高性能金属永磁材料的探索和研究进展
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钕铁硼是目前知名度最高且性能最优秀的永磁材料之一,具有极高的磁能积,被广泛应用于电机、汽车、医疗器械、机械制造等领域。
钕铁硼磁铁以其超强的磁性能,极大地推动了现代工业技术的发展。
1. 钕铁硼制备工艺钕铁硼磁铁的制备工艺主要包括粉末冶金法、溶液法、气相沉积法等。
这些方法都能得到高质量的钕铁硼磁体,但各有其适用范围。
通过不同的制备工艺,可以调控钕铁硼磁铁的微观结构和磁性能,使其更好地适应特定的使用环境和要求。
2. 钕铁硼磁铁的特性钕铁硼磁铁具有极高的磁能积,通常用mgoe(mega-gauss-oe,兆高斯奥斯特)来表示。
mgoe是衡量磁铁性能的重要指标,也是评价钕铁硼磁铁优劣的关键参数之一。
高磁能积意味着更大的磁能储存密度,能够提供更强大的磁力。
3. 钕铁硼在电机领域的应用由于钕铁硼磁铁具有较高的磁能积和良好的稳定性,因此在电机领域得到了广泛的应用。
钕铁硼磁铁可以用于制造高性能的电动汽车驱动电机,提高汽车的动力性能和续航里程;同时也可用于制造各种家用电器中的马达,提高电机的效率和节能性能。
4. 钕铁硼磁铁的未来发展趋势随着科学技术的不断发展,人们对于钕铁硼磁铁的要求也越来越高,希望能够实现更高的磁能积、更好的稳定性、更广泛的应用范围。
为此,科学家们在材料合成、微观结构设计、磁性能调控等方面进行了大量的研究工作,通过改进材料的配方和制备工艺,不断提高钕铁硼磁铁的性能,以满足不同领域的需求。
总结回顾通过本文的介绍,我们对钕铁硼磁铁的制备工艺、特性、应用和未来发展趋势有了更深入的了解。
钕铁硼磁铁以其出色的磁性能,推动了现代工业技术的不断进步。
在未来,随着科技的发展,相信钕铁硼磁铁会有更广阔的应用前景。
个人观点作为我的文章写手,我对钕铁硼磁铁的广泛应用和不断发展感到兴奋和期待。
钕铁硼磁铁的高磁能积不仅为电机领域带来了突破性进展,也为其他领域的发展提供了新的可能性。
我相信,在未来的科学研究和工程实践中,钕铁硼磁铁一定会发挥越来越重要的作用,为人类社会的进步做出更大的贡献。
2012年高性能烧结钕铁硼稀土永磁行业分析报告2012年10月目录一、高性能烧结钕铁硼:无法替代的永磁“王中王” (4)1、钕铁硼是性能最优异的永磁材料 (4)2、稀土永磁材料己成为稀土应用领域中发展最快和最大产业 (8)3、烧结钕铁硼---最有活力的永磁材料 (9)4、高性能烧结钕铁硼---永磁材料“王中王” (12)二、高性能烧结钕铁硼需求在未来3~5年集中释放 (14)1、政策东风下,风电产业对高性能烧结钕铁硼的需求稳步增长 (15)2、节能电梯对高性能钕铁硼需求增长平稳 (18)3、变频空调对高性能钕铁硼需求大幅增长 (19)4、传统汽车工业 (23)(1)汽车工业将是钕铁硼永磁应用最多的领域之一 (23)(2)电动助力转向系统(EPS)是钕铁硼永磁材料在汽车中使用的重要领域 (23)5、新能源汽车对高性能烧结钕铁硼需求增长迅速 (26)(1)新能源汽车的时代即将来临 (27)(2)混合动力车是我国新能源汽车的主要发展方向 (28)(3)以混合动力车为主导的新能源汽车将保持快速增长 (28)6、电子产业对高性能烧结钕铁硼的需求稳定增长 (29)(1)硬盘VCM用高性能烧结钕铁硼稳定增长 (29)(2)光驱或播放器对高性能烧结钕铁硼的需求稳中有升 (30)7、国内其它需求爆发指日可待 (31)(1)核磁共振仪 (31)(2)扬声器、耳机等电声元件 (32)(3)磁悬浮列车 (32)(4)节能石油抽油机 (33)8、国内高性能烧结钕铁硼需求汇总 (34)9、专利到期,国外需求或将集中爆发 (35)三、稀土价格影响下降,烧结钕铁硼供给增速趋稳 (38)1、稀土供给:国内收紧,国外提速 (38)(1)中国稀土供给收紧 (38)(2)国外稀土产能开出,美国成为除中国之外的最大稀土生产商 (42)(3)钕铁硼用稀土金属(镨钕+镝铽)供应充足 (45)2、烧结钕铁硼产量增速将放缓 (46)(1)钕铁硼产量增速将放缓 (46)四、供需失衡:高性能烧结钕铁硼成长加速 (47)1、钕铁硼行业集中度提升,高性能烧结钕铁硼成主导 (47)(1)钕铁硼应用高端化是大势所趋 (47)(2)稀土原材料价格上涨,烧结钕铁硼的应用向高端集中,行业集中度提升 (48)2、国内高性能烧结钕铁硼产品的市场份额逐步提升 (49)(1)中国将成为最大的高性能烧结钕铁硼生产国 (49)(2)产能释放,高性能烧结钕铁硼产量保持快速增长 (49)3、国外高性能烧结钕铁硼供给:Neomax“一枝独秀”难长久 (51)4、政策利好:高性能烧结钕铁硼迎来发展良机 (52)5、供需失衡短期内难改:高性能烧结钕铁硼行业成长空间广阔 (52)6、高门槛下,高性能烧结钕铁硼龙头企业受益最大 (53)一、高性能烧结钕铁硼:无法替代的永磁“王中王”1、钕铁硼是性能最优异的永磁材料永磁材料按磁性能的高低,大致可分为2类。
双合金法制备高性能烧结钕铁硼工艺研究随着钕铁硼永磁材料的广泛应用,制备高性能的烧结钕铁硼材料成为了研究的焦点之一。
双合金法是一种常用的制备高性能烧结钕铁硼材料的工艺,本文将对其进行研究。
首先,介绍双合金法的基本原理。
双合金法是指将铁和钕两种金属制备成两个合金,然后将两个合金混合,再进行烧结制备成烧结钕铁硼材料。
这种方法的优点是可以提高材料的氧化抗性和磁性能,并且相对于其他制备方法更加简单和经济。
在具体的实验中,首先需要选择合适的铁和钕合金。
一般来说,铁合金需要具备高熔点和良好的磁性能,而钕合金需要具备高钕含量和低内禀矫顽力。
常用的铁合金有铁-铝合金和铁-硅合金,常用的钕合金有钕铁合金。
接下来,需要制备铁和钕两种合金。
首先,将铁粉和适量的铝或硅粉混合,并通过高温烧结或高能球磨制备成铁-铝或铁-硅合金。
然后,将钕粉和适量的铁粉混合,并通过溶剂热处理或氢化还原制备成钕铁合金。
制备的合金需要保持细小的颗粒大小和均匀的组织结构,以提高磁性能。
最后,将铁合金和钕合金混合,并进行烧结制备烧结钕铁硼材料。
烧结过程需要控制合金的配比、烧结温度和烧结时间。
合金的配比需要根据所需的磁性能和力学性能来确定,一般来说,钕含量的增加可以提高材料的磁性能,但也会降低材料的力学性能。
烧结温度和烧结时间需要根据合金的熔点和烧结过程中的扩散速率来确定,一般来说,较高的烧结温度和较长的烧结时间可以提高材料的密度和磁性能。
通过以上步骤,可以制备出高性能的烧结钕铁硼材料。
该材料具有较高的磁矩和矫顽力,良好的耐腐蚀性和热稳定性,适用于各种电子设备和汽车领域。
双合金法是一种简单、可行的制备烧结钕铁硼材料的工艺,对于材料的研究和应用具有重要意义。
双合金法制备高性能烧结钕铁硼材料是一项具有重要意义的研究课题。
钕铁硼永磁材料具有较高的磁性能,广泛应用于电机、发电机、传感器等领域。
然而,钕铁硼材料的制备过程中存在一些挑战,如材料的氧化易性、烧结过程中的退火和磁性能调控等。
Nd-Fe-B/a-Fe双相纳米复合永磁材料的发展及研究进展摘要:简要分析稀土永磁材料的发展,及当前状况下nd-fe-b/a-fe双相纳米复合永磁材料的研究方向,对我国的稀土永磁材料展望。
关键词:稀土材料;永磁材料;nd-fe-b/a-fe;纳米复合永磁材料中图分类号tg1 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2011)53-0049-021稀土永磁材料的发展概况稀土永磁材料是以稀土金属元素r(sm.nd.pr等)与过渡族金属tm(co.fe等)所形成的一类高性能永磁材料,通常以技术参量:最大磁能积、剩磁、磁感矫顽力、内禀矫顽力等来衡量该类物质的性能。
这些值越大,材料的性能越好,质量越高,而使用这类材料的磁性器件便可小型化、轻量化、高性能化。
它是20世纪60年代出现的新型金属永磁材料,其发展至今已经历了第一代smco5系(1:5型),第二代sm2co17系(2:17型)以及第三代nd-fe-b系稀土永磁材料。
由于前两代稀土永磁材料都含有地壳中的微量元素sm和战略储备物资co,因而这两种永磁体成本太高,应用推广受到很大的局限。
为了摆脱sm、co的束缚,降低磁体的成本,人们将研究的焦点转向成本低廉的稀土一铁基磁体的上,至此迈向了开发稀土一铁基磁体的新时代。
2 nd-fe-b/a-fe双相纳米复合永磁材料的研究进展为充分发挥纳米晶复合永磁材料高磁能积、高剩磁的优点,克服内禀矫顽力低的缺点,人们对如何改善nd2fel4b/α-fe相的组成、分布状态和晶粒大小等关键因素进行了大量的实验研究。
