第3代永磁材料————钕铁硼磁体
钕铁硼磁性材料知识解析
培训资料
广东富远稀土新材料股份有限公司
二○一○年十月一日
本公司职工上岗培训材料
钕铁硼磁性材料知识
广东富远稀土新材料股份有限公司
组织编写
技术部
编写：韩旗英
目 录
第一章磁性材料简介
一切物质是由原子组成的，而原子又是由原子核和核外电子组成的。原子核和电子均由于运动而产生磁矩，但原子核的磁矩远小于电子磁矩，所以原子磁矩主要来源于电子磁矩，并且电子磁矩有包括电子轨道磁矩和电子自旋磁矩。量子力学表明，原子的核外一般分布有若干个电子，并且当电子分布在几个层次上时，由于内层电子之间的磁矩相互抵消，所以只有外层电子才对原子磁矩起作用。而只有3d过渡族金属和La系稀土金属等一些元素在一部分电子磁矩抵消以后，还剩余一部分电子磁矩没有被抵消。这样，这些元素原子具有总的原子磁矩。在此基础之上，由于“交换作用”的机理，这些原子磁矩得以按相同方向整齐排列起来，整个物体也就有了磁性。当然，抵消以后由于原子磁矩大小的不同，最终磁体显示的磁性强弱也不同。
软磁材料：磁性物质在外磁场中会显示很强的磁性，但当外磁场去掉后，它又没有磁性了，这种材料多用来作导磁材料用，如变压器铁芯、磁路轭铁等。常见的有硅（矽）钢片（含硅1～4%）、工业纯铁、低碳钢、铁钴、铁镍合金等。因材质是软的，通常称为软磁材料。
硬磁材料：磁性物质在外磁场中会显示磁性，被磁化后，去掉外磁场它仍保留一部分磁性，也就是说在没有磁场存在时，它仍有一定的磁性，要使这部分磁性去掉，则必须在原磁化方向上施加一与该材料内禀矫顽力相等的反向磁场，这时该材料便不显示磁性了，也就是说这种材料的磁性较硬，不加反向磁场它的磁性不会去掉，再者这类材料的材质都比较硬，故叫它为硬磁材料，但它具有永久保留磁性的特性，所以通常也叫永磁材料或恒磁材料。永磁材料有天然的和人工制造的两种。天然的叫磁石，即是铁磁矿石，它具有微弱的磁性，我们的祖先利用它做成指南针，这是人类最早利用永磁的发明。
稀土在你身边——永磁之王钕铁硼
稀土在你身边——永磁之王钕铁硼稀土是五矿有色板块重点经营的商品，在近年的经营中创出了贸易额与利润的佳绩。
什么是稀土？百度给出的答案是：“稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素，称为稀土元素(Rare Earth)。
简称稀土(RE 或R)。
”虽然看着比较晕，但是稀土就在我们身边，这次就说说稀土产品中的当红炸子鸡——永磁之王钕铁硼。
顾名思义，钕铁硼主要含有钕、铁、硼三种元素，是以金属间化合物Nd2Fe14B为基础的永磁材料，除了钕，另外两种稀土元素镨与镝也发挥了重要作用，镨单独用作永磁材料性能不突出，但却是一个能改善磁性能的优秀协同元素，加入适量的镨能有效地提高和改善永磁材料性能。
镝作为钕铁硼永磁体的添加剂使用，添加2~3%左右的镝可提高其矫顽力，随着钕铁硼磁体需求的增加，成为必要的添加元素。
能称为永磁之王的钕铁硼有不少优点，比如磁能积大，高矫顽力。
磁能积大，是说同等体积磁能强，有个例子是这样说的：同等功率的扬声器（音箱），用铁氧体磁铁需要1.2千克，用稀土钕铁硼磁铁只需要50克。
小时候收音机是居家生活重要“电器”，听《小喇叭》中孙静修老爷爷讲《西游记》，听评书《白眉大侠》、《隋唐演义》。
那时候砖头大小的收音机中有一个大喇叭占据了二分之一的空间让人印象深刻，而今科技发展了，用手机听收音机广播声音同样震撼，钕铁硼永磁体功不可没。
据称钕铁硼永磁体本身磁力是自身重量的640倍，就是可以吸起自身重量的640倍，令人咋舌吧。
高矫顽力，是说磁铁不容易退磁，小时候玩具少，经常把报废收音机喇叭中的磁铁拆下来吸铁钉玩，在磁铁的帮助下铁钉很容易就被磁化了，可以吸其他的钉子，拿开磁铁很快磁性又没了，可见铁钉没啥矫顽力。
钕铁硼基本信息介绍
钕铁硼介绍：诞生于八十年代初的第三代稀土永磁材料--钕铁硼，是当今世界上磁性最强的永磁材料，可分为烧结钕铁硼磁性材料和粘结钕铁硼磁性材料。
与烧结钕铁硼磁性材料相比，粘结钕铁硼磁性材料具有一次成形，多极取向的特点；主要应用于微电机上。
钕铁硼永磁体以其优异的性能、丰富的原料、合理的价格正得以迅猛的发展和广泛的应用。
其主要应用在微特电机、永磁仪表、电子工业、汽车工业、石油化工、核磁共振装置、音响器材、磁悬浮系统、磁性传动机构和磁疗设备等方面。
钕铁硼磁铁容易生锈、氧化，所以对钕铁硼磁铁，其表面通常需作电镀处理，如镀锌、镍、银、金等，也可以做磷化处理或喷环氧树脂来减慢其氧化速度。
