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1、2.3 稀土永磁材料的性能与结构,一、稀土永磁材料的类型,1.种类RECo永磁（Co 基永磁）第一代：1：5型SmCo合金 第二代：2：17型SmCo合金REFeB系永磁（铁基稀土永磁）第三代：NdFeB合金 第四代：Sm-Fe-N合金,磁性能最高的NdFeB被称为“永磁王”，它的磁能积约为199400KJ/m3。在日本实验室已经达到540KJ/m3。钕铁硼不含贵重金属，原料易得、价格便宜。广泛应用于能源、交通、机械、医疗、计算机、家电等领域。,但中国NdFeB产业仍未形成规模化经营，产品多为中低档产品，磁能积一般较小，因而多用于音响器材、磁化器、磁选机等中低档领域；而日本NdFeB生产只集中
2、于几个大厂，其产品多为磁能积较高的产品，多用于计算机VCM、新型电机、MRI等高技术领域。中国NdFeB产业只有实现规模化、产业集团化、产品质量高性能化，才能在国际竞争中立于不败之地，并带动稀土产业的发展。,工艺和特性上分类,1.烧结磁体（高磁性，高密度）2.粘结磁体（低磁性，低密度）3.热压磁体（中等磁体，高密度）4.热变形压磁体（高磁性，高密度）5.热轧磁体（中高磁性，高密度）,制备方法工艺分类,1.粉末冶金烧结工艺制备的烧结磁体2.还原扩散制粉或氢碎处理粉末工艺制备的烧结磁体3.快速凝固制粉或氢碎制粉(HDDR)，粉末模压粘结工艺制 备的粘结磁体4.快速凝固制粉或氢碎制粉(HDDR)粉末
3、的注射工艺植被的注射磁体5.快速凝固制粉或氢碎制粉(HDDR)粉末的热压法制备的热压磁体6.用热压磁体再进行热变形压工艺制备的各向异性热变形压磁体7.用传统轧钢方法制备的热轧磁体8.将热变形压磁体磨制成粉，再采用模压或注射等方法制备成各向异性粘结磁体,二、稀土永磁材料的优异性能稀土永磁材料是稀土金属元素（4f）与过渡族金属（3d）所形成的金属间化合物为基体的永磁材料。,特征：高剩磁、高矫顽力、高磁能积,结 论,决定发展前途的永磁合金的因素：磁性能的优劣 原材料资源是否丰富 价格的高低,磁化强度Ms高磁晶各向异性大居里点高,三、稀土永磁材料的发展,铸造永磁材料：铸造AlNiCo的磁性能中等，居里
4、温度Tc 高，温度稳定性好。1930年取代了磁钢，一度成为主流。但是金属钴和镍价格高。硬磁陶瓷（铁氧体）永磁材料：原材料丰富，磁体价格低，但磁性能不高，温度稳定性差。仍然在汽车工业，音响、通讯、家用电器、办公自动化设备中得到广泛的应用。稀土永磁材料：,现代工业与科学技术广泛应用的永磁材料：,第一代稀土永磁体SmCo5出现，由于储量稀少的Sm，和昂贵战略金属Co和Ni。不久，为了提高磁能积开发了第二代Sm2Co17稀土永磁体。Sm2Co17具有较高的磁性能和稳定性，得到了广泛的应用。80年代Nd2Fe14B型稀土永磁体问世，因其优异的性能和较低的价格很快在许多领域取代了Sm2Co17型稀土永磁体
5、，并很快实现了工业化生产。,四、稀土永磁材料的结构,稀土永磁材料是以稀土金属间化合物为基础的永磁材料。稀土的永磁性能与组成该永磁体的稀土化合物的晶体结构密切相关。SmCo51：5型 Sm2Co172：17型 NdFeB2:14:1型,稀土永磁化合物的晶体结构CaCu5型晶体结构（SmCo5）Th2Ni17型和Th2Zn17型晶体结构（Sm2Co17）Nd2Fe14B化合物的晶体结构,一、1：5型 CaCu5,六方晶系,ABAB型,二、2：17型,Th2Ni17型,六方晶系,Th2Zn17型,菱方晶系,2:14:1型,四方晶系,2.4 稀土钴永磁材料,一、稀1：5型稀土钴永磁材料 最早发现的RE
6、Co5型永磁材料是SmCo5化合物永磁体。之后又发现PrCo5，(Sm，Pr)Co5，MMCo5和Ce(Co，Cu，Fe)5永磁体。1.SmCo5永磁材料的成分与磁性能的关系 永磁材料的成分对磁性能有重要的影响。SmCo5的成分为16.66Sm+83.33Co（mol）或33.79Sm+66.21Co（wt）。,RECo5中为什么要选择SmCo5为永磁材料？,2.SmCo5合金的750回火效应,SmCo5永磁体具有很强的饱和Ms，Tc和磁晶各向异性，但其矫顽力Hc随回火温度的升高而呈非线性变化。SmCo5永磁体在500800 温度范围内回火或在此温度区间缓慢冷却，其矫顽力大幅度的降低，而当温度
7、升高到900-950 时，矫顽力部分或全部恢复。这现象称为“750回火效应”。,350,370,400,420,2min,420,12min,650,750,3.SmCo5永磁材料的烧结工艺与性能,SmCo5磁体的烧结与后烧工艺示意图。实践 表明烧结温度T烧和时间烧，后烧温度T后和时间后，从T烧到T后的冷却速度1和从T后到室温的冷却速度2等6个参量都对次性能有重要的影响。,结论：1应当慢一些，03/min。2一般要大于50/min。,结论：1.烧结温度过高，晶粒易长大，从而降低矫顽力。,2.合金的成分与 磁性能最佳的烧结温度有很大的影响。,3.相同的烧结温度下，发现合金的成分对磁性能影响很大。,Thank you for your attention!,