目前,制备纳米晶复合稀土永磁材料方法很多,其中熔体快淬法(mq法)是制备r2fel4b/α-fe系列纳米晶双相复合永磁材料使用的比较多,也是研究比较深入的一种工艺方法。
该工艺利用单辊真空熔体快淬设备冶炼母合金,然后真空快淬得到鳞片状薄带,其晶粒大小一般在30nm左右,经粉碎和适当热处理得到细小的粉末。
但是采用熔体快淬法制备的纳米复合永磁材料,由于快淬薄带冷却速度不均导致材料晶粒大小差异较大,进而影响了晶粒间的耦合作用使磁性能仍不太理想。
磁性材料的制备和性能研究一、引言磁性材料作为一类重要的功能材料,在电子信息、能源、环保等领域得到广泛的应用。
然而,为了满足不同应用领域对磁性材料的需求,需要对其制备和性能进行深入研究。
本文将介绍磁性材料的制备方法、结构与性质、磁性机理及其应用。
二、磁性材料的制备方法目前,磁性材料的制备方法主要包括物理法、化学法和生物法。
1. 物理法物理法制备磁性材料主要有固态反应、气相沉积、溅射、磁化处理等。
其中,固态反应方法简单易行,可以通过控制反应温度和时间来调节材料的特性,但因为反应过程受到反应物质的扩散限制,所以其晶粒尺寸较大,且分布不均。
气相沉积方法利用化学气相沉积技术(CVD)或物理气相沉积技术(PVD)制备磁性材料薄膜,可以得到晶粒尺寸更小、分布更均匀的材料。
溅射法采用高能离子轰击靶材使之喷射出材料原子制备磁性材料薄膜,适用于大量制备高质量磁性材料。
磁化处理方法是通过外加磁场或电磁场来改变材料内部结构,进而调节其磁性参数。
2. 化学法化学法制备磁性材料包括溶液法、共沉淀法、水热法、热分解法等。
其中,溶液法是利用水或有机溶剂中金属离子形成化学配合物,通过化学反应与还原剂或沉淀剂进行还原或沉淀得到磁性材料。
共沉淀法是将多种金属离子同时沉淀,经高温焙烧后制备出磁性材料。
水热法是将金属离子与氢氧化物混合后,在高温高压水溶液中加热反应,利用常温下无法制备的化学反应制备出具有磁性材料。
热分解法利用有机配合物的热分解反应制备出磁性材料。
3. 生物法生物法制备磁性材料主要是利用生物胶体或生物微生物等生物体作为模板,在其内部或外表面形成有序的磁性纳米颗粒,以有效的控制粒径和形貌。
三、磁性材料的结构与性质磁性材料是一种具有磁性的材料,具有一定的结构和性质。
从结构上来看,磁性材料可以分为铁磁性材料、亚铁磁性材料和顺磁性材料三种类型。
从性质上来看,主要包括饱和磁化强度、矫顽力、磁导率、居里温度等物理特性。
其中,饱和磁化强度是指材料在饱和磁场下的磁化程度,是评价磁性材料性能的重要参数之一。
第30卷第4期2019年12月中国计量大学学报J o u r n a l o fC h i n aU n i v e r s i t y o fM e t r o l o g yV o l .30N o .4D e c .2019㊀㊀ʌ文章编号ɔ㊀2096G2835(2019)04G0449G08㊀㊀D O I :10.3969/j.i s s n .2096G2835.2019.04.009ʌ收稿日期ɔ㊀2019G09G19㊀㊀㊀㊀«中国计量大学学报»网址:z g j l .c b p t .c n k i .n e t ʌ基金项目ɔ㊀国家自然科学基金项目(N o .51871205,51771176,51801196),国家重点研发计划项目(N o .2019Y F F 0217203)ʌ通信作者ɔ㊀俞能君(1990),男,讲师,博士,主要研究方向为稀土永磁材料.E Gm a i l :n e n g j u n yu @126.c o m 高使用温度S m 2C o 17型永磁材料研究进展曹㊀晓1,单杰锋1,俞能君1,张素银2,张朋越2(1.中国计量大学材料与化学学院,浙江杭州310018;2.中国计量大学标准化学院,浙江杭州310018)ʌ摘㊀要ɔ㊀目的:梳理S m 2C o 17型高使用温度永磁材料的研究现状.方法:从成分㊁新旧制备工艺㊁理论分析及表面处理等方面综述了高使用温度S m 2C o 17型永磁材料的研究现状.结果:新理论分析方法在一定程度上揭示了微结构和磁性能的温度依赖关系,新工艺可获得比旧工艺更高的高温磁性能,但仍然存在一定局限性.结论:目前S m 2C o 17型永磁材料已获得较好的磁性能及应用,但为了进一步提高其高温磁性能并为新一代高使用温度永磁材料的开发提供基础,今后对更深层次显微结构与磁性能的关联机制进行研究是很有必要的.ʌ关键词ɔ㊀S m 2C o 17型;永磁材料;高使用温度ʌ中图分类号ɔ㊀T F 84㊀㊀㊀㊀㊀ʌ文献标志码ɔ㊀AR e s e a r c h p r o g r e s s o nh i g ho p e r a t i n g t e m pe r a t u r e S m 2C o 17p e r m a n e n tm a gn e tm a t e r i a l s C A O X i a o 1,S H A NJ i e f e n g 1,Y U N e n g j u n 1,Z H A N GS u y i n 2,Z H A N GP e n g yu e 2(1.C o l l e g e o fM a t e r i a l s a n dC h e m i s t r y ,C h i n a J i l i a n g U n i v e r s i t y ,H a n gz h o u310018,C h i n a ;2.C o l l e g e o f S t a n d a r d i z a t i o n ,C h i n a J i l i a n g U n i v e r s i t y ,H a n gz h o u310018,C h i n a )[A b s t r a c t ]㊀A i m s :T h i s p a p e ra i m st or e v i e wt h e p r o g r e s so fS m 2C o 17Gb a s e dh i g ht e m p e r a t u r e p e r m a n e n t m a g n e t s .M e t h o d s :T h i sr e v i e w d e s c r i b e dt h e d e v e l o p m e n t p r o g r e s s o fS m 2C o 17Gb a s e d h i g ht e m p e r a t u r e p e r m a n e n t m a g n e t s f r o m t h e p e r s p c t i v e s o f c o m p o s i t i o n ,p r e p a r a t i o n ,t h e o r e t i c a l a n a l ys i s a n d s u r f a c e t r e a t m e n t .R e s u l t s :T h en e w t h e o r e t i c a la n a l y s i s m e t h o dc o u l d p a r t l y r e v e a lt h et e m p e r a t u r ed e p e n d e n c e r e l a t i o n s h i p sb e t w e e n t h em a g n e t i c p r o p e r t i e sa n dt h em i c r o s t r u c t u r eo f t h em a g n e t s .T h en e w p r o c e s s c o u l d o p t i m i z e t h eh i g ht e m p e r a t u r e m a g n e t i c p r o p e r t i e sa l t h o u g h w i t hs o m el i m i t a t i o n s .C o n c l u s i o n s :S m 2C o 17p e r m a n e n tm a g n e t m a t e r i a l sh a v e p e r f e c t m a g n e t i c p r o p e r t i e sa n d w i d ea p p l i c a t i o n s .T oi m p r o v et h eh i gh t e m p e r a t u r em a g n e t i c p r o p e r t i e s ,i t i sn e c s s a r y t of u r t h e rs t u d y t h er e l a t i o n s h i p b e t w e e nt h em i c r o s t r u c t u r e a n dm a g n e t i c p r o p e r t i e s o f t h em a gn e t s .