钕铁硼的其他物理特性：Br 温度系数-0.11%/°C密度7.4g/cm3韦氏温度600Hv拉伸温度8.0kg/mm2比热0.12k Cak(kg°C)弹性模量 1.6x1011N/m2横向变形系数0.24居里温度310-340°C电阻率144Ω.cm挠曲强度25kg/mm2热膨胀系数4x10-6/°C导热系数7.7cal/m.h.°C刚度0.64N/m2压缩率9.8x10-12m2/NiHc温度系数-0.60%/°C表面处理：镀锌、镍、锡、金、银、磷化处理、环氧树脂喷涂特性：钕铁硼永磁材料是以金属间化合物Nd2Fe14B为基础的永磁材料。
钕铁硼具有极高的磁能积和矫力，同时高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用，从而使仪器仪表、电声电机、磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。
材质特点：钕铁硼的优点是性价比高，具良好的机械特性；不足之处在于居里温度点低，温度特性差，且易于粉化腐蚀，必须通过调整其化学成分和采取表面处理方法使之得以改进，才能达到实际应用的要求。
制造工艺：钕铁硼的制造采用粉末冶金工艺。
工艺流程：配料→ 熔炼制锭→ 制粉→ 压型→ 烧结回火→ 磁性检测→ 磨加工→ 销切加工→ 电镀→ 成品。
中国稀土永磁材料产业现状及趋势分析
中国稀土永磁材料产业现状及趋势分析稀土永磁材料是指稀土元素RE（铈Sm、钕Nd、钐Sm）和过度族金属元素TM （铁Fe，钴Co）形成的合金经一定的工艺制成的永磁材料，是对相关产品性能、效率提升较为明显的重要基础材料，在战略性新兴产业中应用量较大，目前也已成为稀土新材料中最大的消费领域。
现在所应用的永磁材料主要经历了金属永磁、铁氧体和稀土永磁三个阶段，其中稀土永磁材料是目前磁性最好、发展最快的永磁材料。
钕铁硼合金是目前性能最好的稀土永磁材料。
稀土永磁材料至今已有两大类、三代产品。
第一大类是稀土-钴合金系，包括第一代SmCo5和第二代Sm2Co17合金，均是以金属钴为基的永磁材料合金，但由于原材料昂贵，受到资源和价格的限制，主要应用与高端领域。
第二大类是钕铁硼合金，1983年由日本和美国同时发现，称为第三代永磁材料，由大量的钕、铁、硼三种元素构成，其中钕元素的占比在25%-35%。
目前第四代铁氮（碳）永磁体，尚处于研发阶段。
在已有的三代稀土永磁材料中，钕铁硼具有体积小、重量轻、磁性强等特点，由于原料易得、价格便宜的优点，发展极为迅速。
按照制造工艺的不同，钕铁硼磁材可分为烧结、粘结和热压三类，其在性能和应用上各具特色，下游应用领域重叠范围比较少，相互之间起到功能互补而非替代或挤占的作用。
烧结钕铁硼是目前产量最高、应用最广泛的稀土永磁材料，占比约超过90%，大部分中国钕铁硼磁材制造商主要生产烧结钕铁硼磁材。
2019年，稀土磁性材料产量保持平稳增长。
其中，烧结钕铁硼毛坯产量17万吨，同比增长9.7%；粘结钕铁硼产量7900吨，同比增长5%；钐钴磁体产量2400吨，同比增长4%2019年烧结钕铁硼毛坯产量占比94.3%，粘结钕铁硼占比 4.4%，钐钴磁体产量占比仅1.3%。
国家近年出台行业发展规划以及多项政策文件鼓励高性能钕铁硼永磁产业发展。
钕铁硼磁材产业链上游主要是稀土矿开采、分离及冶炼，中游是钕铁硼的精深加工企业，下游是消费电子和基础工业等传统应用领域，以及新能源和节能环保等新兴应用领域。
钕铁硼永磁体说明
钕铁硼永磁体说明钕铁硼永磁体是一种具有极高磁性的材料，是目前应用最广泛的永磁材料之一。
它具有高磁能积、高剩磁、高矫顽力等优良磁性能，被广泛应用于电机、传感器、磁力器件等领域。
钕铁硼永磁体由钕、铁、硼等元素组成。
其中，钕元素赋予了磁体高矫顽力和高磁能积的特性，铁元素提供了磁体的导磁性能，硼元素则起到了稳定和增强磁性能的作用。
这三种元素的合理比例和精细制备工艺使得钕铁硼永磁体能够达到极高的磁性能。
钕铁硼永磁体具有很强的磁性能，其矫顽力可达到1400kA/m以上，剩磁可达到1.4T以上，磁能积可达到400kJ/m³以上。
这些优异的磁性能使得钕铁硼永磁体在电机领域有着广泛的应用。
例如，它可以用于制造高效率、小体积的直流无刷电机，提高电动汽车、风力发电机组等设备的性能。
除了电机领域，钕铁硼永磁体还可以应用于传感器领域。
由于其高灵敏度和稳定性，它可以用于制造磁传感器、霍尔元件等，广泛应用于自动控制、汽车电子、医疗设备等领域。
例如，磁传感器可以用于测量物体的位置、速度和方向等参数，实现精准的位置控制和导航。
钕铁硼永磁体还可以用于制造磁力器件。
它具有较高的磁导率和磁滞损耗小的特点，可以用于制造高效率的磁力驱动器、磁力制动器等。
例如，在高速列车的制动系统中，钕铁硼永磁体可以用于制造高性能的磁力制动器，实现快速减速和平稳停车。
然而，钕铁硼永磁体也存在一些问题。
