稀土磁性材料

和矫顽力，能量密度高， 性价比高，具有良好的机 械特性。
实验室的宠物， 更是工业化的新 兴产业，当今世 界早已掀起了
❖ 缺点：居里温度低，温度 特性差，易于粉化腐蚀。 （通过表面涂层处理解决）
“Nd-Fe-B热”。
永磁材料的应用
主要是利用磁体在气隙产生足够强的磁 场，利用磁极与磁极的相互作用，磁场对带 电物体或粒子或载电流导体的相互作用来做 功，或实现能量，信息的转换。
15% 15%
10% 30%
VCM MRI 永磁电机 电声器件 其它
20% 17%
4%
1% 5%
35%
VCM
MRI
大型电机 电声器件
磁选
小型电机 其它
21
根据相关行业数据，我国的钕铁硼产品主要集 中在电声、磁选、小型电机等低端领域；而 世界领先企业如日本的产品主要集中在音圈 电机VCM、核磁共振成像MRI和汽车动力转 向装置EPS等高端领域
矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的一个物理量。在 磁体使用中，Hc越高，表示温度稳定性越好。
三、稀土永磁材料
❖ 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。
第一代稀土永磁材料
ReCo5(SmCo5)
第二代稀土永磁材料
Re2TM17
第三代稀土永磁材料
Nd-Fe-B
❖ 稀土永磁材料的制备：熔炼、浇铸机械合 金化等
❖ 熔炼技术： 真空感应熔炼法 （最常用）
真空电弧熔炼法（多用于实验室研究） 真空热还原扩散法（近年来得到发展）
❖ 合金化或控制合金的结晶组织或制粉：
浇铸/机械合金化/熔体快淬法/气体雾化法/高频震荡 雾化法
❖ 优点：具有极高的磁能积
被称为“磁王” 的钕铁硼不仅是
中国大约100家NdFeB磁体生 产厂家，主要分布在北京、 天津、山西、浙江和赣州、 包头等地。
包头 北京-天津
山西
2009年产量达到57000吨, 位于世界首位。
中科三环是中国目前最大的生产商——2009年 年产量达到6700吨。
安泰科技目前生产线能力可达年产量2500吨。
浙江
赣州
全球烧结钕铁硼生产量一览表
❖ 电-机械转换（电机、发电机、计算机VCM） ❖ 电-声转换（音响器件、电话） ❖ 磁-机械力或转矩（磁分离、磁悬浮列车） ❖ 微波器件、电子束、离子束聚焦 ❖ 传感器、电信号传输、转变 ❖ 医疗及生物（磁共振成像仪） ❖ 其它应用（磁性销钉、真空技术）
四、中国稀土永磁材料的发展状况
中国烧结钕铁硼磁体生产厂家
产量统计
从产量上看，中国已超过世界总产量的83％，日本占16％，欧美 不到1％；从产值上来说，中国占59％，日本占到39％，欧美2％。
2009年全球NdFeB磁体产量分布图
2009年全球NdFeB磁体产值分布图
钕铁硼产品的应用领域比较
钕铁硼产品的应用领域-世界
钕铁硼产品的应用领域-中国
30%
18%
稀土永磁已成为最具有我国资源特色,且在稀 土领域中发展最快、所占比重最大的产业。
1985 ~ 2010年间全球各类商品磁体产值V （$x108）的变化
100
稀土永磁产业格局的发展趋势
全球制造业向发展中国家重心 转移
80
60
稀土永磁材料发
40
展格局的趋势
20
0 1985 1990 1995 2000 2005 2010 Ferrite Alnico SmCo NdFeB
❖ 铁磁性或亚铁磁性转变成顺磁性时对应的临 界温度。Tc越高，永磁材料的使用温度越高， 温度稳定性好
3.磁能积（BH）max Magnetic Energy Product
磁铁在空气隙中产生的磁场强度除了与磁 铁体积、气隙体积有关外，主要决定于磁铁 内部的磁感应强度B和磁铁的退磁场H的乘积。 因此BH代表永磁体的能量，称为磁能积。 (BH)m称为最大磁能积。
③ 按功能分类 软磁材料、硬磁材料、半硬磁材料、矩 磁材料、旋磁材料、压磁材料、 泡磁材料、 磁光材料、磁记录材料
❖ 二、永磁材料的技术磁参量
非结构敏感参数：主要由材料的化学成分和晶
体结构来决定，也称为内禀磁参量。
饱和磁化强度Ms ， 居里温度Tc
结构敏感参数：强烈地依赖材料的结构和微观
结构，例如晶粒尺寸，晶粒取向，晶体缺陷，掺 杂物机械加工及热处理条件等有关。
剩磁Mr、矫顽力Hc、磁能积（BH）max
1.饱和磁化强度Ms Saturation Magnetization
❖ 定义：在给定的温度下，给定的材料能达 到的磁化强度最大值。
❖ 永磁材料的Ms越高越好，它标志着材料的 最大磁能积和剩磁可能达到的上限值最高。
❖ 单位名称为安每米，单位符号为A/m
2.居里温度Tc
70000 60000 50000
美 国（t）
欧 洲（t）
日 本（t）
140
中 国（t）
120
合 计（t）
中国占的比例（%）
100
合计增长率（%） 80
40000
60
40 30000
20
20000
0
-20 10000
-40
0
-60
1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
稀土磁性材料 Rare Earth Magnetic Materials
1.磁性材料的分类 2.永磁材料的技术磁参量 3.稀土永磁材料 4.中国稀土永磁材料的发展状况
一、磁性材料的分类
① 按化学组成分类
金属磁性材料、非金属(铁氧体)磁性 材料
② 按磁化率大小分类
顺磁性、反磁性、铁磁性、反铁磁 性、亚铁磁性
中国
欧美磁材行业 战略转移
日本稀土永磁 产业的收缩和
转移
2000年稀土磁体（NdFeB+SmCo）的产值首次超过了铁氧体的，此趋 势将与日俱增。换言之，稀土磁体在21世纪将唱主角
中国烧结钕铁硼行业状况评价
4.剩磁Br Remanence
❖ 永磁Βιβλιοθήκη Baidu经磁化至技术饱和，并去掉外磁场
后，所保留的磁性，Mr称为剩余磁化强度， Br称为剩余磁感应强度。
5.矫顽力 Coercive Force
铁磁体磁化到饱和以后，使它的磁化强度或磁 感应强度降低到零所需要的反向磁场成为矫顽
力。用Hc表示。 Hci表示内禀矫顽力 Hcb表示磁感矫顽力