[K e y wo r d s ]㊀S m 2C o 17Gt y p e ;p e r m a n e n tm a g n e t ;h i g h t e m p e r a t u r e ;a p p l i c a t i o n㊀㊀在过去的几十年中,永磁材料获得了突飞猛进的发展.在多种永磁材料中,如硅钢㊁铁氧体和稀土永磁材料等,稀土永磁材料以其无可比拟的优势获得广泛的关注[1G3].在N d F e B系金属间化合物被发现之前,永磁体的最大磁能积(B H)m a x一直被限制在烧结S m2C o17永磁体的33M G O e[4].随着二十世纪八十年代初N d F e B系金属间化合物的发现,稀土永磁体最大磁能积(B H)m a x的提高走上了高速公路.经过三十余年的发展, N d F e B系永磁体的最大磁能积(B H)m a x已经达到59.5MG O e,是理论最大磁能积(B H)m a x的93%[5G6].然而,人们发现,N d F e B系永磁体并不适合在温度高于400ħ的环境下服役,因为其居里温度T c仅为约312ħ.即使采用D y,T b等重稀土部分替代N d元素可以有效改善N d F e B磁体的各向异性场和高温内禀矫顽力H c i,其最高使用温度仍然低于280ħ[7G9].由于航空航天㊁高性能航天器等领域需要永磁体的服役温度已经超过280ħ,具有更高居里温度T c的永磁材料重新获得广泛的关注.然而,需要指出的是,居里温度T c并不是永磁材料高温服役的唯一条件.铁氧体永磁体的居里温度达到了450ħ,但其磁性能比稀土永磁体低很多.通常来说高温下永磁体B H线是否为直线是其能否应用于高温的必要条件.A l N i C o永磁体的居里温度T c很高,但其内禀矫顽力H c i很低,约为2k O e,这就说明在应用过程中A l N i C o磁体很容易被退磁,不适合高温使用.因此,S m2C o17型永磁材料因其较高的居里温度和高温磁性能重新受到关注.科研工作者为了提高S m2C o17型永磁材料高温下的磁性能做了许多工作和尝试.本文从以下三方面综述了高使用温度S m2C o17型永磁材料的发展现状:1)各向异性S m2C o17型永磁体;2)各向同性S m2C o17型永磁体;3)表面处理优化S m2C o17型永磁材料高温磁性能.1㊀各向异性S m2C o17型永磁体1.1㊀成分和工艺对S m2C o17型永磁体高温磁性能的影响㊀㊀1981年,T O j i m a等人通过成分和热处理工艺的调整,制备了室温最大磁能积(B H)m a x达到33MG O e的S m(C o0.65F e0.28C u0.05Z r0.02)7.67烧结磁体,创造了当时稀土永磁材料最大磁能积(B H)m a x的世界记录[3].直到1983年N d F e B系永磁体的出现,稀土永磁材料的最大磁能积(B H)m a x被大幅提升至50MG O e以上.但是,仅对S m2C o17型永磁材料来说,这一数值直到2014年才被Y o s u k e H o r i u c h i等人通过对高F e含量S m2C o17型烧结磁体的固溶和回火工艺的综合优化所超越,室温最大磁能积(B H)m a x达到35MG O e[10G11].这一类室温具有较高最大磁能积(B H)m a x的S m2C o17型烧结磁体通常被称为高磁能积S m2C o17型永磁体.钢铁研究总院郭朝晖等人对其高温磁性能进行研究时却发现这种室温具有高磁能积的S m2C o17型永磁体高温下的磁性能却偏低,尤其是高温下的H c i,这就直接导致了其高温下最大磁能积(B H)m a x的急剧恶化,而高使用温度S m2C o17型永磁体在高温下仍然能保持较高的磁性能[12].通过成分对比发现这种高使用温度S m2C o17型永磁体通常具有更高S m㊁C u含量和更低F e含量.因此,科研工作者首先从成分角度对S m2C o17型永磁体做了比较系统的研究. JFL I U等人的研究认为S m2C o17型永磁体中F e含量的增加对其胞状组织尺寸和片状组织密度基本没有影响,但F e含量上升会导致磁体的矫顽力温度系数(β)恶化.对于S m(C o b a l C u0.078F e x Z r0.033)8.3磁体,x从0增加至0.244,磁体的矫顽力温度系数β(27ħ-200ħ)从-0.13%/ħ恶化至-0.29%/ħ,如图1(a).S m 含量也对磁体的内禀矫顽力H c i及其温度系数有很大影响.随着S m含量增加,磁体的室温内禀矫顽力H c i逐渐下降,但其矫顽力温度系数β却得到优化.随着z值从8.5减小至7.0,S m(C o b a l C u0.08F e0.244Z r0.033)z(z=7.8~8.5)磁体的矫顽力温度系数β从-0.25%/ħ提升至-0.03%/ħ,如图1(b).此外,对不同S m含量磁体的微结构研究显示,更高的S m含量会使磁体胞状组织的平均尺寸降低但对片状组织密度却没有影响,而更高S m含量磁体中更细小的胞状组织被认为是高S m含量磁体矫顽力温度系数β更低的主要原因.胞壁中C u含量及其分布状态被认为是使胞壁S m C o5六角相对S m2C o17菱方相磁畴壁形成有效钉扎进而提高磁体内禀矫顽力054中㊀国㊀计㊀量㊀大㊀学㊀学㊀报第30卷H c i的关键因素.JFL i u等人发现提高C u含量有助于提高S m(C o b a l C u x F e0.1Z r0.033)z(x=0.068-0.128,z=7.0和8.5)磁体的室温内禀矫顽力H c i.这是因为随着C u含量升高,磁体胞壁相中富集了更多的C u元素,使主相和胞壁相的畴壁能差增大,促使磁体内禀矫顽力H c i提高,并制备了500ħ下内禀矫顽力H c i达到10.8k O e的磁体,如图1(c)和图1(d).对不同C u含量磁体的微结构研究发现,C u元素有助于磁体中形成更多的胞壁相并提高磁体中片状组织密度.关于C u 含量较高的磁体中形成了更多的胞壁相这一点比较好理解,因为C u元素在胞壁S m C o5六角相中的固溶度大于其在S m2C o17菱方相中的固溶度.而J.F.L i u等人所研究的磁体成分中的S m含量也较高,因此更高的C u含量促使磁体中形成了更多的胞壁相[13G16].然而,关于C u含量增加使磁体中形成了更多的片状组织,目前没有相关研究给出了解释.图1㊀不同永磁体内禀矫顽力温度依赖曲线F i g u r e1㊀C o e r c i v i t y t e m p e r a t u r e d e p e n d e n c e o f d i f f e r e n tm a g n e t s㊀㊀S m2C o17型永磁体的矫顽力来源是主相S m2C o17菱方相和胞壁S m C o5六角相间的畴壁钉扎作用.这就会出现两种情况,第一种是我们常见的胞壁S m C o5六角相对主相S m2C o17菱方相畴壁的钉扎;第二种情况是主相S m2C o17菱方相畴壁被主相和胞壁S m C o5六角相的界面所钉扎,这种情况主要是由于C u元素在胞壁相中的均匀分布导致的.高含量C u元素在胞壁S m C o5六角相中的均匀分布导致其各向异性常数K1降低甚至会低于主相,而胞壁S m C o5六角相的居里温度T c比主相S m2C o17菱方相低,其各向异性常数K1随温度下降的速率更快,导致磁体的内禀矫顽力H c i随着温度上升而上升,称为反常矫顽力温度系数.提高磁体回火过程中的急冷温度(T q)是获得反常温度系数S m2C o17型磁体的第一种方法,图2给出了不同急冷温度S m(C o b a l F e0.1C u0.1Z r0.033)6.8永磁体内禀矫顽力H c i随着温度的变化[17G18].通过对不同急冷温度磁体的磁畴研究显154第4期曹㊀晓等:高使用温度S m2C o17型永磁材料研究进展示其磁畴主要为条带畴,区别于正常磁体的更密的畴宽和更多的附加畴,而这种磁畴的区别主要归因于胞壁中C u 元素的分布情况.图3为不同急冷温度S m 2C o 17型磁体的磁畴结构图.此外,经完整回火的磁体中,通过降低C u 或者增加S m 含量也可以获得反常温度系数磁体.