首先，钕铁硼永磁体具有较高的磁性，容易受到外界磁场的干扰，导致磁性能的衰减。
其次，钕铁硼永磁体的工艺复杂，制备成本较高，生产过程中还会产生一定的环境污染。
此外，钕铁硼永磁体的矫顽力随温度的升高而下降，限制了其在高温环境下的应用。
为了解决这些问题，科研人员不断进行钕铁硼永磁体的研发和改进。
他们通过调整合金配比、添加稀土元素、优化制备工艺等手段，提高了钕铁硼永磁体的磁性能和稳定性。
同时，他们还研发了一些钕铁硼永磁体的替代材料，如钴基永磁体、铁氧体磁体等，满足了不同领域对永磁材料的需求。
钕铁硼生产工艺流程
钕铁硼生产工艺流程钕铁硼（NdFeB）是一种非常重要的永磁材料，具有高磁能积、高矫顽力和高磁耦合系数的特点。
钕铁硼磁体广泛应用于电子、机械、汽车等领域。
以下是钕铁硼的生产工艺流程。
1. 原料准备：制备钕铁硼磁体的主要原料包括钕氧化物（Nd2O3）、铁粉（Fe）、硼酸物（B2O3）和添加剂（如氧化铁、钆等）。
这些原料需经过粉末混合、筛分和烘烤等步骤，以获得均匀的粉末混合物。
2. 氧化还原反应：将粉末混合物置于氮气和氢气的气氛中进行氧化还原反应，使钕氧化物和铁粉反应生成钕铁合金。
该反应在高温下进行，并要求控制气氛的氧气分压和反应时间，以确保完全反应和高品质的产物。
3. 粉末磨碎：将新合成的钕铁合金磨碎成粉末。
磨碎过程中使用的设备通常为球磨机或气流磨碎机。
磨碎的粉末要求细度均匀，以提高后续成型和烧结的效果。
4. 粉末成型：将磨碎后的粉末通过压制成型设备进行成型。
主要有压铸、注射成型和挤压成型等方法。
成型过程中需要控制压力、温度和速度等参数，以获得高密度和均匀的磁体坯料。
5. 磁体烧结：将成型的磁体坯料置于高温烧结炉中进行烧结。
烧结过程在惰性气氛中进行，通常是氢气或氮气。
烧结温度通常在1000°C以上，需要控制烧结时间和烧结温度的升降速度，以确保磁体密度和磁性能的优化。
6. 磁体处理：将烧结后的磁体进行磨削、磨平和切割等处理。
这些步骤旨在获得所需的尺寸和平整度，并为后续的磁性能处理做好准备。
7. 磁性能处理：对磁体进行退火、氢处理、磁化和表面涂层等处理。
退火可以调整磁体的晶粒结构和磁化强度。
氢处理可以提高磁体的矫顽力和稳定性。
磁化可以使磁体具有指定的磁性能。
表面涂层可以保护磁体的表面免受氧化和腐蚀。
8. 产品检验：对制备好的钕铁硼磁体进行质量检测和磁性能测试。
常用的检测方法包括外观检查、尺寸测量、磁性能测试和腐蚀性能测试等。
只有通过严格的质量检验，才能保证产品的合格和稳定性。
9. 包装和出货：将合格的钕铁硼磁体进行包装，并进行标识和记录。
第三代永磁体—钕铁硼
工艺过程是将钕 金属锭、 硼化铁及铁 粉按照 配料 比， 经粉碎充分混合放人刚玉坩埚 中， 在真空 条件下， 在高温感应炉 内进行烧结， 保持一定的烧 成 时 间后 ， 将坩埚 中的烧 成料取 出经 粉 碎后 ， 压 在 力下成型再一次进行烧制便得到钕铁硼磁性体 。 主要工艺条件 ： 配料比 钕粉 ： 硼化铁粉； 铁粉 按理 论摩 尔 比 ； 烧结 温度 １ ０ ～２００℃ ； 结 时 ０ ０ ８ 烧
郑 学 家
（ 辽宁省化工研究院 ． 辽宁 大连 １６２ ） １ ３ ０
摘 关 键
要 ： 论述了钕铁硼这种新型的第三代永磁物料 国内外的发展状况和市场情况 ， 并提 出了我 国 词 ： 第三代 ； 磁体 ； 永 材料
文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １０ ｔ３ （ｏ２ ｏ — ６ — ２ ０４一￣ ５２ｏ ）２ ００ ０
点阵参数 ａ ．２ １ ， ＝０ ８２１１Ｃ＝１２４４ｌ 。 １ １ ． ｒ ２ ｉ ａ 烧结 Ｎ ｅ 最 大磁 能 积 已达 ５ＭＧ ｅ ｄ Ｆｎ ０ Ｏ。
，
４ 国内外概况
钕铁硼从实验室到工业规模 生产仅经历 了 ３
３ 生产方法
ｒ １． ］ 世
一 甫 ｚ 、
按照生产工艺分类 ， 前 开发 №ＦＢ 目 ｅ 磁体有
间 ２ｈ 烧制 温度 １１０℃左 右。 ： ０
（ｉ Ｂ 以及硼纤维 （ Ｓ ｅ） Ｆ 如以钨丝做载体 的硼的沉积 物） 等。首先在文中介绍的是钕铁硼。
物料消耗定额（ ｔ ｔ 产品） ／ 金属钕（ Ｎ 合 ｄ ９％） ９ ０４７硼化铁 （ ＦＢ中的所含 Ｂ达 ２ ．１， 在 ｅ ３％计 ） ． Ｏ ０２ 铁粉（ Ｆ ９％） ． ７ ７， 含 ｅ ９ ０８ 。 ０ 目前 国内 已有 二 、 家生 产 厂 应 用粘 结 法工 三 艺， 它有 成本 低 、 工艺 简单 ， 于 大批 量 生产 ， 能 适 并 加工复杂形状的器件等优点 。该工艺 国外也发展
永磁钕铁硼材料调查报告
