又稱(chēng)“硬磁材料�。一�(jīng)磁化即能保持恒定磁性的材料。具有寬磁滯回線(xiàn)、高矯頑力和高剩��
基本信息
永磁材料
permanent magnetic material
具有寬磁滯回�(xiàn)、高矯頑�、高剩磁,一�(jīng)磁化即能保持恒定磁性的材料。又�(chēng)硬磁材料。實(shí)用中,永磁材料工作于深度磁飽和及充磁后磁滯回�(xiàn)的第二象限退磁部�。常用的永磁材料分為鋁鎳鈷系永磁合金、鐵鉻鈷系永磁合�、永磁鐵氧體、稀土永磁材料和�(fù)合永磁材��
鋁鎳鈷系永磁合金
以鐵、鎳、鋁元素為主要成�,還含有銅、鈷、鈦等元�。具有高剩磁和低溫度系數(shù),磁性穩(wěn)�。分鑄造合金和粉末燒結(jié)合金兩種�20世紀(jì)30�60年代�(yīng)用較�,現(xiàn)多用于儀表工�(yè)中制造磁電系儀�、流量計(jì)、微特電�(jī)、繼電器��
鐵鉻鈷系永磁合金
以鐵、鉻、鈷元素為主要成�,還含有鉬和少量的鈦、硅元素。其加工性能�,可�(jìn)行冷熱塑性變�,磁性類(lèi)似于鋁鎳鈷系永磁合金,并可通過(guò)塑性變形和熱處理提高磁性能。用于制造各種截面小、形狀�(fù)雜的小型磁體元件�
永磁鐵氧�
主要有鋇鐵氧體和鍶鐵氧體,其電阻率高、矯頑力�,能有效地應(yīng)用在大氣隙磁路中,特別適于作小型�(fā)電機(jī)和電�(dòng)�(jī)的永磁體。永磁鐵氧體不含貴金屬鎳、鈷�,原材料�(lái)源豐富,工藝�(jiǎn)�,成本低,可代替鋁鎳鈷永磁體制造磁分離�、磁推軸�、揚(yáng)聲器、微波器件等。但其磁能積較低,溫度穩(wěn)定性差,質(zhì)地較�、易�,不耐沖擊振�(dòng),不宜作�(cè)�?jī)x表及有精密要求的磁性器��
稀土材�
主要是稀土鈷永磁材料和釹鐵硼永磁材料。前者是稀土元素鈰、鐠、鑭、釹等和鈷形成的金屬間化合物,其磁能積可�(dá)碳鋼�150倍、鋁鎳鈷永磁材料�3�5� ,永磁鐵氧體�8�10�,溫度系�(shù)低,磁性穩(wěn)�,矯頑力高達(dá)800千安/米。主要用于低速轉(zhuǎn)矩電�(dòng)�(jī)、啟�(dòng)電動(dòng)�(jī)、傳感器、磁推軸承等的磁系統(tǒng)。釹鐵硼永磁材料是第三代稀土永磁材料,其剩�、矯頑力和磁能積比前者高,不易碎,有較好的機(jī)械性能,合金密度低,有利于磁性元件的輕型�、薄型化、小型和超小型化。但其磁性溫度系�(shù)較高,限制了它的�(yīng)��
�(fù)合材�
由永磁性物�(zhì)粉末和作為粘�(jié)劑的塑性物�(zhì)�(fù)合而成。由于其含有一定比例的粘結(jié)�,故其磁性能比相�(yīng)的沒(méi)有粘�(jié)劑的磁性材料顯著降低。除金屬?gòu)?fù)合永磁材料外,其他復(fù)合永磁材料由于受粘結(jié)劑耐熱性所�,使用溫度較低,一般不超過(guò)150� 。但�(fù)合永磁材料尺寸精度高,機(jī)械性能�,磁體各部分性能均勻性好,易于�(jìn)行磁體徑向取向和多極充磁。主要用于制造儀器儀�、通信�(shè)�、旋�(zhuǎn)�(jī)�、磁療器械及體育用品��
永磁材料包括鐵氧體永�、稀土永磁(稀土鈷、釹鐵硼等)、鋁鎳鈷、鐵鉻鈷、鋁鐵等材料,其中最常用、用量的是鐵氧體永磁、釹鐵硼稀土永��
鐵氧體永磁在永磁材料�,盡管綜合磁性能較低,但與金屬永磁相�,電阻率�,穩(wěn)定性好,耐環(huán)境變化強(qiáng),原料來(lái)源豐�、性能�(jià)格比較高、工藝成�,又不存在氧化問(wèn)題,故在永磁材料的諸多應(yīng)用領(lǐng)�,仍是最理想的永磁材�。鐵氧體永磁�50年代批量生產(chǎn)以來(lái),其�(fā)展勢(shì)頭十分迅�,目前產(chǎn)值約為稀土永磁的1.5�,預(yù)�(jì)今后較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),它仍將是應(yīng)用最�、需求量的永磁材�。同�(shí),鐵氧體永磁及其�(yīng)用產(chǎn)品還是典型的節(jié)�、節(jié)�、節(jié)匯和出口�(chuàng)匯產(chǎn)�。