然而,我们发现具有反常矫顽力温度系数磁体的室温内禀矫顽力H c i 却很低(~1k O e ),这主要是因为:1)成分中C u 含量的降低会导致胞壁相中的C u 含量降低,无法对主相畴壁形成有效钉扎;2)如之前叙述,S m 含量增加会导致磁体中形成大量的胞壁相,此时成分中C u 含量是一定的,就导致胞壁相中的C u 含量偏少或者呈现均匀分布,不利于矫顽力提升.这种由于胞壁相中的C u 含量的变化导致的磁体室温矫顽力的变化我们已经熟知,但是这种C u 含量及其分布的变化对矫顽力温度系数的转变是更值得关注的,也就是随着胞壁相中的C u 含量降低的过程,磁体的矫顽力温度系数从负向正转变的过程(胞壁中C u 含量越低,磁体的矫顽力温度系数越好).图2㊀不同急冷温度S m (C o b a l F e 0.1C u 0.1Z r 0.033)6.8永磁体内禀矫顽力随着温度的变化F i g u r e 2㊀T e m p e r a t u r e d e p e n d e n c e o f S m (C o b a l F e 0.1C u 0.1Z r 0.033)6.8ma g n e t s q u e n c h e d a t 400ħ,600ħa n d810ħ1.2㊀S m 2C o 17型永磁体的新探索研究显示,S m 2C o 17型永磁体中的片状组织一般是Z r 元素富集的区域,也被称为富Z r 相.富Z r 片状相一般认为是回火过程中C u ㊁F e 等元素扩散的通道,但到目前为止这一结论只是唯像学的分析.O l i v e r 等人采用第一性原理和O OMG图3㊀400ħ,600ħa n d810ħ急冷S m (C o b a l F e 0.1C u 0.1Z r 0.033)z (z =6.8,7.4)磁体磁畴结构图[16G17]F i g u r e 3㊀M a g n e t i c d o m a i n s t r u c t u r e o f t h e S m (C o b a l F e 0.1C u 0.1Z r 0.033)z (z =6.8,7.4)m a g n e t s q u e n c h e d a t 400ħ,600ħa n d810ħM F 等手段尝试从理论角度解释富Z r 的片状组织有可能作为磁体中除胞壁S m C o 5六角相外的另一钉扎相,但这似乎不太成功[19].另外,关于从理论角度解释Z r 元素在片状组织中的富集有助于形成类钻石结构的胞状组织也并不如意.但是,其工作向我们展示了第一性原理和微磁学模拟等理论手段引入到传统永磁材料中来解释一些从实验角度较难验证的唯像学推论的可能性.然而,在新方式新理论不能够成熟应用在解释相组成及其元素分布对S m 2C o 17型磁体的矫顽力及其温度依赖特性之前,基于传统理论和检测手段相结合来尝试揭示S m 2C o 17型磁体的矫顽力及其温度依赖特性是很有必要的,这也可以为新理论与传统材料的尽快磨合提供参考.钢铁研究总院俞能君等人通过对高使用温度S m 2C o 17型永磁体回火工艺的系统调整,制备了500ħ下最大磁能积(B H )m a x 达到11.9MG O e ,内禀矫顽力H c i 为8.2k O e 的高使用温度磁体.通过对比长时阶梯冷却回火和短时单阶回火制备的两种磁体发现,长时回火的磁体室温下表现出更高的内禀矫顽力H c i ,达到28k O e ,而短时回火磁体室温下内禀矫顽力H c i 仅有22.56k O e .然而,两种磁体的内禀矫顽力H c i 大小在500ħ时却发生了反转,短时回火磁体500ħ时的内禀矫顽力H c i 为8.2k O e ,而长时回火磁体却仅有7.6k O e ,其室温和500ħ下的退磁曲线如图4.254中㊀国㊀计㊀量㊀大㊀学㊀学㊀报第30卷短时回火的磁体表现出更低的矫顽力温度系数为-0.134%/ħ,而长时回火磁体为-0.153%/ħ.显微结构分析显示,两种回火方式对磁体的相结构和胞状组织尺寸没有影响,但长时回火磁体的胞壁稍宽于短时回火磁体,但作者认为这并不足以解释短时回火磁体更低的矫顽力温度系数.对两种磁体的胞壁元素分布发现,长时回火磁体的胞壁中的C u 含量为12a t .%,高于短时回火磁体胞壁中的C u 含量(8.6a t .%).采用H.K r o n m Gu l l a r 钉扎矫顽力模型结合铁磁相变理论对两种磁体矫顽力温度依赖特性进行了拟合,如图5,发现长时回火磁体胞壁相中的C u 含量更高图4㊀多级和单级回火S m (C o b a l F e 0.09C u 0.088Z r 0.025)7.2磁体室温(R T )和500ħ的退磁曲线F i g u r e4㊀D e m a g n e t i z a t i o nc u r v e so f m u l t i Gs t a g ea n ds i n g l e Gs t a g et e m p e r e d S m (C o b a l F e 0.09C u 0.088Z r 0.025)7.2ma g n e t s a t r o o mt e m p e r a t u r e (R T )a n d500ħ图5㊀多级和单级回火S m (C o b a l F e 0.09C u 0.088Z r 0.025)7.2磁体矫顽力随温度变化的理论和实验结果F i g u r e 5㊀T h e o r e t i c a l a n de x p e r i m e n t a l r e s u l t so f c o e r c i v i t y o fm u l t i Gs t a g ea n ds i n g l e Gs t a g e t e m p e r i n gS m (C o b a l F e 0.09C u 0.088Z r 0.025)354第4期曹㊀晓等:高使用温度S m 2C o 17型永磁材料研究进展导致其胞壁相的居里温度降低是其矫顽力随温度上升衰减更快的第一个原因.其次,低温时长时回火磁体主相和胞壁相的畴壁能差更大是第二个原因.主相和胞壁相的畴壁能差变大主要也是因为C u 元素的更多富集造成的.更高的畴壁能差可以在室温下获得更高的内禀矫顽力H c i ,但也会导致磁体矫顽力温度系数β恶化.因此,俞能君等人认为提高S m 2C o 17型永磁体胞壁相的居里温度,减小主相和畴壁相的畴壁能差可以优化磁体的矫顽力温度系数[20].另一方面,俞能君等人通过高磁能积和高使用温度S m 2C o 17型永磁体磁性能温度特性㊁微结构和元素分布的对比研究,发现高使用温度磁体主相中合适的F e 含量在磁体高温内禀矫顽力中也发挥着重要作用[21].除了在理论上对S m 2C o 17型永磁体矫顽力温度依赖特性的研究,部分新工艺也被应用于制备高使用温度S m 2C o 17型永磁体.北航蒋成保等人采用单晶提拉法制备了类单晶S m C o 基高温磁体,磁体表现出很强的单轴各向异性.磁体在500ħ下表现出很高的最大磁能积(B H )m a x 11MG O e ,内禀矫顽力H c i 达到了创纪录的11k O e ,磁体的退磁曲线如图6[22G23].此外,值得注意的是,作者对磁体的居里温度测试结果显示出了很明显的两磁性相的居里温度,判断为1ʒ5和2ʒ17相.相比于烧结S m 2C o 17型永磁体,胞壁1ʒ5相的居里温度一直无法探测到,原因可能有两个,一个是胞壁相的含量较低;二是胞壁相的元素分布呈梯度分布,造成居里温度难以测量.这就说明这种类单晶S m C o 基磁体中的1ʒ5相含量较高,但其矫顽力机理是否与传统沉淀硬化型S m C o 永磁体的类似,作者并没有进行讨论.但值得注意的是,文中所叙述的磁体的制备态尺寸偏小,且在磁体边缘还发现了裂纹,这不利于磁体在应用上的推广.图6㊀类单晶S m (C o b a l F e 0.1C u 0.1Z r 0.033)6.9磁体的室温和500ħ的磁滞回线[21]F i g u r e6㊀H y s t e r e s i sl o o p s o f S m (C o b a l F e 0.1C u 0.1Z r 0.033)6.93qu a s i Gs i n g l e Gc r y s t a l m a g n e t a t r o o mt e m pe r a t u r e a n d500ħ1.3㊀各向同性S m 2C o 17基永磁材料各向同性S m 2C o 17快淬带主要是通过熔体快淬技术.