NdFeB材料调查报告钕铁硼合金是第三代永磁材料，其试样和产品的性能均是当今永磁材料中最高的，最大磁能积分别为431KJ/m3和366KJ/m3，室温下剩磁B r可高达1.47T，磁感应矫顽力H c可达992kA/m。
同时该合金的机械强度比其它永磁材料高，韧性好，密度小，但是居里温度T c较低（312℃），磁感应温度系数较大（-0.126%C-1），B r的温度系数可达-0.13%C-1，H ci的温度系数达-（0.6~0.7）%C-1，使用温度低，热稳定性和抗腐蚀性能差（合金中含有极易氧化的钕），易生锈。
一、NdFeB材料的组分、分类及制备Nd-Fe-B系永磁材料，是以Nd2Fe14B化合物为基体，含有少量富Nd和富B相的永磁材料，其大体成分为：~36wt%Nd，~63wt%Fe，~1wt%B，主要成分为稀土（RE）、铁（Fe）、硼（B）。
其中稀土Nd为了获得不同性能可用部分镝（Dy）、镨（Pr）等其他稀土金属替代，铁也可被钴（Co）、铝（Al）等其他金属部分替代，硼的含量较小，但却对形成四方晶体结构金属间化合物起着重要作用，使得化合物具有高饱和磁化强度，高的单轴各向异性和高的居里温度。
钕铁硼永磁材料钕铁硼分为烧结钕铁硼和粘结钕铁硼两种，其制备主要有熔炼-粉末冶金法、熔体快淬法、还原扩散法和粘接磁体四种方法。
粘结钕铁硼各个方向都有磁性，耐腐蚀；而烧结钕铁硼因易腐蚀，表面需镀层，一般有镀锌、镍、环保锌、环保镍、镍铜镍、环保镍铜镍等。
除还原扩散法需要Nd2O3外，其它方法均需以金属钕或Nd-Fe合金为原料。
钕铁硼的烧结体是多相体系，除Nd2Fe14B外，还有富钕存在，因此在熔炼时按Nd15Fe77B8标称组分配料，获得的合金锭经球磨至粒度约为3μm粉末，然后在垂直于外磁场（~10kOe）方向压制成型。
压制的坯料在约1380K下于保护气氛中烧结，随后迅速冷却。
然后在富钕相熔点的温度（约880K）下进行后烧结处理，再快速冷却。
稀土永磁材料-钕铁硼
新材料之稀土永磁材料——钕铁硼学院：机械学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：慕铜摘要：为了探讨钕铁硼永磁材料的发展前景，发现行业存在的问题，对钕铁硼永磁材料生产和应用现状进行了分析。
结果表明，钕铁硼永磁材料将进入一个崭新的发展阶段，应用前景广阔。
关键词：钕铁硼、永磁材料、生产、应用钕，一种活泼的稀土材料，由于其这一特性而被国家所重视。
新材料产业在“十二五”发展思路中明确提出，中国未来五年将“大力发展稀土永磁、催化、储氢等高性能稀土功能材料和稀土资源高效率综合利用技术”。
在这四大应用领域中，稀土永磁发展成为规模最大、潜力最大的部分。
钕铁硼(NdFeB)属第三代稀土永磁材料，含有约30%的稀土元素(钕是主要组成成分，铽、镝等次之)，其具有质量轻、体积小和磁性强等特点，是迄今为止性价比最高的磁体，在磁学界被誉为磁王。
为此，今天我们将从以下几个方面对稀土永磁材料——钕铁硼进行简单的描述和介绍。
一、钕铁硼永磁材料钕铁硼永磁体的主要原材料有稀土金属钕,金属元素铁和非金属元素硼(有时会添加铝,钴,镨,镝,铽,镓等),一般表达式为: RE2TM14B(RE=Nd,Pr,Dy TM=Fe,Co)钕铁硼三元系永磁材料是以Nd2Fe14B化合物作为基体的,其成分应与化合物Nd2Fe14B分子式相近。
但完全按Nd2Fe14B成分配比时,磁体的磁性能很低，甚至无磁，只是实际的磁体当中钕和硼的含量比Nd2Fe14B 化合物的钕和硼含量多时(即形成富钕相和富硼相)才能获得较好的永磁性能。
基体Nd2Fe14相，这个相是磁体的主相,它的体积百分数(在炼完钢锭后已基本固定)决定了磁体的剩磁(Br)。
最大磁能积((BH)m),而成型时磁场取向就是实现它的排列分布使这一分子结构的易磁化轴(C)都沿取向方向有序排列,从而实现更高的磁性能。
富B相，富B相在基体中以一定的化合物存在,它是一个非磁相,对磁性能一般是有害的,但有富B相的存在反而使的钢锭容易破碎。
钕铁硼永磁
世上无难事，只要肯攀登
钕铁硼永磁
科技名词定义
中文名称：钕铁硼永磁体英文名称：neodymium-iron- boron permanent magnet 定义：以Nd2Fe14B 金属间化合物为基的稀土永磁体。
具有四方晶体结构，
有很强的磁晶各向异性能和很高的饱和磁化强度。
钕铁硼永磁材料是以金属间化合物Nd2Fe14B 为基础的永磁材料。
相对于铸
造Al-Ni-Co 系永磁材料和铁氧体永磁材料，钕铁硼具有极高的磁能积和矫顽
力，可吸起相当于自身重量的640 倍的重物。
高能量密度的优点使钕铁硼永磁
材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用.
