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稀土永磁深度研究系列1磁性材料分为永磁材料和软磁材料两大类，能长时间保持磁性的磁体叫永磁体。
稀土永磁材料是继金属系和铁氧体系之后开发成功的第三代永磁材料。
自60年代问世以来，一直高速发展，按其开发应用的时间顺序可分为四代：第一代为SmCo5系材料；第二代是Sm2Co17系磁体；第三代稀土永磁则为80年代初期开发成功的钕铁硼(NdFeB)系磁性材料；第四代为稀土铁氮(Re-Fe-N系)和稀土铁碳(Re-Fe-C系)。
钕铁硼永磁体的问世，为稀土高科技领域注入了新的生机与活力，是目前性价比最好的磁体，被视为未来20年不可替代的“永磁之王”。
钕铁硼永磁材料是目前磁性能最好、综合性能最优的磁性材料，已经成为现代工业不可或缺的关键基础材料。
一、发展历程稀土永磁材料自20世纪60年代出现，钕铁硼于1983年问世。
1982年，住友特殊金属的佐川真人发现钕磁铁，是当时全世界磁能积最大的物质。
后来，住友特殊金属成功发展粉末冶金法（powder metallurgy process），通用汽车公司成功发展旋喷熔炼法（melt-spinning process），能够制备钕铁硼磁铁。
第一代稀土永磁材料为钐钴永磁材料(SmCo5)，经过多年的研发和生产工艺的改进，目前第三代钕铁硼(Nd2Fe14B)永磁材料基本替代了第一、二代钐钴永磁材料，成为应用范围最广、发展速度最快、综合性能最优的磁性材料，是支撑现代电子信息产业的重要基础材料之一。
与此同时，以稀土铁氮(Re-Fe-N系)和稀土铁碳(Re-Fe-C系)为代表的第四代稀土永磁材料正在研发阶段，预计未来有望走向大规模产业化应用。
二、成分结构第三代稀土钕铁硼永磁是当代磁体中性能极强的磁铁，应用极广，它的主要原料是：金属钕、纯铁和硼铁合金。
1、稀土金属钕占29%-32.5%；2、金属元素铁占63.95-68.65%；3、非金属元素硼占1.1-1.2%；4、少量添加镝占0.6-1.2%；5、铌占0.3-0.5%，铝占0.3-0.5%；6、铜占0.05-0.15%元素；这几种原材料的质量如何，会直接关系到钕铁硼永磁铁的磁性能。
永磁电机的研究现状与发展趋势永磁电机是一种以永磁体为磁场源，通过永磁磁场与线圈产生的磁场之间的相互作用来实现转动的电机。
与传统的电机相比，永磁电机具有结构简单、效率高、功率密度大、响应快、维护简单等特点，被广泛应用于各个领域。
本文将介绍永磁电机的研究现状与发展趋势。
一、永磁电机的研究现状永磁电机的研究始于20世纪70年代，随着磁性材料研究及现代微电子技术的发展，永磁电机得到了迅速发展。
近年来，随着新能源、能源节约与环保理念的不断提出与推广，永磁电机又进入了一个快速发展的时期。
各国在永磁电机的研究方面取得了不同程度的成果，下面将从设计技术、控制技术、应用领域等方面介绍永磁电机的研究现状。
1.设计技术（1）结构设计：在永磁电机的结构设计方面，目前主要分为和式电机和差式电机两种类型。
和式电机是指永磁体和线圈磁极呈现出相同数量和分布的电机结构，如平面直流电动机、径向通用电机等；差式电机则是永磁体和线圈磁极数目及分布不同的电机结构，如磁悬浮轴承驱动电机、直线电机等。
（2）永磁材料：目前常用的永磁材料主要有钕铁硼永磁材料、钴钴磁钕永磁材料、铁氧化物永磁材料等。
其中，钕铁硼永磁材料具有高矫顽力、高能量积等特点，因此应用最为广泛。
（3）电流密度分布：在电流密度分布方面，永磁电机分为两种基本类型：分布式永磁电机和集中式永磁电机。
分布式永磁电机的磁极和线圈的磁场相互作用更加均匀，但是转子制造工艺复杂；集中式永磁电机的磁体制作简单，但是转子制造成本较高。
2.控制技术控制技术是永磁电机研究中的核心问题之一，其发展直接影响到永磁电机在不同场合下的应用效果。
目前，永磁电机常用的控制技术有以下几种：（1）矢量控制技术：矢量控制技术是目前较为成熟的永磁电机控制技术之一，能够实现永磁电机的高效控制，使永磁电机得到充分利用。
（2）直接转矩控制技术：直接转矩控制技术将电流向量分解为电磁向量和电势向量，通过调节电磁向量的大小来控制永磁电机的转矩。
我国永磁材料发展现状
永磁材料在我国的发展现状
永磁材料是指能够自发产生和保持巨大磁感应强度的材料，具有广泛的应用前景。
我国永磁材料的发展经历了从引进技术到自主研发的演变过程，在某些领域已取得了重要进展。
首先，我国在永磁材料的生产方面已具备一定实力。