在低转速下获得的S m 2C o 17快淬带,经过830ħ等温回火并缓慢冷却至400ħ同样可以获得较高的内禀矫顽力H c i ,500ħ下的矫顽力也可以达到8k O e ,其矫顽力机理同样也可以钉扎机制做出较好的解释[24G27].然而此类磁体面临的主要问题在于其磁体的剩磁偏低,这是因为磁体是各向同性导致的,而较低的剩磁就不利于磁体最大磁能积的提升.图7给出了典型的S m 2C o 17快淬带的矫顽力温度依赖曲线.图7㊀典型的S m 2C o 17快淬带的矫顽力温度依赖曲线F i g u r e 7㊀C o e r c i v i t y t e m p e r a t u r e d e p e n d e n c e c u r v e s o f t y p i c a l S m 2C o 17Gt y p e r i b b o n s 454中㊀国㊀计㊀量㊀大㊀学㊀学㊀报第30卷2㊀表面处理优化S m2C o17基永磁材料高温磁性能㊀㊀表层出现氧化进而导致磁性能迅速恶化是S m2C o17型高使用温度永磁材料在高温环境中服役面临的主要问题.通过添加S i等元素提高磁体自身抗腐蚀能力是有效途径,但会导致磁体磁性能恶化[28G29].研究显示,表面处理可以有效隔绝磁体与氧气接触进而提高其抗氧化能力,并且对磁体磁性能影响很小.图8给出了表面镀N i 层S m C o磁体在500ħ下氧化不同时间后的磁性能.从图中可以看出,即使在500ħ氧化500h 后,磁性能仅有极小幅的下降,证明表面镀N i层可以有效提高磁体的抗氧化能力[30].图8㊀表面镀N i前后500ħ氧化后S m(C o0.767F e0.1C u0.1Z r0.033)6.93磁体磁性能F i g u r e8㊀M a g n e t i c p r o p e r t i e s o f S m(C o0.767F e0.1C u0.1Z r0.033)6.93m a g n e t s o x i d i z e da t500ħ㊀㊀近期,方以坤等人研究了玻璃包覆S m C o基永磁材料的界面反应和内氧化行为,发现即使玻璃和磁体的热膨胀系数相差很大,玻璃仍然很好的附着在了磁体表面[31].但玻璃会对磁体造成电化学腐蚀,由于对F e的选择性溶解,其反应速度大于扩散速度,所以F e元素在界面处富集.C u元素在内氧化发生前就已经发生偏析.玻璃中的S i元素随着界面反应的进行形成了S i扩散层,保护磁体避免氧化.此外,由于玻璃中存在氧化和还原离子,会出现F e,C u,N i和C o之间的氧化还原反应造成了元素在一定区域内的富集.图9给出了玻璃与磁体的竞争反应机制.该研究为高使用温度S m2C o17型永磁体的表面防护提供了新思路.图9㊀玻璃与磁体的界面元素分布和竞争反应机制图F i g u r e9㊀E l e m e n td i s t r i b u t i o n sa t t h e i n t e r f a c ea n dt h es c h e m a t i c d i a g r a m o f c o m p e t i t i v e r e a c t i o nm e c h a n i s mb e t w e e n g l a s s a n dm a g n e t s554第4期曹㊀晓等:高使用温度S m2C o17型永磁材料研究进展3㊀结㊀语通过高使用温度S m2C o17型永磁材料领域科研工作者的不断努力,该永磁材料已在500ħ下获得了较高的磁性能,也在高温环境获得了较好的应用.为了进一步提高S m2C o17型永磁材料的服役温度和高温磁性能并为新一代高使用温度永磁材料的开发提供基础,今后对更深层次显微结构与磁性能进行关联机制的研究是很有必要的.ʌ参㊀考㊀文㊀献ɔ[1]㊀G U T F L E I S C H O,W I L L A R D M A,B RÜC K E,e ta l.M a g n e t i cm a t e r i a l s a n dd e v i c e s f o r t h e21s t c e n t u r y:S t r o nGg e r,l i g h t e r,a n dm o r e e n e r g y e f f i c i e n t[J].A d v a n c e d M aGt e r i a l s,2011,23(7):821G842.[2]㊀J I A N GCB,A NSZ.R e c e n t p r o g r e s s i nh i g h t e m p e r a t u r e p e r m a n e n tm a g n e t i cm a t e r i a l s[J].R a r eM e t a l s,2013,32(5):431G440.[3]㊀蒋恺迪,杨艳婷.C uGF e3O4磁性纳米复合材料的制备与催化性能研究[J].中国计量大学学报,2019,30(2):235G245.J I A N G K D,Y A N G Y T.P r e p a r a t i o na n dc a t a l y t i c p e rGf o r m a n c e o fC uGF e3O4m ag n e t i cn a n o c o m p o s i t e s[J].J o u rGn a l o f C h i n aU n i v e r s i t y o fM e t r o l o g y,2019,30(2):235G245.[4]㊀M I S H R A R K.M i c r o s t r u c t u r e a n d p r o p e r t i e s o f s t e p a g e d r a r e e a r t ha l l o y m a g n e t s[J].J o u r n a l o fA p p l i e dP h y s i c s,1981,52(3):2517G2519.[5]㊀S A G AWA M,F U J I MU R AS,T O G AWA N,e t a l.N e w m a t e r i a l f o r p e r m a n e n tm a g n e t s o n a b a s e o fN d a n dF e(i nGv i t e d)[J].J o u r n a l o fA p p l i e dP h y s i c s,1984,55(6):2083G2087.[6]㊀MA T S U U R A Y.R e c e n t d e v e l o p m e n t o fN dGF eGBs i n t e r e d m a g n e t s a n dt h e i ra p p l i c a t i o n s[J].J o u r n a lo f M a g n e t i s ma n dM a g n e t i cM a t e r i a l s,2006,303(2):344G347.[7]㊀HU BP,N I UE,Z H A OYG,e t a l.S t u d y o f s i n t e r e dN dGF eGB m a g n e t w i t h h i g h p e r f o r m a n c e o f H c j(k O e)+(B H)m a x(M G O e)>75[J].A I PA d v a n c e s,2013,3(4):2083G3846.[8]㊀L IYF,Z HU M G,L IA H,e t a l.R e l a t i o n s h i p b e t w e e nc o n t r o l l a b l e p r e p a r a t i o na nd m i c r o s t r u c t u r eo fN d Fe Bs i nGt e r e dm a g n e t s[J].J o u r n a l o fR a r eE a r t h s,2014,32(7):628G632.[9]㊀MA B M,H E R C H E N R O E D E RJ W,S M I T H B,e ta l.R e c e n t d e v e l o p m e n t i nb o n d e dN d F e Bm a g n e t s[J].J o u r n a l o fM a g n e t i s ma n d M a g n e t i c M a t e r i a l s,2002,239(1):418G423.