钕铁硼永磁体是钕铁硼磁性材料的一种，也叫作为稀土永磁材料发展的最新
结果，由于其优异的磁性能而被称为磁王。
这是国家863 高科技计划所研发的
产物。
钕铁硼永磁体具有极高的磁能积和矫力，同时高能量密度的优点使钕铁
硼永磁材料在现代工业，电子技术中以及医疗行业中获得了广泛应用，从而使
仪器仪表、电声电机、磁选磁化，医疗器械，医疗设备等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。
钕铁硼永磁体的优点是性价比高，具良好的机械特性;不
足之处在于居里温度点低，温度特性差，且易于粉化腐蚀，必须通过调整其化
学成分和采取表面处理方法使之得以改进，才能达到实际应用的要求。
分类
钕铁硼永磁体分为烧结钕铁硼和粘结钕铁硼两种，粘结钕铁硼各个方向都有
磁性，耐腐蚀;而烧结钕铁硼因易腐蚀，表面需镀层，一般有镀锌、镍、环保
锌、环保镍、镍铜镍、环保镍铜镍等。
而烧结钕铁硼一般分轴向充磁与径向充磁，根据所需要的工作面来定。
化学组成。
钕铁硼永磁材料的性能及研究进展
钕铁硼永磁材料的性能及研究进展胡文艳【摘要】钕铁硼磁体被称为第3代稀土永磁材料,烧结钕铁硼磁体是目前综合磁性能最高的永磁材料.概述了钕铁硼永磁材料的研究进展和应用领域,介绍了钕铁硼磁体的性能及先进制备工艺,指出了目前国内钕铁硼磁体存在的主要问题及今后的研究方向.%As the third generation of rare earth permanent magnet material, the sintered NdFeB magnets possess the best integrated magnetic properties by now. The research progress and application fields of the NdFeB magnets are reviewed. The property and advanced production technologies of NdFeB magnets are introduced. The present problems existing in NdFeB magnet research in China and its research direction are pointed out.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)002【总页数】3页(P151-152,155)【关键词】稀土永磁材料;钕铁硼;磁性能;制备工艺【作者】胡文艳【作者单位】电子科技大学物理电子学院国家863计划强辐射实验室,四川成都610054【正文语种】中文【中图分类】TN919-340 引言永磁材料是一种重要的基础功能材料，它的基本功能是提供稳定持久的磁通量，不需要消耗电能，是节约能源的重要手段之一。
同时永磁材料使器械和设备结构简单，制造成本和维修保养成本降低［1］。
因此，永磁材料的应用面越来越广，应用量越来越大。
钕铁硼永磁材料介绍
超导磁体：造价高，运转费用高。 铁氧体：笨重，整个装置重达100t 左右。 钕铁硼：仅需几吨。
MRI
3、在电机上的应用
全球总能耗的一半以上用于电机的运转，永磁电 机逐步取代感应电机是必然趋势，节能和环保是 永磁电机的最大优势。
大型高功率电机(风力发电机、石油抽油机、电梯电机等）： 高性能烧结NdFeB磁体
稀土永磁钕铁硼 的制造及其应用
第一部分 钕铁硼（Nd-Fe-B)永磁基本概况 钕铁硼（Nd-Fe-B)于1982年发明于日本住友特种 金属材料和美国通用汽车公司，于1983年实现工 业化批量生产。 钕铁硼（Nd-Fe-B)是稀土铁系永磁材料的典型代 表，所谓永磁材料，通俗一点讲就是“永久吸铁 石”。 钕铁硼（Nd-Fe-B)主要成份由稀土元素（如钕 Nd)、铁元素（Fe)和硼元素（B）构成，其中稀 土元素约占25~35%，铁元素约占65~75%，硼元 素约占1%。
电机对永磁体的多样化需求：
微电机控制系统：幅射取向磁环 硬盘、软盘和光盘驱动器：其微型直流主轴电机、步进 电机为外转子结构，多采用一次成型粘结磁体。
4、在汽车上的应用
据统计，每量汽车要用20～30块永磁体，国外 豪华轿车使用永磁微电机已达70多只，用以完成各 种控制动作。汽车不断向多功能化、智能化和豪华 型发展，钕铁硼永磁在汽车上的应用将越来越广泛。 汽车工业的发展，必将促进钕铁硼永磁产业的发 展，如混合动力汽车的将成为今后汽车发展的主 流方向，最大优势可节省能源40%，节能又环保。
