登陆注册
9749800000011

第11章 新型稀土永磁材料

早期生产和使用的永磁材料是以碳钢为代表的淬火马氏体钢。它们的矫顽力很低,最大磁能积也不高。从1931年铁镍铝合金问世以后,经过工艺成分调整、磁场热处理和定向浇铸技术的应用,逐步形成高性能的铝镍钴系永磁合金。由于具有高剩磁、高矫顽力、高的最大磁能积和高的温度稳定性,使这种材料在很长一段时间内在永磁材料中占有统治地位。由于含有稀缺物资镍和钴,成本较高,造成近年来产量不断下降,但是即使到今天,它的温度稳定性指标仍然是所有永磁材料中最好的,因此在精密仪表等应用场合仍然是唯一可以选用的材料。在铝镍钴系永磁合金发展的同时,为了克服一般永磁材料硬而脆的缺点,允许加工成片、带、板、线以满足特殊的需要,在20世纪50年代后,属于铁氧体永磁材料的钡铁氧体和银钙铁氧体先后投入工业化生产,由于价廉、工艺较简单,加上性能也不错,它们的发展夺走了大部分铝镍钴永磁原先占有的市场,特别是在电声器件方面。由于价廉的优势和不断地改进工艺,使性能稳步提高,在永磁材料中它们的产值一直高居60%左右。

世纪70年代以来,以铁钴合金和钕铁硼合金为代表的稀土永磁合金的先后诞生,在全世界掀起了研究和探索新型永磁材料的高潮,促进了材料的飞速发展,这类材料以及用它们和塑料、橡胶等混合制成的粘结磁体具有很大的经济效益和应用潜力,由此引发了一场永磁材料发展史上最大的专利大战和激烈的市场竞争。

.三代稀土永磁材料稀土永磁材料指的是由稀土元素和过渡族元素铁、钴等所组成的金属间化合物永磁材料。稀土元素大部分都含有未被电子填满4f电子壳层,由此人们早就预言它们也应具有强磁性。后来的研究证实了这一点。只是因为它们的居里温度普遍低于室温才导致室温下只呈现弱磁性。直到1967年,在稀土—过渡族金属间化合物磁性的研究上才取得重大突破。两年之后,它的最大磁能积被极大地提高,几乎是普通铝镍钴永磁合金的3倍多,这就是第一代稀土永磁材料。1975年,这种永磁材料正式投入生产。1972年,成分为Sm2Co17的第二代稀土永磁材料问世,1982年前后投入大规模生产。由于第二代稀土永磁材料在性能上优于第一代,且通过添加铜、铁、铬等元素取代部分钴,降低了成本,因此它的实际应用程度已超过第一代稀土永磁材料。

高性能的第三代稀土永磁材料诞生。这年11月,日本住友特殊金属公司在国际学术会议上突然宣布他们已用传统的粉末烧结工艺制成了最大磁能积高达303千焦/立方米的钕铁硼永磁合金,轰动了全世界。

.第四代稀土永磁材料高性能钕铁硼磁体的研究和生产目前已遍及世界各国。近年来,为了改进工艺,降低磁体的成本和进一步改善永磁性能,采用了许多独特的方法,引进了一些先进的工艺设备。例如,德国戈德施密特公司采用还原扩散工艺,直接用氧化钕为原材料,混入适量铁粉、氧化铁粉、铁硼合金粉及钙粉后,于1100~1200℃在真空中处理4小时,然后再用漂流法除去氧化钙,即可生成钕铁硼永磁粉。1986年该公司已建成年产100吨的生产线,这种工艺设备简单、成本低廉,最大磁能积也可达327千焦/立方米。又如,氢爆制粉工艺,可提高制粉效率,这是利用钕铁硼铸锭置于压力为105帕的氢气下能大量吸收氢气这一特点。吸氢后的铸锭于800℃左右在氢气中加热2小时(称为歧化),可使产物成为晶体或微晶,最后通过抽真空在同一温度下加热1小时冷却到室温即可脱去所含的氢,形成极细的微晶粉末。这种粉末矫顽力高,适于制作粘结磁体。

.粘结稀土永磁材料粘结稀土永磁材料是指将稀土永磁粉末和一些胶粘剂如橡胶、热可塑树脂或热硬化树脂等混合再经成型和固化得到的磁体。它们的制造工艺简单,原材料利用率高,性能一致性好,成型后即可得到精确的产品尺寸,可以做成形状复杂和薄壁带有径向取向的环状产品,而且机械强度高并耐冲击。如果改变稀土永磁粉末和胶粘剂的比例,所得到的磁体性能可在较大范围内调整,因此应用范围广,发展极为迅速。1995年全世界粘结钕铁硼永磁体年产量达2千吨,产值1.5亿美元,2000年产量达1万吨,相当于烧结钕铁硼磁体的产量,产值超过了5亿美元。

同类推荐
  • 生物知识

    生物知识

    为满足广大青少年的求知欲,作者在围绕中学生物教材有关知识点的基础上,以动物学和理科综合探索创新教育为核心,参考近年来国内外的有关文献、资料和报道,紧密联系当前生活、生产、科研和教改实际精心编著了此书。本书在内容上侧重于贯彻动物学的基本理论和应用,引导读者学习科学思想方法,使读者能够触类旁通,开拓思路,发展智力和能力。
  • 揭开神秘大洋的面纱(海洋与科技探索之旅)