[10]㊀Y o s u k eH,M a s a y aH,K e i k oO,e t a l.E f f e c t o f P r eGA gGi n g T r e a t m e n t o nt h e M i c r o s t r u c t u r ea n d M a g n e t i cP r o pGe r t i e s of S m(C o,F e,C u,Z r)7.8s i n t e r e dm ag n e t s[J].M aGt e r i a l s T r a n s a c t i o n s,2014,55(3):482G488.[11]㊀Y o s u k eH,M a s a y aH,M a s a k iE,e t a l.I n f l u e n c eo f i nGt e r m e d i a t eGh e a t t r e a t m e n to nt h es t r u c t u r ea n d m a g n e t i cp r o p e r t i e s o f i r o nGr i c hS m(C o F e C u Z r)z s i n t e r e d m a g n e t s[J].J o u r n a l o fA p p l i e dP h y s i c s,2015,117(17):671G672.[12]㊀G U OZ H,P A N W,L IW.S m(C o,C u,F e,Z r)z s i n t e r e d m a g n e t sw i t h am a x i m u mo p e r a t i n g t e m p e r a t u r e o f500ħ[J].J o u r n a l o fM a g n e t i s ma n d M a g n e t i cM a t e r i a l s,2006,303(2):396G401.[13]㊀L I UJF,Z H A N G Y,D I M I T R O V D,e t a l.M i c r o s t r u cGt u r e a n dh i g h t e m p e r a t u r em a g n e t i c p r o p e r t i e so f S m(C o,F e,C u,Z r)z(z=6.7-9.1)p e r m a n e n tm a g n e t s[J].J o u rGn a l o fA p p l i e dP h y s i c s,1999,85(5):2800G2804.[14]㊀L I UJF,D I N G Y,H A D J I P A N A Y I SGC.E f f e c t o f i r o n o nt h eh i g ht e m p e r a t u r e m a g n e t i c p r o p e r t i e sa n d m i c r oGs t r u c t u r e o f S m(C o,F e,C u,Z r)z p e r m a n e n tm a g n e t s[J].J o u r n a l o fA p p l i e dP h y s i c s,1999,85(3):1670G1674.[15]㊀L I UJF,Z H A N G Y,H A D J I P A N A Y I SGC.H i g hGt e mGp e r a t u r em a g n e t i c p r o p e r t i e sa n d m i c r o s t r u c t u r a l a n a l y s i so f S m(C o,F e,C u,Z r)z p e r m a n e n tm a g n e t s[J].J o u r n a l o fM a g n e t i s ma n dM a g n e t i cM a t e r i a l s,1999,202(1):69G76.[16]㊀L I U JF,D I N G Y,Z HA N G Y,e ta l.N e wr a r eGe a r t h p e r m a n e n tm a g n e t sw i t ha n i n t r i n s i c c o e r c i v i t y o f10k O ea t500ħ[J].J o u r n a l o fA p p l i e dP h y s i c s,1999,85(8):5660G5662.[17]㊀WA N G G J,J I A N G C B.T h ec o e r c i v i t y a n d d o m a i n s t r u c t u r e o f S m(C o b a l F e0.1C u x Z r0.033)6.9,(x?=?0.07,0.10,0.13)h i g ht e m p e r a t u r e p e r m a n e n t m a g n e t s[J].J o u r n a l o fA p p l i e dP h y s i c s,2012,112(3):1670.[18]㊀WA N G GJ,Z HA N G L,J I A N G CB.M a g n e t i cd o m a i n s t r u c t u r e a n d t e m p e r a t u r eo fc o e r c i v i t y i nS m(C o b a l F e0.1C u0.1Z r0.033)z(z=6.8,7.4)m a g n e t s[J].J o u r n a l o fM a gGn e t i s ma n dM a g n e t i cM a t e r i a l s,2013,343(4):173G176.[19]㊀D U E R R S C H N A B E L M,Y IM,U E S T U E N E R K,e t a l.A t o m i c s t r u c t u r e a n d d o m a i nw a l l p i n n i n g i n s a m a r i u mGc oGb a l tGb a s e d p e r m a n e n t m a g n e t s[J].N a t u r e C o m m u n ic aGt i o n s,2017,8(1):54.[20]㊀Y U NJ,Z HU M G,F A N G Y K,e t a l.T h em i c r o s t r u cGt u r e a n dm a g n e t i cc h a r a c t e r i s t i c so fS m(C o b a l F e0.1C u0.09Z r0.03)7.24h i g h t e m p e r a t u r e p e r m a n e n t m a g n e t s[J].S c r i p t aM a t e r i a l i a,2017,132(6):44G48.[21]㊀Y U NJ,Z HU M G,S O N G L W,e t a l.C o e r c i v i t y t e mGp e r a t u r ed e p e n d e n c e o f S m2C o17Gt y p e s i n t e r e d m a g n e t sw i t hd i f f e r e n t c e l l a n dc e l l b o u n d a r y m i c r o c h e m i s t r y[J].J o u r n a l o fM a g n e t i s ma n d M a g n e t i c M a t e r i a l s,2018,452(6):272G277.[22]㊀Z HA N G T L,L I U H Y,L I U J H,e ta l.2:17Gt y p e S m C o q u a s iGs i n g l eGc r y s t a l h i g ht e m p e r a t u r em a g n e t s[J].A p p l i e dP h y s i c sL e t t e r s,2015,106(16):2403G1G4.