烧结过程采用高真空正压烧结炉，额定装炉量主 要有200kg和300kg两种类型，为满足高性能钕铁 硼永磁的生产工艺需求，还有一种带密封手套箱 烧结炉，主要是防止进炉过程坯材料采用磨、切、割、 打孔、表面处理等手段加工成成品的过程。 后加工加工方法有：磨削加工、切片加工、电 火花线切割加工、打孔套孔加工、倒角、电镀 加工等等。 后加工加工设备较多，有大立磨、无芯磨、切 片机、线切割机、仪表车打孔、钻床套孔、电 镀生产设备等等。
钕铁硼永磁体磁在正畸领域应用展望
而峰值却 显著高 于静磁 场组． ２ 列腺素 Ｅ 在 ４ｈ前 ２仍 然维 持在较 高水平 ， 而这种 高水平 的前列腺 素 Ｅ ２会 增加患者 的疼痛及不适 感 ， 这一结果 为临床上 患者戴 用磁力矫 治器感 到舒适 的现象提供 了理论 依据 。
迅 速，血液循 环 丰富，组 织损 伤小 等特 点 ； ｌ ｋ ｎ Ｂａ ｍａ ｃ
研究 所证 明 。 钕铁 硼永磁 是第 三代 稀土 永磁 ， 能 其磁 积和 矫顽力 是 目前永磁 材料 中最 高 的 。且磁 铁产 生 的力 具有持 续性 。镀 氮化钛 膜 的钕铁 硼磁体 具有 较 好 的抗腐蚀 性 。 氮化 钛具 有 良好 的生物相 容性 ， 且 这 使得镀 氮 化钛膜 的钕 铁硼永 磁体 在 口腔 正 畸领域 有
现 磁 力扩 弓效果 更 稳定 。郭 大锁 等【人 的研 究 也证 ｔ ０ 】 实 磁力 控根 移 动牙齿 效果 明显 。常新 等【人 通 过对 “ 】
大 鼠在静 磁场 和非 磁场作 用 下其牙槽 骨 的 内源 性前 列 腺素 Ｅ ２随 时间变 化 的对 比研究 发现 ： 非磁场 组 的 牙 槽骨 的内 源性 前列 腺 素 Ｅ ２起 始值 低 于静 磁 场组
周膜 中 Ｓ Ｐ阳性纤 维 密度 增 加 ； 仇丽 红 究认 为静 研
磁 场 能够促进 成骨 细胞 生长 和功 能活跃 。 磁力 正 畸与传 统 的机械 力 比较 ．磁 场 的作用 为 面 的作 用 。 力 可 穿透 任何 间 隔物 质 阻 碍 。 利 于 磁 有
广阔 的应用 前景 。现 就钕铁 硼磁 体磁力 正 畸 的优 越
低 且 可重 复使用 的优 点 。候志 明 嘲 人通过 比较 钕 等 铁 硼磁 体扩 弓矫 治器 和螺旋 扩大 器对 唇腭裂 患者上 颌 牙 弓狭窄 的治疗 效果 发现 ：磁 力组 牙 弓长 度增 加 明显 ，Ｎ Ｓ Ａ角 增大 ， 颌倾 角 增 大更 明显 ， 械 力组 上 机
钕铁硼基本信息介绍
钕铁硼介绍：诞生于八十年代初的第三代稀土永磁材料--钕铁硼，是当今世界上磁性最强的永磁材料，可分为烧结钕铁硼磁性材料和粘结钕铁硼磁性材料。
与烧结钕铁硼磁性材料相比，粘结钕铁硼磁性材料具有一次成形，多极取向的特点；主要应用于微电机上。
钕铁硼永磁体以其优异的性能、丰富的原料、合理的价格正得以迅猛的发展和广泛的应用。
其主要应用在微特电机、永磁仪表、电子工业、汽车工业、石油化工、核磁共振装置、音响器材、磁悬浮系统、磁性传动机构和磁疗设备等方面。
钕铁硼磁铁容易生锈、氧化，所以对钕铁硼磁铁，其表面通常需作电镀处理，如镀锌、镍、银、金等，也可以做磷化处理或喷环氧树脂来减慢其氧化速度。
钕铁硼的其他物理特性：Br 温度系数-0.11%/°C密度7.4g/cm3韦氏温度600Hv拉伸温度8.0kg/mm2比热0.12k Cak(kg°C)弹性模量1.6x1011N/m2横向变形系数0.24居里温度310-340°C电阻率144Ω.cm挠曲强度25kg/mm2热膨胀系数4x10-6/°C导热系数7.7cal/m.h.°C刚度0.64N/m2压缩率9.8x10-12m2/NiHc温度系数-0.60%/°C表面处理：镀锌、镍、锡、金、银、磷化处理、环氧树脂喷涂特性：钕铁硼永磁材料是以金属间化合物Nd2Fe14B为基础的永磁材料。
钕铁硼具有极高的磁能积和矫力，同时高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用，从而使仪器仪表、电声电机、磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。
材质特点：钕铁硼的优点是性价比高，具良好的机械特性；不足之处在于居里温度点低，温度特性差，且易于粉化腐蚀，必须通过调整其化学成分和采取表面处理方法使之得以改进，才能达到实际应用的要求。
制造工艺：钕铁硼的制造采用粉末冶金工艺。
工艺流程：配料→熔炼制锭→制粉→压型→烧结回火→磁性检测→磨加工→销切加工→电镀→成品。
钕铁硼