無(wú)論從資源利用角度,還是從能源和應(yīng)用的角度�(lái)�,其�(fā)展前景都十分廣闊。發(fā)展鐵氧體永磁�(duì)�(fā)展中�(guó)汽車(chē)、摩托車(chē)、電子信息等�(guó)民經(jīng)�(jì)支柱�(chǎn)�(yè)及出口創(chuàng)匯具有重大意�,符合國(guó)家產(chǎn)�(yè)政策與規(guī)�,隨著電子信息技�(shù)迅速發(fā)�,國(guó)�(nèi)外對(duì)高性能鐵氧體永磁的市場(chǎng)需求越�(lái)越大。因�,研究開(kāi)�(fā)和生�(chǎn)高性能鐵氧體永磁材料既十分必要,又大有可為�
概述
大類(lèi)是:合金永磁材料,包括稀土永磁材料(釹鐵硼Nd2Fe14B�、釤�(SmCo)、鋁鎳鈷(AlNiCo�
第二大類(lèi)是:鐵氧體永磁材料(Ferrite�
按生�(chǎn)工藝不同分為:燒�(jié)鐵氧�、粘�(jié)鐵氧�、注塑鐵氧體,這三種工藝依�(jù)磁晶的取向不同又各分為等方性和異方性磁��
這些就是市面上的主要永磁材料,還有一些因生產(chǎn)工藝原或成本原因,不能大范圍�(yīng)用而淘�,如Cu-Ni-Fe(銅鎳鐵)、Fe-Co-Mo(鐵鈷鉬�、Fe-Co-V(鐵鈷釩�、MnBi(錳鉍)
稀土永磁材�
稀土永磁材料(釹鐵硼Nd2Fe14B�
按生�(chǎn)工藝不同分為以下三種
�1�、燒�(jié)釹鐵硼(Sintered NdFeB)——燒�(jié)釹鐵硼永磁體�(jīng)�(guò)氣流磨制粉后冶煉而成,矯頑力值很�,且擁有極高的磁性能,其磁能�(BHmax)高過(guò)鐵氧�(Ferrite)10倍以上。其本身的機(jī)械性能亦相�(dāng)之好,可以切割加工不同的形狀和鉆�。高性能�(chǎn)品的工作溫度可達(dá)200攝氏�。由于它的物�(zhì)含量容易�(dǎo)致銹�,所以根�(jù)不同要求必須�(duì)表面�(jìn)行不同的�?qū)犹幚�?如鍍�、鎳、環(huán)保鋅、環(huán)保鎳、鎳銅鎳、環(huán)保鎳銅鎳�)。非常堅(jiān)硬和�,有高抗退磁性,高成�/性能比例,不適用于高工作溫度�>200℃)�
�2�、粘�(jié)釹鐵硼(Bonded NdFeB)——粘�(jié)釹鐵硼是將釹鐵硼粉末與樹(shù)脂、塑膠或低熔�(diǎn)金屬等粘�(jié)劑均勻混�,然后用壓縮、擠壓或注射成型等方法制成的�(fù)合型釹鐵硼永磁體。產(chǎn)品一次成�,無(wú)需二次加工、可直接做成各種�(fù)雜的形狀。粘�(jié)釹鐵硼的各�(gè)方向都有磁性,可以加工成釹鐵硼壓縮模具和注塑模�。精密度�、磁性能、耐腐蝕性好、溫度穩(wěn)定性好�
�3�、注塑釹鐵硼(Zhusu NdFeB)——有極高之精確度、容易制成各向異性形狀�(fù)雜的薄壁�(huán)或薄磁體
燒結(jié)鐵氧�
燒結(jié)鐵氧體(Sintered Ferrite)的主要原料包括BaFe12O19和SrFe12O19,依�(jù)磁晶的取向不同分為等方性和異方性磁體。由于其低廉的價(jià)格和適中的磁性能而成為應(yīng)用較為廣泛的一種磁�。鐵氧體磁鐵是通過(guò)陶瓷工藝法制造而成,質(zhì)地也比較�(jiān)�,也屬脆性材�,由于鐵氧體磁鐵有很好的耐溫性及�(jià)格低�,已成為�(yīng)用較為廣泛的永磁��
橡膠�
橡膠磁(Rubber Magnet)是鐵氧體磁材系列中的一�,由粘結(jié)鐵氧體料粉與合成橡膠�(fù)合經(jīng)擠出成型、壓延成型、注射成型等工藝而制成的具有柔軟�、彈性及可扭曲的磁體。可加工成條狀、卷狀、片狀及各種復(fù)雜形狀� 橡膠磁體由磁粉(SrO6Fe2O3�、聚乙烯(CPE)和其它添加劑(EBSO、DOP)等組成,通過(guò)擠出、壓延制造而成。橡膠磁材可以是同性的或異性的,它由鐵氧體磁粉、CPE和某些微量元素制成,可彎、可�、可�。它�(wú)需更多�(jī)械加工即可使�,也可以按所需尺寸修整形狀,橡膠磁也可以根據(jù)客戶(hù)要求�(fù)PVC,背膠,上UV油等。它的磁能積�0.60 �1.50 MGOe之間� 橡膠磁材的應(yīng)用領(lǐng)域:冰箱、訊息告示架、將物件固定� 金屬體以用作廣告等的緊固�,用于玩�、教�(xué)儀器、開(kāi)�(guān)和感�(yīng)器的磁片。主要應(yīng)用于微特電機(jī)、電冰箱、消毒柜、廚�、玩具、文�、廣告等行業(yè)�
鋁鎳�
鋁鎳鈷(AlNiCo)是最早開(kāi)�(fā)出來(lái)的一種永磁材�,是由鋁、鎳、鈷、鐵和其它微量金屬元素構(gòu)成的一種合金。根�(jù)生產(chǎn)工藝不同分為燒結(jié)鋁鎳鈷(Sintered AlNiCo)和鑄造鋁鎳鈷(Cast AlNiCo�。產(chǎn)品形狀多為圓形和方彀鑄造工藝可以加工生�(chǎn)成不同的尺寸和形狀;與鑄造工藝相�,燒�(jié)�(chǎn)品局限于小的尺寸,其生產(chǎn)出來(lái)的毛坯尺寸公差比鑄造產(chǎn)品毛坯要�,磁性能要略低于鑄造產(chǎn)�,但可加工性要�。在永磁材料中,鑄造鋁鎳鈷永磁有著可逆溫度系�(shù),工作溫度可高達(dá)600攝氏度以�。鋁鎳鈷永磁�(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各種儀器儀表和其他�(yīng)用領(lǐng)域�
釤鈷
釤鈷(SmCo)依�(jù)成份的不同分為SmCo5和Sm2Co17,分別為笫一代和笫二代稀土永磁材�。由于其原材料十分稀�,價(jià)格昂貴而使其發(fā)展受到限�。釤鈷(SmCo)作為第二代稀土永磁體,不但有著較高的磁能積(14-28MGOe)和可靠的矯頑力,而且在稀土永磁系列中表現(xiàn)出良好的溫度特�。與釹鐵硼相�,釤鈷更適合工作在高溫環(huán)境中�>200℃)�
隨著社會(huì)的發(fā)展,磁鐵的應(yīng)用也越來(lái)越廣�,從高科技�(chǎn)品到最�(jiǎn)單的包裝�,目前應(yīng)用最為廣泛的還是釹鐵硼強(qiáng)磁和鐵氧體磁��
從永磁材料的�(fā)展歷史來(lái)�,十九世紀(jì)末使用的碳鋼,磁能積(BH)max(衡量永磁體儲(chǔ)存磁能密度的物理�)不足1MGOe(兆高�),而國(guó)外批量生�(chǎn)的Nd-Fe-B永磁材料,磁能積已達(dá)50MGOe以上。這一�(gè)世紀(jì)以來(lái),材料的剩磁Br提高甚小,能積的提高�?dú)w功于矯頑力Hc的提�。而矯頑力的提�,主要得益于�(duì)其本�(zhì)的認(rèn)�(shí)和高磁晶各向異性化合物的發(fā)�(xiàn),以及制備技�(shù)的�(jìn)��
二十世紀(jì)初,人們主要使用碳�、鎢鋼、鉻鋼和鈷鋼作永磁材�。二十世紀(jì)三十年代末,AlNiCo永磁材料�(kāi)�(fā)成功,才使永磁材料的大規(guī)模應(yīng)用成為可�。五十年�,鋇鐵氧體的出現(xiàn),既降低了永磁體成本,又將永磁材料的�(yīng)用范圍拓寬到高頻�(lǐng)�。到六十年代,稀土鈷永磁的出�(xiàn),則為永磁體的應(yīng)用開(kāi)辟了一�(gè)新時(shí)��
1967年,美國(guó)Dayton大學(xué)的Strnat�,用粉末粘結(jié)法成功地制成SmCo5永磁體,�(biāo)志著稀土永磁時(shí)代的到來(lái)。迄今為�,稀土永磁已�(jīng)歷代SmCo5,第二代沉淀硬化型Sm2Co17,發(fā)展到第三代Nd-Fe-B永磁材料�
此外,在歷史上被用作永磁材料的還有Cu-Ni-Fe、Fe-Co-Mo、Fe-Co-V、MnBi、A1MnC合金�。這些合金由于性能不高、成本不�,在大多�(shù)�(chǎng)合已很少采用。而AlNiCo、FeCrCo、PtCo等合金在一些特殊場(chǎng)合還得到�(yīng)�。目前Ba、Sr鐵氧體仍然是用量的永磁材�,但其許多應(yīng)用正在逐漸被Nd-Fe-B�(lèi)材料取代。并�,當(dāng)前稀土類(lèi)永磁材料的產(chǎn)值已大大超過(guò)鐵氧體永磁材�,稀土永磁材料的生產(chǎn)已發(fā)展成一大產(chǎn)�(yè)