(下转第489页)654中㊀国㊀计㊀量㊀大㊀学㊀学㊀报第30卷ʌ参㊀考㊀文㊀献ɔ[1]㊀C A R R A S C O L,B A R B A C I D M,V A Z Q U E Z D.T h et r iGc h ode r m i n g r o u p o fa n t i b i o t i c s,i n h i b i t o r sof p e p t i d eb o n df o r m a t i o nb y e u k a r y o t i c r i b o s o m e s[J].B i o c h i m i c ae tB i oGp h y s i c aA c t a,1973,312(2):368G376.[2]㊀W E IC M,C AM P B E L LIM,M C L A U G H L I N CS.B i n dGi n g o f t r i c h o d e r m i n t om a m m e a l i a n r i b o s o m e s a n d i t s i n h i b iGt i o nb y o t h e r12,13Ge p o x y t r i c h o t h e c e n e s[J].M o l e c u l a r&C e l l u l a rB i o c h e m i s t r y,1974,3(3):215G219.[3]㊀黄丽丹,陈玉惠.生防菌及相关生物技术在植物病害防治中的应用[J].西南林业大学学报,2006,26(1):85G89.HU A N GLD,C H E N Y H.A p p l i c a t i o no fm i c r o o r g a n i s ma n dr e l a t e db i o t ec h n o l o g y t ob i o l o g i c a l c o n t r o l o f p l a n td i sGe a s e s[J].J o u r n a l of S o u t h w e s tF o r e s t r y C o l l eg e,2006,26(1):85G89.[4]㊀詹晓奂,申屠旭萍,刘卫平,等.脐孢木霉菌基因片段的克隆及表达分析[J].中国生物防治学报,2013,29(4):555G560.Z H A N X H,S H E N T U XP,L I U W P,e t a l.C l o n i n g a n de x p r e s s i o na n a l y s i s of t r i5g e n e f r a g m e n t f r o mt r i ch o d e r m ab r e v ic o m p a c t u m0248[J].C h i n e s eJ o u r n a lo f B i o l o g i c a lC o n t r o l,2013,29(4):555G560.[5]㊀S H E N T U XP,Z H A N X H,MAZ,e t a l.A n t i f u n g a l a cGt i v i t y o fm e t a b o l i t e s o f t h e e n d o p h y t i c f u n g u sT r i c h o d e r m ab r e v ic o m p a c t u mf r o m g a r l i c[J].B r a z i l i a nJ o u r n a lo f M iGc r o b i o l o g y,2014,45(1):248G254.[6]㊀全国标准样品技术委员会.标准样品工作导则(3)标准样品定值的一般原则和统计方法:G B/T15000.3G2008[S].北京:中国标准出版社,2008.[7]㊀申屠旭萍,石一珺,俞晓平.G C法测定研究发酵液中木霉素[J].中国药学杂志,2008,43(22):1755G1756.S H E N T U XP,S H IYJ,Y UXP.I d e n t i f i c a t i o n a n d q u a nGt i f i c a t i o no f t r i c h o d e r m i n i nf e r m e n t a t i o nb y G C[J].C h iGn e s eP h a r m a c e u t i c a l J o u r n a l,2008,43(22):1755G1756.[8]㊀G O D T F R E D S E N W O,V A N G E D A LS.T r i c h o d e r m i n,a n e ws e s q u i t e r p e n ea n t i b i o t i c,A c t aC h e mS c a n d,1965,19:1088G1102.[9]㊀陈列忠,陈建明,郑许松,等.枸骨内生真菌抗菌代谢产物的鉴定及活性研究[J].农药学学报,2007,9(2):143G148.C H E NLZ,C H E NJM,Z H E N GSX,e t a l.I d e n t i f i c a t i o na n d a n t i f u n g a l a c t i v i t y o f t h em e t ab o l i t e o f e n d o p h y t ic f u n g i i s o l a t i o n f r o m L l e xc o r n u t a[J].C h i n e s eJ o u r n a l o fP e s t iGc ide S c i e n c e,2007,9(2):143G148.(上接第456页)[23]㊀Z HA N G TL,L I U H Y,L I UJH,e t a l.S i n g l ec r y s t a lg r o w t ha n dm a g n e t i c p r o p e r t i e so f2:17Gt y p eS m C o m a gGn e t s[J].J o u r n a lo fA l l o y sa n d C o m p o u n d s,2015,637(5):253G256.[24]㊀R O N GCB,Z HA N G H W,C H E N RJ,e t a l.E f f e c t s o fa n n e a l i n g o n t h e c o e r c i v i t y o f S m(C o,F e,C u,Z r)z r ib b o n sa n d i t s t e m p e r a t u r e d e p e n d e n c e[J].J o u r n a l o f P h y s i c sD:A p p l i e dP h y s i c s,2006,39(3):437G440.[25]㊀Y A N A,B O L L E R O A,MU L L E R K H,e t a l.F a s t d eGv e l o p m e n t o f h i g h c o e r c i v i t y i nm e l tGs p u nS m(C o,F e,C u,Z r)z m a g n e t s[J].A p p l i e dP h y s i c sL e t t e r s,2002,80(7):1243G1245.[26]㊀Y A N A,G U T F L E I S C H O,G E MM I N GT,e t a l.M i c r oGc h e m i s t r y a nd m a g ne t i z a t i o nr e v e r s a lm e c h a n i s mi n m e l tGs p u n2:17Gt y p eS mGC om a g n e t s[J].A p p l i e dP h y s i c sL e tGt e r s,2003,83(11):2208G2210.[27]㊀Y A N A,B O L L E R O A,G U T F L E I S C H O,e ta l.M e l tGs p u n p r e c i p i t a t i o nh a r d e n e dS m(C o,F e,C u,Z r)zm a gGn e t s[J].M a t e r i a l s S c i e n c e&E n g i n e e r i n g A,2004,375G377(1):1169G1172.