我国是全球最大的稀土资源国家，稀土作为永磁材料的重要原料，我国具备了稳定的供应优势。
我国的永磁材料生产企业也在不断增加，同时不断提高生产工艺和质量控制能力，目前已经形成了一定的规模。
其次，我国在永磁材料研发方面取得了一些重要的突破。
目前，我国已经成功研发出多种高性能永磁材料，如钕铁硼永磁材料、钴基永磁材料等。
这些材料具有高矫顽力、高磁能积等优异的磁性能，广泛应用于电动汽车、风力发电、机械制造等领域。
此外，我国在永磁材料应用方面也有一定的突破。
例如，在电动汽车领域，我国已经建立了完整的永磁电机产业链，大量应用于新能源汽车中。
同时，永磁材料在风力发电中也得到了广泛应用，提高了风力发电机组的效率和可靠性。
然而，我国永磁材料发展还存在一些问题和挑战。
首先，我国仍然依赖进口一些关键的永磁材料，尤其是钕铁硼等稀土永磁材料。
其次，我国在永磁材料的高端研发和创新能力还有待进一步提高，与发达国家相比还存在一定的差距。
此外，永磁材
料生产过程中产生的环境问题也需要引起重视和解决。
总的来说，我国永磁材料在生产、研发和应用方面已经取得了一定的进展，但仍然面临一些挑战。
未来，我们需要进一步加强永磁材料的创新研发，提高产业链的完整度和自主可控性，推动永磁材料产业的可持续发展。
稀土永磁材料的发展历程引言稀土永磁材料是一种重要的功能材料，具有高磁能积、高剩磁、高矫顽力和良好的耐温性能，广泛应用于电机、发电机、电子器件等领域。
本文将对稀土永磁材料的发展历程进行全面、详细、完整且深入的探讨。
二级标题1：稀土永磁材料的诞生三级标题1：铝镍钴磁铁的诞生•1952年，美国General Motors公司的S.H. Kirby首次合成出了铝镍钴磁铁，标志着稀土永磁材料的诞生。
•铝镍钴磁铁具有良好的磁性能，但矫顽力较低，适用范围有限。
三级标题2：稀土永磁材料的发现•1966年，日本的郑永环教授发现了镤、铁、硼（PrFeB）系列合金，是第一代稀土永磁材料的代表。
•PrFeB具有非常高的矫顽力和磁能积，迅速成为主流的永磁材料。
二级标题2：稀土永磁材料的突破三级标题1：第二代永磁材料的出现•1982年，苏联学者A.K. Arzhnikov等首次合成了钕铁硼（NdFeB）永磁材料，其性能超过了第一代稀土永磁材料。
•NdFeB成为当前应用最广泛的稀土永磁材料，具有高矫顽力、高磁能积和良好的抗腐蚀性能。
三级标题2：新一代稀土永磁材料的研发•在NdFeB基础上，研究者通过调整合金成分和微观结构，陆续研发出了SmCo永磁材料、CeFe永磁材料等新型稀土永磁材料。
•新一代稀土永磁材料在磁能积、矫顽力、温度稳定性等方面有了显著提升，为更广泛的应用提供了可能。
二级标题3：稀土永磁材料的应用领域三级标题1：电机行业•稀土永磁材料在电机领域有着广泛应用，包括电动车、风力发电机、计算机硬盘驱动器等。
•高磁能积和高矫顽力使得电机性能得到了明显提升，同时能够减小体积、提高效率。
三级标题2：电子器件•稀土永磁材料在电子器件中被广泛应用，包括扬声器、耳机、电视机、电脑等。
•这些器件的小巧、轻便设计离不开稀土永磁材料的高性能，稀土永磁材料为其提供了优异的磁场强度。
三级标题3：能源领域•稀土永磁材料在能源领域的应用主要包括汽车领域的动力电池和风力发电等。
稀土永磁（NdFeB）的发展历史回顾稀土永磁（NdFeB）的发展历史回顾稀土永磁材料是现在已知的综合性能最高的一种永磁材料，它比十九世纪使用的磁钢的磁性能高100多倍，比铁氧体、铝镍钴性能优越得多，比昂贵的铂钴合金的磁性能还高一倍。
由于稀土永磁材料的使用，不仅促进了永磁器件向小型化发展，提高了产品的性能，而且促使某些特殊器件的产生，所以稀土永磁材料一出现，立即引起各国的极大重视，发展极为迅速。
我国研制生产的各种稀土永磁材料的性能已接近或达到国际先进水平。
现在稀土永磁材料已成为电子技术通讯中的重要材料，用在人造卫星，雷达等方面的行波管、环行器中以及微型电机、微型录音机、航空仪器、电子手表、地震仪和其它一些电子仪器上。
目前稀土永磁应用已渗透到汽车、家用电器、电子仪表、核磁共振成像仪、音响设备、微特电机、移动电话等方面。
在医疗方面，运用稀土永磁材料进行“磁穴疗法”，使得疗效大为提高，从而促进了“磁穴疗法”的迅速推广。
在应用稀土的各个领域中，稀土永磁材料是发展速度最快的一个。
它不仅给稀土产业的发展带来巨大的推动力，也对许多相关产业产生相当深远的影响。
稀土永磁分钐钴（SmCo）永磁体和钕铁硼（NdFeB）系永磁体，其中SmCo磁体的磁能积在15～30MGOe之间，NdFeB系永磁体的磁能积在27～50MGOe之间，被称为“永磁王”，是目前磁性最高的永磁材料。