“磁王”——第三代永磁材料钕铁硼钕铁硼具有体积小、重量轻和磁性强的特点，是迄今为止性能价格比最佳的磁体。
预计在未来20-30年里，不可能有替代钕铁硼的磁性材料出现。
生产钕铁硼永磁材料的主要原材料有金属钕、纯铁、硼铁合金以及其他添加剂。
目前我国已经成为世界钕铁硼永磁制造中心。
我国目前已经形成自己的钕铁硼产业体系，依靠资源和成本优势，行业发展迅速。
2010年全球钕铁硼产量超过10万吨，产值达到80亿美元。
2010年全球烧结钕铁硼产量约为9.62万吨，其中中国产量占全球85%。
一、了解钕铁硼材料钕铁硼，简单来讲是一种磁铁，和我们平时见到的磁铁所不同的是，其优异的磁性能而被称为“磁王”。
钕铁硼磁性材料是钕，氧化铁等的合金。
又称磁钢。
钕铁硼具有极高的磁能积和矫力，同时高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用，从而使仪器仪表、电声电机、磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。
钕铁硼的优点是性价比高，具良好的机械特性；不足之处在于居里温度点低，温度特性差，且易于粉化腐蚀，必须通过调整其化学成分和采取表面处理方法使之得以改进，才能达到实际应用的要求。
根据产品表现出来的性能，钕铁硼分为了两个种类，工作的领域也会因此有不一样的划分。
分为粘结钕铁硼和烧结钕铁硼两种，粘结钕铁硼各个方向都有磁性，耐腐蚀；而烧结钕铁硼因易腐蚀，表面需镀层，一般有镀锌、镍、环保锌、环保镍、镍铜镍、环保镍铜镍等。
烧结钕铁硼一般分轴向充磁与径向充磁，根据所需要的工作面来定。
两种钕铁硼产品在工作的时候，他们都会表现出非常好的效果。
二、应用领域1、在微波通讯技术中的应用：在雷达技术、卫星通讯、遥控遥测技术、电子跟踪、电子对抗技术中需要用到，磁控电子管、磁控行波管、阴极射线管、环行器等都要用到钕铁硼。
2、在电机工程中的应用：稀土永磁材料产量的三分之一以上用来制造各种永磁电机，永磁电机的优点是省铜、省电、重量轻、体积小、比功率高。
钕铁硼材料基本知识
钕铁硼材料基本知识钕铁硼（NdFeB）是一种稀土永磁材料，由氧化钕、氧化铁和氧化硼等成分组成。
它拥有极高的磁能积和良好的磁特性，是目前最强的商用磁体材料之一、在很多领域，如电机、发电机、传感器和音响设备等，都有广泛的应用。
首先，钕铁硼具有高磁能积。
磁能积是衡量磁体能量存储能力的指标。
钕铁硼的磁能积远高于其他磁性材料，例如铁氧体和铝镍钴磁体。
这意味着钕铁硼能够在相同体积内存储更多的磁能量，使得其在各种应用中具有优势。
高磁能积也使得钕铁硼磁体在小型化和轻量化设计中更具可行性。
第二，钕铁硼具有较高的矫顽力和剩余磁通密度。
矫顽力是指磁体去除外部磁场后重新达到饱和磁化状态所需的外部磁场的强度。
剩余磁通密度是在外部磁场消失后磁体中仍存在的磁通量。
钕铁硼的矫顽力和剩余磁通密度均较高，使得其在应用中具有更稳定的磁性能。
这种特性使得钕铁硼广泛应用于需要稳定输出的领域，如传感器和发电机。
第三，钕铁硼具有良好的抗腐蚀性能。
由于钕铁硼磁体中含有铁元素，因此其容易受到氧化和腐蚀。
为了提高钕铁硼磁体的抗腐蚀性能，通常需要对其进行表面处理，如镀层或烧结密封等。
这些处理可以有效地减少钕铁硼磁体的氧化和腐蚀，延长其使用寿命。
然而，钕铁硼材料也有一些限制。
首先，它具有较低的工作温度。
钕铁硼磁体的最高工作温度通常在200°C左右，高于这个温度会导致磁体的磁性能显著下降。
因此，在高温环境下需要使用其他材料替代钕铁硼。
此外，钕铁硼磁体易碎，容易受到冲击和振动的影响。
这是因为钕铁硼是一种脆性材料，其晶体结构易于发生断裂。
因此，在使用钕铁硼磁体时需要注意防止碰撞和震动。
总之，钕铁硼是一种优秀的永磁材料，具有高磁能积、良好的磁特性和抗腐蚀性能。
它在多个领域都有广泛的应用，但也需要注意其温度和脆性的限制。
随着技术的不断进步，钕铁硼磁体的性能将进一步提升，扩大其应用范围。
钕铁硼
内禀矫顽力
iHc KA/m
(kOe) ≥955 (≥12) ≥955 (≥12) ≥955 (≥12) ≥955 (≥12) ≥955 (≥12) ≥876 (≥11) ≥1353 (≥17) ≥1353 (≥17) ≥1353 (≥17) ≥1353 (≥17) ≥1353 (≥17) ≥1353 (≥17)
钕铁硼
别称
钕铁硼磁铁
类别
磁性材料
化学式
Nd2Fe14B
颜色
银色
光泽
闪亮 透明度 不透明
.
1 分类
.
2 应用
.
3 化学成分
.
▪ 辨别
.
▪ 概述.▪ຫໍສະໝຸດ 应用.▪ 居里温度
.
4 工艺流程
.