[28]㊀L I U L,J I A N GCB.T h e i m p r o v e d o x i d a t i o n r e s i s t a n c e o f S iGd o p e d S m C o7n a n o c r y s t a l l i n e m a g n e t[J].A p p l i e dP h y s i c sL e t t e r s,2011,98(25):2504G2504.[29]㊀L I U L,J I N T,J I A N G CB.H i g hGt e m p e r a t u r eo x i d a t i o n r e s i s t a n c ea n d m a g n e t i c p r o p e r t i e so fS iGd o p e dS m2C o17Gt y p em a g n e t sa t500ħ[J].J o u r n a lo f M a g n e t i s m a n dM a g n e t i cM a t e r i a l s,2012,324(14):2310G1G4.[30]㊀WA N G Q,Z H E N GL,A NS,e t a l.T h e r m a l s t a b i l i t y o f s u r f a c em o d i f i e dS m2C o17Gt y p eh i g ht e m p e r a t u r em a g n e t s[J].J o u r n a l o fM a g n e t i s ma n d M a g n e t i cM a t e r i a l s,2013,331:245G249.[31]㊀Y U XJ,H A N W,WA N G S,e t a l.I n t e r a c t i o n m e c h aGn i s m b e t w e e n S mGC o m a g n e t sa n d g l a s sc o a t i n g sd o p e dw i t hm i x e da d h e r e n to x i d e s[J].C e r a m i c s I n t e r n a t i o n a l,2019,45(15):18291G18297.984第4期朴怡情等:木霉素标准样品的研制。
稀土永磁材料的技术进步和产业发展摘要:近年来,烧结钕铁硼生产技术一直在不断进步,晶界扩散、晶界调控等工艺被普遍采用,晶粒细化技术正在推进;靶式气流磨在生产中开始使用,自动成形、自动检测和自动充磁等也有很大提高。
随着烧结钕铁硼在高性能电机中日益广泛的应用,高磁能积且高工作温度磁体成为研发的核心目标,成果显著。
为了促进稀土元素平衡利用、降低磁体成本,高丰度稀土烧结磁体研发也取得重大突破。
粘结磁体方面,国产各向同性快淬钕铁硼磁粉的产量增长迅速,钐铁氮磁粉量产也初具规模,各向异性HDDR钕铁硼磁粉已可批量生产,各向异性粘结磁体正在开发之中。
自本世纪以来,全球钕铁硼产业在中国的带动下持续放量增长。
2002~2017十五年期间,我国和全球烧结钕铁硼产量的年平均增长率分别为17.8%和14.5%,粘结钕铁硼产量的年平均增长率分别为10.1%和5.6%。
2017年,全球稀土永磁材料的成品产量为13.1万吨,其中烧结钕铁硼磁体占91.4%,粘结钕铁硼磁体占6.7%,热压/热变形钕铁硼磁体占0.6%,烧结钐钴磁体仅占1.3%。
关键词:稀土;永磁材料;钕铁硼;钐钴;烧结;粘结;快淬1 前言世界上磁性最强的稀土永磁材料被广泛地应用于信息通讯、消费电子、节能家电、风力发电、新能源汽车、人工智能及航空航天等许多领域,已经成为生产和生活中不可或缺的重要功能材料[1]。
自从1967年第一块YCo5永磁体问世[2],稀土永磁家族中1968年出现了第一代1∶5型Sm-Co永磁体[3],1977年出现了第二代2∶17型Sm-Co永磁体[4],1983年又出现了第三代稀土永磁材料—钕铁硼磁体[5,6]。
钕铁硼磁体最大磁能积的理论极限值为64 MGOe,2006年实验室样品已达到59.6 MGOe[7],工业产品已超过55 MGOe。
自1983年被发现的三十五年以来,钕铁硼一直是当今世界上磁性最强的永磁材料。
由于制备方法不同,钕铁硼材料主要分为烧结、粘结和热压/热变形磁体3大类。
永磁材料的发展与应用前景随着现代科技的飞速发展,永磁材料作为一种基础材料,具有广泛的应用前景。
永磁材料是指具有非常强的磁性的材料,磁性主要来自于这种材料中的微观结构。
永磁材料的磁性主要由其内部排列的电子磁矩以及微观结构中的磁畴所决定。
永磁材料的发展历程早在古代,人们就已经发现了某些石头和矿物具有磁性。
然而,真正意义上的永磁材料的发现要追溯到20世纪初。
1917年,美国物理学家E.C. Stoner发现铁、镍、钴等物质在一定条件下可以形成磁矩,从而产生了磁性。
1920年代,日本科学家神田昌夫发现了铝钴合金,具有较强的磁性,这也是世界上第一个确定的永磁材料。
20世纪40年代,永磁材料得到了各国科学家的广泛关注,出现了多种新型永磁材料,如钐铁、钕铁、钴钢等。
80年代初,随着稀土元素在永磁材料中的广泛应用,永磁材料得到了十分迅速的发展。
到了90年代,随着钕磁体的大规模商业化生产,永磁材料在各个领域的应用也逐渐增加。
永磁材料的分类根据磁性能和化学成分,永磁材料可以分为以下几类:1.金属永磁材料以氧化物为基础的金属永磁材料有烧结铁氧体、钕铁硼、钴铁氧体等。
2.稀土永磁材料稀土永磁材料是由铁、钴、镍、铝等金属和稀土元素组成的材料。
常见的稀土永磁材料有钕铁硼、钬铁、钐钴、铁钛氧体等。
3.复合材料复合永磁材料是由多种永磁材料混合而成的材料,具有多种磁性能。
永磁材料的应用前景1.电机领域永磁材料是电机的基础材料,尤其对于微型电机、精密电机和大功率电机,永磁材料的性能和稳定性是关键因素。
在风力发电、潮汐能发电和太阳能光伏等能源方面,永磁同步发电机被广泛应用。
尤其在大型风力机上,永磁同步发电机是不可或缺的关键部件。
2.磁力储存领域永磁材料应用于磁力储存器可以提高数据传输的速度和稳定性,减少数据丢失。
永磁材料也可以用于制造带磁记录材料,从而提高计算机硬盘的存储容量和性能。
3.医疗器械领域永磁材料在医疗器械方面也有广泛的应用。
钕铁硼永磁材料钕铁硼永磁材料摘要:烧结钕铁硼磁体是当今世界上综合磁性能最强的永磁材料,以其超越于传统永磁材料的优异特性和性价比,在各行各业中获得越来越广泛的应用,成为许多现代工业技术,特别是电子信息产业中不可缺少的支撑材料。
这里就对其稳定性、现今行情、废料资源化利用、发展动态和前景进行了简单的探讨。
关键词:钕铁硼、工艺、稳定性、发展前景。
Nd-fe-b MaterialsAbridgement;: sintering ndfeb magnets in the world for the comprehensive magnetic strongest permanent magnetic material, in order to transcend traditional permanent magnetic material of their excellent properties of and performance and price and get in all walks of more and more wide application, became a lot of modern industrial technology, especially the electronic information industry indispensable support materials. Here the stability, the current prices, the recycle of waste materials, development trends and prospectsof a simple discussion.Keywords: ndfeb, process, stability and development prospects.稀土永磁材料是20世纪60年代出现的新型永磁材料,至今已形成三代,第三代便是以NdFeB合金为代表的Fe基稀土永磁合金。