钐钴永磁体，尽管其磁性能优异，但含有储量稀少的稀土金属钐和稀缺、昂贵的战略金属钴，因此，它的发展受到了很大限制。
随着计算机、通讯等产业的发展，稀土永磁特别是NdFeB永磁产业得到了飞速发展，从而促进了稀土行业的发展，所以了解稀土永磁的发展对我们今后稀土行业的发展方向有着极其重要的作用。
1、1983年9月16—18日在北京由中国稀土学会主办的“第七届国际稀土钴永磁及其应用会议“上，日本住友特种金属株式会社宣布了发现新的高磁能级稀土永磁材料----钕铁硼永磁体，引起轰动。
永磁铁氧体材料发展现状与研究进展文献永磁铁氧体材料发展现状与研究进展引言永磁铁氧体材料是一类具有磁学性质的材料，其在现代科技中扮演着重要的角色。
由于其高矫顽力、高磁感应强度和优异的稳定性，在电子工业、机械工业以及能源领域有着广泛的应用。
近年来，永磁铁氧体材料的发展引起了研究人员的广泛关注，多项研究的成果得以问世。
本文将探讨永磁铁氧体材料的发展现状与研究进展，并对其未来的发展前景进行展望。
1.永磁铁氧体材料概述1.1永磁材料的定义与分类永磁材料是指在外加磁场的作用下，能够保持一定磁化强度的材料。
根据其磁性质的不同，可以将永磁材料分为软磁材料和硬磁材料。
其中，软磁材料主要用于电感元件等场合，而硬磁材料则被广泛应用于永磁体、磁记录和电机等领域。
永磁铁氧体材料具有以下几个显著特点：1.2.1 高矫顽力永磁铁氧体材料具有较高的矫顽力，即在外加磁场作用下，需要较大的磁场强度才能改变其磁化状态。
这使得永磁铁氧体材料在磁场稳定性要求较高的场合有着广泛的应用。
1.2.2 高磁感应强度永磁铁氧体材料的磁感应强度较高，能够产生较强的磁场。
这使得永磁铁氧体材料在电机、发电机等领域的应用更加高效。
1.2.3 优异的稳定性永磁铁氧体材料具有优异的化学稳定性和热稳定性，能够在高温、强酸碱等恶劣环境下稳定工作。
这对于某些特殊环境下的应用至关重要，如核能、航空航天等领域。
2.永磁铁氧体材料的发展现状传统的永磁铁氧体材料是指采用氧化铁为主要成分，辅以适量稀土元素制备的材料。
这类材料的发展可追溯至20世纪50年代，经过多年的研究和改进，取得了较为显著的进展。
传统永磁铁氧体材料在电机、传感器等领域得到了广泛应用，但随着科技的进步和应用需求的变化，其性能已经难以满足现代高科技发展的要求。
2.2 新型永磁铁氧体材料为了提高永磁铁氧体材料的性能，研究人员开始探索新型永磁铁氧体材料的制备方法和性能调控途径。
其中一种突破性的改进是引入新型稀土元素，如钕、钐、镝等。
永磁电机永磁电机采用永磁体生成电机的磁场，无需励磁线圈也无需励磁电流，效率高、结构简单，是很好的节能电机，随着高性能永磁材料的问世和控制技术的迅速发展．永磁电机的应用变得更为广泛。
永磁电机的发展历史永磁电机的发展同永磁材料的发展密切相关。
19世纪20年代出现的世界上第一台电机就是由永磁体产生励磁磁场的永磁电机。
但当时所用的永磁材料是天然磁铁矿石（Fe3O4），磁能密度很低，用它制成的电机体积庞大，不久被电励磁电机所取代。
随着各种电机迅速发展的需要和电流充磁器的发明，人们对永磁材料的机理、构成和制造技术进行了深入研究，相继发现了碳钢、钨钢（最大磁能积约2.7 kJ/m3）、钴钢（最大磁能积约7.2 kJ/m3）等多种永磁材料。
特别是20世纪30年代出现的铝镍钴永磁（最大磁能积可达85 kJ/m3）和50年代出现的铁氧体永磁（最大磁能积现可达40 kJ/m3），磁性能有了很大提高，各种微型和小型电机又纷纷使用永磁体励磁。
永磁电机的功率小至数毫瓦，大至几十千瓦，在军事、工农业生产和日常生活中得到广泛应用，产量急剧增加。
这段时期在永磁电机的设计理论、计算方法、充磁和制造技术等方面也都取得了突破性进展，形成了以永磁体工作图图解法为代表的一套分析研究方法。
但是，铝镍钴永磁的矫顽力偏低（36～160 kA/m），铁氧体永磁的剩磁密度不高（0.2～0.44 T），限制了它们在电机中的应用范围。
一直到20世纪60年代和80年代，稀土钴永磁和钕铁硼永磁（二者统称稀土永磁）相继问世，它们的高剩磁密度、高矫顽力、高磁能积和线性退磁曲线的优异磁性能特别适合于制造电机，从而使永磁电机的发展进入一个新的历史时期。
永磁电机的特点及应用与传统的电励磁电机相比，永磁电机，特别是稀土永磁电机具有结构简单，运行可靠；体积小，质量轻；损耗小，效率高；电机的形状和尺寸可以灵活多样等显着优点。
