顽力使其能够保持其磁性，而重稀土元素则增强了磁钢的磁性能力。