    揭开神秘大洋的面纱(海洋与科技探索之旅)

    《揭开神秘大洋的面纱(畅销版)》将带领读者走进浩瀚的海洋,探索神秘莫测的海洋动物世界,认识干奇百怪的生命,了解各种有趣而又鲜为人知的海洋动物生活习性。同时,揭开生物资源与人类之间的关系,从而增强人们保护海洋生物的意识。
  • 奇妙人体百科(中国学生成长必读百科)

    奇妙人体百科(中国学生成长必读百科)

    人体是世界上最奇妙的机器,要想操纵和使用好这台机器,我们必须要有足够的知识储备。本书将人体“从头到脚,从里到外”那些看得见的看不见的神奇一一进行剖析,让青少年读者亲自领略人体的小秘密和健康的小魔法,在轻松的朗读和不断的发现中,让他们健康、快乐地成长。
  • 日新月异的信息科学(科普知识大博览)

    日新月异的信息科学(科普知识大博览)

    要想成为一个有科学头脑的现代人,就要对你在这个世界上所见到的事物都问个“为什么”!科学的发展往往就始于那么一点点小小的好奇心。本丛书带你进行一次穿越时空的旅行,通过这次旅行,你将了解这些伟大的发明、发现的诞生过程,以及这些辉煌成果背后科学家刻苦钻研的惊心时刻。
  • 数理化之谜

    数理化之谜

    学习中也是乐趣多多,趣味无穷。当你小时候仰着头向你的父母询问着这个,那个“为什么”时,那也是一种学习,而这种学习是否带给你了许多求知的满足感呢?同时你是否会头疼于这种学习呢?你可以好好回忆一下这些经历,再作出回答。实际上,数学、物理、化学并非你所想的那么枯燥无味。除了一大堆演算以外,它里面也包含着无穷的神奇。本辑所辑的便是这些令人费解的神奇现象。若能通过此书的阅读激发起同学们的学习热情,我们便是欣慰之至了。愿学生朋友们能早日遨游在科学的海洋里。
热门推荐
  • 泪水是眼睛的语言:情感卷

    泪水是眼睛的语言:情感卷

    本书收录了作者近年来描写情感的文章100篇。作者以独特的视角,将生活中的亲人、朋友一一述来,展现在读者面前,栩栩如生,使人读来掩卷长思,情到浓时潸然泪下。很多文章经《读者》等杂志转载,受到读者广泛好评。全书文章短小精悍,笔触细腻,犹如与作者促膝而谈,语言生动、形象、幽默、鲜活,在读者中有广泛的市场号召力。
  • 逆袭位面之王

    逆袭位面之王

    这是一个拥有无限可能的位面。这是一个拿人钱财替人消灾的职业。这是一名遭人暗算的顶级执行者,跌落神坛后,从一个小组织里一步步逆袭,重返神坛的故事。*************PS:任务有原创,也取自于部分电影、游戏、小说,希望能够呈现出一个不一样的无限。
  • 灵士长生传

    灵士长生传

    一个少年,自幼受尽家族中人嘲笑奚落,背井离乡,只为寻求更强之路,他能否血洗羞耻?没落的家族,父亲唯一的希望,他能否完成自己对父亲的承诺呢?爱恨的纠葛,家族的羁绊,彼此相爱,却有种种牵挂,他们间的纠葛到底会如何演绎?
  • 狼狱

    狼狱

    风云四起,群魔乱舞,狼养之子横空出世,仗剑行江湖,一觚醉浮生,且看狼子如何逍遥天下,快意恩仇。
  • 婚来昏去,郁少的秘宠娇妻

    婚来昏去,郁少的秘宠娇妻

    叶景染从未想过自己的人生会和郁韩枫有交集,叶景染说:“我们的身份背景相差太多了,我们不合适。”郁韩枫挑眉:“我们哪里不合适,我手臂的长度正好是你腰围,我觉得挺合适的。”叶景染:“……”永远别和一个流氓谈这么深奥的问题,尤其是像郁韩枫这种道貌岸然的流氓,你会输的很惨的。【纯属虚构,请勿模仿】
  • Cymbeline

    Cymbeline

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 看废材四小姐如何玩转大陆

    看废材四小姐如何玩转大陆

    她,是二十一世纪的王者,却在执行任务是被人所害,她是风云大陆的笑柄,被姐姐害死,这两个人命运多不一样,但却她的灵魂,来自二十一世纪的顶级特工的灵魂,既然穿到你的身体,我就一定为你报仇。她有是风云大陆的第一丑女,可当丑陋的面貌丢掉,换了的是绝世倾城的面容,当毒素解除,她竟然是。。。。。
  • 佛说梵志頞波罗延问种尊经

    佛说梵志頞波罗延问种尊经

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 神秘首席刁蛮妻

    神秘首席刁蛮妻

    凶悍小太妹,羞涩学霸,一场青涩早恋,家长老师棒打鸳鸯散,她一笑而过他却苦苦找寻。八年后再相逢,他是高高在上的总裁,她在人生低谷。他一眼便认出她,她却早已将他忘记。痴心总裁一往而深,开启了腹黑追悍妻之路,骗她合租,拐她做保姆,疼她,宠她,让她落入他布下的情网……
  • 重生末日天灾

    重生末日天灾

    主神把地球变成游戏世界,人人都成为游戏人物升级打怪。夜骑重生在末日开始前,掀起滔天血海。