因而应用范围极为广泛，几乎遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域。
磁体发展现状
磁体是一种能产生磁场并具有磁性的物质。
它广泛应用于电机、变压器、传感器、磁存储器等众多领域中。
磁体的发展已经经历了多年的演变和创新，取得了很大的进展。
首先，材料方面的创新是磁体发展的重要驱动力。
传统的磁体材料主要是永磁材料和磁性材料。
近年来，人们研发出了一系列新型材料，如稀土磁体、钕铁硼磁体等，其磁性能和稳定性得到了极大的提高。
这些新材料的应用为磁体的制造提供了更大的灵活性和优化的选择。
其次，磁体的制造工艺也得到了改进和创新。
早期的磁体制造主要倚重于手工操作，工艺复杂，制造周期长。
随着科技的发展，人们引入了自动化和机械化的制造技术，如粉末冶金、注塑成型等，大大提高了磁体的生产效率和质量控制水平。
再次，磁体应用领域的拓展也为磁体发展提供了广阔的空间。
传统上，磁体主要应用于电机和传感器等领域。
但随着科学技术的进步和行业的需求变化，磁体的应用领域不断扩大，如医疗器械、能源储备等。
这不仅提高了磁体的市场需求，也为磁体研究提供了新的创新方向。
最后，磁体的性能优化和磁体系统的集成化也是磁体发展的重要方向。
提高磁体的磁性能、减小尺寸和重量、提高磁体系统的效率和可靠性等是当前磁体研究的热点。
磁体的性能优化和磁体系统的集成化可以提高整体的工作效率和经济性，对于推动磁体领域的发展具有重要意义。
综上所述，磁体发展的现状可以概括为材料创新、制造工艺改进、应用领域拓展和性能优化等方面取得了显著进展。
随着科技的不断发展和行业的不断需求，相信磁体发展的前景将更加广阔。
立志当早，存高远中国磁体产业的发展历程目前，全球的经济已进入了一个信息时代，作为一种功能材料，磁性材料所占的地位越来越重要。
当前主要的商品磁体共有4 类：20 世纪30 年代开发的铝-镍-钴永磁（AlNiCo）；50 年代初期开发的铁氧体磁体；60 年代末开发的钐-钴磁体（Sm-Co），包括第一代稀土永磁－SmCo5 和第二代稀土永磁－Sm2Co17；80 年代初开发的稀土永磁钕铁硼（Nd-Fe-B）。
而稀土永磁，特别是钕铁硼是磁性材料里最重要的一部分，在永磁材料中发展最快，平均以每年10 ％的速度增长。
中国磁体产业在中国的出现远较西方发达国家晚，起始期是1969 年到1987 年之间。
因为当时的稀土永磁钐钴磁体的高成本、国内市场的需求量少，所以到八十年代初还没有形成自己的磁体工业。
1987～1996 的十年是中国磁体产业开始发展的第一阶段，其特点是起点低：由于投资小，设备简陋，生产设备基本完全是国产的，经营理念落后，仍局限于小生产的模式。
1997～2002 的五年是中国磁体产业发展的第二阶段，其特点是起点远高于前一阶段：投资强度大，引进一部分国外的先进技术设备，能够按先进的工艺路线组织生产，产品质量一般属中低档。
2003 年起，中国磁体产业的发展将进入第三阶段。
企业建立的特点将是三高，即高起点、高投入、高回报：1）产品瞄准特定用途所需的高档磁体；投资规模巨大，引进整条先进生产线；2）按现代化管理的理念，组织集约式分段联营的大生产：磁体生产分为两段母合金/ 粉料的生产和磁体制备，投资显著降低，效益则大为提高；3）按资本运作的规律运营，从而保证磁体产业较高的回报率。
特别是有可能从国外引进最先进的或采用国产先进生产线，生产高档的磁体产品。
进入21 世纪，发达国家的磁体生产由于成本过高，已难以为继，世界磁性材料行业纷纷向中国或第三世界地区转移，中国作为首选的国家。
世界一些著。
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。
永磁铁氧体材料发展现状与研究进展近年来，随着新能源技术的快速发展，永磁铁氧体材料成为了人们关注的热点之一。
永磁铁氧体是由氧化铁和氧化稀土金属组成的复合材料，具有高磁导率、高抗磨损性和良好的耐高温性能。
它在电力、电子、通信等领域都有广泛的应用，因此对永磁铁氧体材料的研究一直备受关注。
1. 永磁铁氧体材料的基本特性永磁铁氧体材料具有高磁导率和低磁损耗的特点，其磁性能随着工艺和成分的不同而有所差异。
通常来说，永磁铁氧体材料的磁导率越高，磁能积越大，矫顽力越高，其磁性能就越好。
永磁铁氧体材料还具有良好的抗腐蚀性和耐高温性能，适用于不同的环境和工作条件。
2. 永磁铁氧体材料的应用领域由于其良好的磁性能和机械性能，永磁铁氧体材料在很多领域都有广泛的应用。
在电机领域，永磁铁氧体材料可用于制造各种类型的电机，如交流电机、直流电机和步进电机；在电子领域，永磁铁氧体材料可用于制造传感器、变压器和滤波器等电子元器件；在通信领域，永磁铁氧体材料可用于制造天线和滤波器等产品。
可以说，永磁铁氧体材料在现代化社会中扮演着不可或缺的角色。
3. 永磁铁氧体材料的研究进展随着新材料和新工艺的不断涌现，永磁铁氧体材料的研究也在不断深入。
目前，主要的研究方向包括磁性能的改进、制备工艺的优化以及新型永磁铁氧体材料的研发。
科研人员们通过改变材料的成分和结构，不断提高永磁铁氧体材料的磁导率和磁能积，以满足不同领域的需求。
他们还致力于开发新的制备工艺，降低产品成本，提高生产效率，推动永磁铁氧体材料产业的发展。
4. 个人观点和理解在我看来，永磁铁氧体材料的研究具有重要的意义。
它不仅可以推动电机、电子和通信等行业的发展，还可以为人们的生活带来便利。
永磁铁氧体材料的研究也将对环境保护和资源利用起到积极作用。
我对永磁铁氧体材料的发展充满了信心，并期待着更多的突破和创新。
总结与回顾：永磁铁氧体材料作为一种重要的功能材料，在现代工业中具有不可替代的地位。
（1）永磁电机是指使用了永磁体的电机，这类电机不需要励磁，大致可分为：永磁直流电机（有换向器），无刷直流电机（直流电机特性，电子换向），永磁同步电机（交流电机特性）等。
（2）永磁电机与普通电机区别：与普通电机相比，永磁电机具有功率密度高，特征信号小，结构简单，运行可靠，电机的尺寸和形状灵活多样等性能特点，具体体现在以下五个方面：一是功率密度和效率高。
这里所说的功率密度高，主要是指永磁电机体积小而发电或输出功率大。
这是因为永磁电机的励磁磁场由永磁体提供，转子不需要励磁电流，电机效率提高，与传统电机相比，任意转速点均节约电能，尤其在转速较低的时候这种优势尤其明显。
现代潜艇大都采用大直径低速7叶大侧斜螺旋桨或泵喷推进器，转速低，推进效率高。
而且，潜艇在水下多以低噪声速度机动，使得永磁电机的这一优势得到更好的体现和发挥。
二是体积小，重量轻。
由于使用了高性能的永磁材料提供磁场，使得永磁电机的气隙磁场较普通电机大大增强，而永磁电机的体积和重最较普通电机则大大缩小。
例如11千瓦的普通电机重量为220千克，而永磁电机仅为92千克，相当于普通电机重量的45.8%。
三是故障率更低、使用普遍。
由于使用了高性能的稀土永磁材料提供磁场，因此故障率更低，使用更加普遍。
四是启动转矩大。
由于永磁电机正常工作时转子绕组不起作用，因而在设计时可使转子绕组完全满足高起动转矩的要求，例如从1.8倍上升到2.5倍，甚至更大。
永磁电机优点：1.转子没有损耗，具有更高的效率2.电机体积较小、重量轻3.由转子磁钢产生气隙磁密，功率因素较高4.调速范围宽5.转动惯量小，允许脉冲转矩大，可获得较高的加速度，动态性能好6.噪音小、过载能力大缺点：1.回收困难2.逆变器故障易导致退磁3.安全维修困难感应电机优点：1.小型轻量化；2.易实现转速超过10000r/min的高速旋转；3.高速低转矩时运转效率高；4.低速时有高转矩，以及有宽泛的速度控制范围；5.高可靠性（坚固）；6.制造成本低；7.控制装置的简单化；缺点：功率因数滞后，轻载功率因数低，调速性能稍差。
永磁电机的介绍、分析与应用一、永磁电机的发展及应用永磁电机是由永磁体建立励磁磁场，从而实现机电能量转换的装置，它与电励磁同步电机一样以同步速旋转，亦称永磁同步电机。
永磁同步电机，特别是稀土永磁同步电机与电励磁同步电机相比，具有结构紧凑、体积小、重量轻等特点，且永磁电机的尺寸和结构形式灵活多样，可以拓扑出很多种结构形式。
由于永磁电机取消了电励磁系统，从而提高了电机效率，使得电机结构简化，运行可靠。
永磁电机的发展是与永磁材料的发展密切相关的。
早在1821年法拉第发明世界上第一台电机模型，他就利用了天然永磁磁铁建立磁场，给放在磁场中的导线通以直流电，导线能够绕着永磁磁铁不停旋转，这可以说是永磁电机的雏形。
1831年法拉第在发现电磁感应现象之后不久，利用电磁感应原理发明了世界上第一台真正意义上的电机—法拉第圆盘发电机，其结构是将紫铜圆盘放置在蹄形永磁体的磁场中，圆盘的边缘和圆心处各与一个电刷紧贴，用导线把电刷和电流表连接起来，当转动圆盘中心处固定的摇柄时，电流表的指针偏向一边，电路中产生了持续的电流。
同年夏天，亨利对法拉第的电机模型进行了改进，制成了一个简单的永磁振荡电动机模型。
1832年斯特金发明了换向器，并对亨利的振荡电动机进行了改进，制作了世界上第一台能产生连续运动的旋转电动机。
同年，法国人皮克希发明了一台永磁交流发电机。
以上电机均是采用永久磁铁建立磁场的，由于当时永久磁铁是用磁性能很低的天然磁铁矿石做成的，造成电机体积庞大、性能较差。
1845年英国的惠斯通用电磁铁代替永久磁铁，并于1857年发明了自励电励磁发电机，开创了电励磁方式的新纪元。
由于电励磁方式能在电机中产生足够强的磁场，使电机体积小、重量轻、性能优良，在随后的70多年内，电励磁电机理论和技术得到了迅猛发展，而永磁励磁方式在电机中的应用则较少。
20世纪中期，随着铝镍钻和铁氧体永磁材料的出现以及性能的不断提高，各种微型永磁电机不断出现，在工农业生产、日常生活、军事工业中都得到了应用。
永磁同步电机国外发展历程永磁同步电机，作为现代工业的重要驱动力，其在国外的发展历程可谓波澜壮阔。
自上世纪中叶以来，随着材料科学的进步和电力电子技术的飞速发展，永磁同步电机逐渐从实验室走向了实际应用。
In the mid-20th century, the emergence of high-performance permanent magnet materials such as neodymium-iron-boron (NdFeB) marked a significant milestone in the development of permanent magnet synchronous motors. These magnets, with their exceptional magnetic properties, greatly enhanced the efficiency and power density of the motors, making them ideal for a wide range of applications.上世纪中叶，高性能永磁材料如钕铁硼（NdFeB）的出现，标志着永磁同步电机发展的重要里程碑。
这些磁体以其卓越的磁性能，大大提高了电机的效率和功率密度，使其成为各种应用的理想选择。
Subsequently, advances in power electronics and control technologies further propelled the development of permanent magnet synchronous motors. The introduction of sophisticated control algorithms and the miniaturization of power electronic components enabled precise and efficient control of the motors, expanding their use in areas such as electric vehicles, wind turbines, and industrial automation.随后，电力电子技术和控制技术的进步进一步推动了永磁同步电机的发展。
永磁材料的发展历史和前景贾丽沙2013050203030引言永磁材料，就是产生磁场的功能材料。
在场中自由运动电荷、导体与半导体内电荷会受到洛仑兹力作用，使电子束聚焦，实现能量转换；导体在磁场中运动时，由于法拉第效应，会使导体感生电压；两个磁荷之间相互作用，便产生库仑力，引起磁耦合、磁分离、磁悬浮等现象。
根据磁力的不同对象和作用原理，可将永磁材料用于不同的领域。
永磁材料在20世纪获得了巨大的发展,在现代高技术和人们日常生活中发挥着重大的作用。
永磁材料的应用十分普遍，小到儿童玩具、文件夹，大到人造卫星、宇宙飞船、磁悬浮列车；从每个家庭、办公室，到工农医等各个产业部门，随处都可以见到永磁材料的应用。
本文就永磁材料的发展过程、性能特点以及永磁的发展前景进行综合介绍,以期对永磁材料的发展和研究状况有一个较完整的了解。
一、永磁材料的发展历史1、Alnico系永磁材料1917年人们就发现钴钢具有永磁性能,在1937年用“Alnico”永磁材料制备了永磁体。
典型合金为Alnico8。
其最大磁能积为64.0kJ/m3,综合磁性能较好。
由于其磁稳定性在所有永磁材料中最优,主要用于高精密仪器上。
2、第一代永磁材料——铁氧体系随着科学发展，人们在1938年确定了相关成分和晶体结构,于1947年开发成永磁体。
典型合金为Ba1-xSrxFe12O9。
铁氧体系永磁材料具有较高的矫顽力和较大的磁晶各向异性,但温度系数大。
由于价格低廉,应用相当广泛,例如中、大功率电动机,涡流器件,耦合结构,吸引磁体,校正磁体,磁性分离器等。
3、第二代永磁材料——稀土-钴系六、七十年代相继开发出SmCo5和Sm2Co17永磁材料,将稀土元素和3d过渡族元素结合起来,提高了永磁体的磁特性,被称为第二代永磁材料。
典型合金为Sm2Co17。
稀土-钴系永磁体在70年代和80年代初获得了很大的发展,随着NdFeB永磁体的出现,其应用基本上已为NdFeB永磁体所取代,主要生产国是日本和美国。
4、第三代永磁材料——NdFeB系合金二十世纪八十年代初，佐川真人等对R-Fe-x三元合金进行广泛的实验研究，发现了金属间化合物Nd2Fe14B(四方晶结构)，并研制出磁能积(BH)max高达286．6kJ的Nd-Fe-B 磁体。
这是目前用量仅次于永磁铁氧体的第二大主流永磁材料，NdFeB永磁材料具有如下特点：(1)磁性能高；(2)价格属中下水平；(3)力学性能好；(4)居里点低，温度稳定性较差，化学稳定性也欠佳。
第四个特点可以通过调整化学成分和采取其他措施来改善。
NdFeB永磁合金的成分为Nd15Fe7B8，由多相组成：(1)主磁性相Nd2Fe14；B占的体积分数约为80～85%，是具有单轴各向异性的硬磁性相。
(2)富钕相主要分布在主磁性相晶界周围，具有面心立方结构，富钕相的存在，可促进磁性材料的烧结，使磁体致密化，沿晶界分布时，可起磁耦合隔离作用，有利于矫顽力的提高。
(3)富硼相Nd1.1Fe4B4，四方结构，大部分以多边形颗粒存在于主磁性相晶界处。
富硼相起磁稀释作用，对永磁性能几乎无益。
NdFeB合金的制备方法主要有粉末冶金法、熔体快淬法等，虽然NdFeB永磁材料有很高的磁能积，但它的矫顽力低，温度稳定性差，易腐蚀。
这些都限制了NdFeB的应用范围。
为了进一步提高其磁性能，可在Nd-Fe-B三元系中添加元素，从而形成一系列三元以上的(NdE)一(FeM1M2)一B系永磁材料。
综上，研究NdFeB磁体应采取措施：(1)研究高性能的NdFeB磁体，进一步提高居里韫度、矫顽力、磁能积、降低温度系数，并使NdFeB永磁材料的制成品更加微型化。
(2)加紧对NdFeB合金制备新工艺的研究。
(3)完善涂层工艺研究，使NdFeB永磁材料能在复杂的环境中连续工作。
(4)加强粘结磁粉的研制工作。
(5)拓宽材料的应用领域。
NdFeB系永磁台金仍然是目前永磁材料研究的热点之一。
今后的研究方向将主要集中在通过成分优化、组织匹配和晶粒细化来提高或改善NdFeB永磁的居里温度、耐蚀性、热稳定性及降低温度系数。
通过熔体快淬、机械台金化、等离子雾化等方法制备具有纳米晶结构的永磁体，同时获得高剩磁和高矫顽力。
在20世纪的100年间,永磁体的最大磁能积提高了100倍,其发展过程如下图所示。
20世纪永磁材料的发展历史5、第四代永磁材料——Sm2Fe17Nx合金Sm2Fe17Nx具有较高的居里温度(754K)、很大的各向异性场(14T)和高的室温饱和磁极化强度(1.5T)。
RE2Fe17Nx(M=C、N;x=2～3)的晶体结构有两种:对于比Gd轻的稀土元素(La 除外),其结构为菱方Th2Zn17型结构;对于比Tb重的稀土元素,其结构为六方Th2Ni17型结构;对于Gd2Fe17Nx和Tb2Fe17Nx,以上两种结构可能并存。
掺入N或C原子后并不改变晶体结构类型,只是导致晶格膨胀(相对体积的膨胀率ΔV/V为6%～7%)和晶面间距增大,使得铁原子之间的交换作用增强而Fe-RE之间的交换作用减弱;氮原子的间隙占位使得RE2Fe17中铁次格子的自发磁化强度(M)增加(ΔM/M为10%[26])。
在所有RE2Fe17Mx类化合物中,最符合磁性能要求的是Sm2Fe17Nx(x接近3)。
Sm2Fe17Nx具有极高的各向异性场,呈现易c 轴各向异性,但人们对该化合物各向异性的产生机制认识还不十分清楚。
罗广圣等通过X射线衍射和穆斯堡尔谱等手段研究了伪三元化合物(Sm1-xYx)2Fe17Ny后认为:Sm次格子的单轴各向异性较强,对各向异性起主导机制;N原子的占位与自旋结构密切相关而与晶体结构无关,N原子的双重占位导致各向异性。
Sm2Fe17Nx永磁体的制备过程主要分为三步:制备Sm2Fe17化合物;利用气固反应进行氮化处理,获得Sm2Fe17Nx化合物;制备磁体。
可采用钙热还原法、熔炼法和机械合金化法生产Sm2Fe17化合物,随后机械研磨或采用HDDR工艺制备该化合物的微粉;氮化处理可在纯氮气氛中(500℃,大于2h,105～106Pa)或氮+氨气氛中(400～500℃,9.8×104Pa,数分钟到数十分钟)进行;由于Sm2Fe17Nx化合物在高温下易分解,目前只适合制备粘结磁体,有树脂、金属(Al、Zn和Sn的金属粉)粘结和爆炸粘结三种方式。
同Nd2Fe14B相比,Sm2Fe17Nx具有非常大的各向异性场和更高的居里温度(高出近160℃),磁参量相当,理论最大磁能积达472kJ/m3,同时热稳定性、抗氧化性和耐蚀性能优于Nd2Fe14。
Sm2Fe17Nx是一种具有重要开发价值的永磁合金。
Sm2Fe17Nx作为永磁材料有一个较大的弱点,就是该化合物在765℃发生分解,难以制备烧结磁体。
Sm2Fe17Nx磁体主要是粘结磁体,其矫顽力和最大磁能积都较低,限制了磁体的应用。
6、纳米晶稀土永磁材料纳米晶稀土永磁材料是一种新型的永磁体，具有高剩磁、高磁能积和相对高的矫顽力以及低的稀土含量和较好的化学稳定性，是一种有广泛应用前景的廉价稀土永磁材料。
纳米晶稀土永磁与传统永磁不同，随着晶粒尺寸的减小，比表面积增大，晶间交换耦合作用显著增强，在传统永磁中可以合理忽略的晶间交换耦合作用，在纳米晶稀土永磁中则显得十分重要。
近年来，纳米晶复合永磁体因其具有极高的理论磁能积而越来越受到人们关注。
它是由软磁相和硬磁相在纳米尺度内复合组成的永磁材料，通过矫顽力低的软磁相与矫顽力高的硬磁相之间的交换相互作用而实现磁耦合，获得较高的磁性能。
纳米复合磁体由荷兰人Coehoorn在1988年通过熔体快淬法先制Nd4Fe77.5B18．5非晶薄带，再在670℃晶化处理后得到的各向同性合金，有很强的剩磁增强效应。
结构分析发现，该合金粉末由10～30nm的硬磁相Nd2Fe14B和软磁相Fe3B组成，由此认为，纳米复合永磁材料剩磁增强效应是由硬磁和软磁相晶粒问的交换耦合作用引起的。
1993年Skomski和Coey等人指出：取向排列的纳米复合磁体的理论磁能积可达到1MJ／m3，它要比目前磁性能最好的烧结Nd-Fe-B磁体的磁能积高一倍，而目前所报道的纳米复合磁体磁能积最大值仅为185kJ／m，还远远低于理论值。
尽管这种磁体的剩磁有了很大提高，但是矫顽力的下降较多，因此导致磁能积不高。
正是由于实际值与理论值相差甚远，引起了国内外学者对其进行了广泛深人的研究，使得纳米晶复合永磁材料的磁性能，尤其是矫顽力的研究成为目前磁性材料研究领域的热门课题。
目前，生产纳米晶稀土系磁粉的制备工艺主要有：熔体快淬法、机械合金化法、氢化一歧化一脱氢一再结合法(HDDR)。
然后可以通过烧结、粘结、热压等方法制成磁体。
其中熔体快淬法已广泛应用于工业生产，是制备R2Fe14B／α-Fe系列纳米晶复合永磁材料使用得比较多，也是研究比较深人的一种工艺方法。
而机械合金化法和HDDR法还处在实验室研究阶段。
在纳米晶稀土永磁材料中，剩磁、矫顽力随晶粒尺寸变化的关系由以下两个因素决定：(1)磁的非均匀性取决于硬磁相(晶粒)之间的短程交换作用，而这种非均匀性有利于反磁化畴的形核；(2)软、硬磁相之间的交换作用抑制了软磁相中反磁化畴的形核及长大，软磁相中的反磁化畴的形核场随着晶粒尺寸的增加而下降。
软磁相中反磁化畴的形核可引起邻近硬磁相中的磁化强度反转，这种作用取决于两相的分布、晶粒形状、易磁化轴的方向等因素。
纳米双相永磁材料晶粒交换耦合作用是靠两个相邻晶粒相接触时，在界面处不同取向的磁矩产生交换耦合相互作用，使界面处的磁矩取向从一个晶粒的易磁化方向连续的改变为另一个晶粒的易磁化方向，混乱取向的晶粒磁矩趋于平行排列，从而导致磁矩沿外磁场方向的分量增加，获得剩磁增强效应。
晶粒的交换耦合作用是短程的。
一般与晶粒畴壁厚度相当，约为纳米数量级，因此，交换耦合作用的大小与组成两相的晶粒尺寸密切相关，随着晶粒尺寸的减小，晶粒间的交换耦合相互作用对材料磁性能的影响越来越大。
今后，纳米磁性材料的开发应用将会集中在以下几个方面：(1)纳米晶双相稀土永磁合金在电力电子器件系统的应用；(2)利用复合法制备的复合磁性薄膜在超高频领域的应用；(3)由纳米晶软磁材料粉末与橡胶等混合制成的磁屏蔽和微波吸收材料在电波吸收方面的应用。
二、永磁材料的发展前景在20世纪,基本上每隔10年就有一种新的永磁材料问世。
在21世纪初,这种景象恐难以再现。
永磁材料的磁性能,如最大磁能积,已不太可能象在20世纪那样得到急剧提高。
然而材料研究者都相信,在浩如烟海的材料世界中一定存在至今尚未知的新相或化合物,其最大磁能积仍然可能会增加1倍。
目前最重要的工作是:对已存在的体系进行更深入的研究,以期更好地了解产生永磁性的原理;开发出更新的制备技术;基于现已存在的工艺技术,制造出更好的技术产品。