5 发展历史
分类
目录
编辑
钕铁硼分为烧结钕铁硼和粘结钕铁硼两种，粘结钕铁硼各个方向都有磁性，耐腐蚀；而烧结钕铁硼因易腐蚀， 表面需镀层，一般有镀锌、镍、环保锌、环保镍、镍铜镍、环保镍铜镍等。而烧结钕铁硼一般分轴向充磁与径向充 磁，根据所需要的工作面来定。
工艺流程：配料 → 熔炼制锭/甩带→ 制粉 → 压型 → 烧结回火 → 磁性检测 →
退磁曲线图 (2 张)
磨加工 → 销切加工 → 电镀 → 成品。 其中配料是基础，烧结回火是关键。 钕铁硼磁铁毛坯生产工具和性能检测工具：有熔炼炉、甩带炉、鄂破机、气流磨、压制成型机、真空封装机、
等静压机、烧结炉、热处理真空炉、磁性能测试仪、高斯计。 钕铁硼磁铁机加工工具：无心磨，滚圆机，双端磨，平磨，切片机，双面磨，线切割，台钻，异形磨等。
牌号
N35
N38
N40
N42
N45
N48 N33
钕铁硼(NdFeB)稀土永磁的广泛应用
从世界永磁材料的发展历史过程，看未来钕铁硼(NdFeB)稀土永磁的广泛应用。
世界永磁材料的发展经历了如下过程：40年代末出现了AlNiCo永磁，50年代诞生了铁氧体永磁，60年代研制出了第一代稀土永磁SmCo5，70年代开发成功第二代稀土永磁SmCo17，1983年, 日本住友特殊金属公司和美国通用汽车公司各自研制成功钕铁硼(NdFeB)永磁，笫三代稀土永磁材料。
研制成功最新一代“永磁王”—NdFeB。
钕铁硼具有体积小、重量轻和磁性强的特点，是迄今为止性能价格比最佳的磁体。
常用各种永磁材料解释：具有宽磁滞回线、高矫顽力、高剩磁，一经磁化即能保持恒定磁性的材料。
又称硬磁材料。
实用中，永磁材料工作于深度磁饱和及充磁后磁滞回线的第二象限退磁部分。
常用的永磁材料分为铝镍钴系永磁合金、铁铬钴系永磁合金、永磁铁氧体、稀土永磁材料和复合永磁材料。
①铝镍钴系永磁合金。
以铁、镍、铝元素为主要成分，还含有铜、钴、钛等元素。
具有高剩磁和低温度系数，磁性稳定。
分铸造合金和粉末烧结合金两种。
20世纪30～60年代应用较多，现多用于仪表工业中制造磁电系仪表、流量计、微特电机、继电器等。
②铁铬钴系永磁合金。
以铁、铬、钴元素为主要成分，还含有钼和少量的钛、硅元素。
其加工性能好，可进行冷热塑性变形，磁性类似于铝镍钴系永磁合金，并可通过塑性变形和热处理提高磁性能。
用于制造各种截面小、形状复杂的小型磁体元件。
③永磁铁氧体。
主要有钡铁氧体和锶铁氧体，其电阻率高、矫顽力大，能有效地应用在大气隙磁路中，特别适于作小型发电机和电动机的永磁体。
永磁铁氧体不含贵金属镍、钴等，原材料来源丰富，工艺简单，成本低，可代替铝镍钴永磁体制造磁分离器、磁推轴承、扬声器、微波器件等。
但其最大磁能积较低，温度稳定性差，质地较脆、易碎，不耐冲击振动，不宜作测量仪表及有精密要求的磁性器件。
④稀土永磁材料。
主要是稀土钴永磁材料和钕铁硼永磁材料。
前者是稀土元素铈、镨、镧、钕等和钴形成的金属间化合物，其磁能积可达碳钢的150倍、铝镍钴永磁材料的3～5倍，永磁铁氧体的8～10倍，温度系数低，磁性稳定，矫顽力高达800千安／米。
“万磁之王”——钕铁硼永磁体
202312DEC.钕铁硼永磁体体。
人造永磁材料种类多样，包括磁钢永磁体、铁氧体永磁体（我们常见的吸铁石主要成分就是铁氧体）、铝镍（niè）钴（gǔ）永磁体、钐（shān）钴永磁体、钕铁硼永磁体等。
其中磁力最强的便是钕铁硼永磁体，它是一种由钕、铁、硼等元素组成的四方晶系晶体，可吸起相当于自身重量640倍的重物。
上天入地，无所不能根据生产工艺的不同，可将钕铁硼永磁体分为烧结钕铁硼永磁体、粘结钕铁硼永磁体、热压钕铁硼永磁体3类。
钕铁硼永磁体家族中的这3位“兄弟”各有优劣。
转子，指的是由轴承（支持和约束轴“万磁之王”导电性、导热性和铁磁性等特点，不仅坚硬，还有韧性。
钕铁硼硼铁钕13（责任编辑 / 牛一名 美术编辑 / 周游）的旋转或摆动的机械部件）支撑的旋转体，是各种动力机械或工作机械中的主要旋转部件。
很多汽车的电动机靠转子转动工作，而其中便“大展身手”。
它革新了汽车电动机技术，新能源汽车领域开始广泛应用由钕铁硼永磁体来转动的永磁同步电动机。
不仅如此，钕铁硼永磁体因其体积小、磁性强，还可被用在航空航天领域，以减轻飞行器的质量，让它们更顺利地飞上蓝天。
小小一块钕铁硼永磁体，居然如此“力大无穷”。
细心查看我们身边，或许就能发现它的身影。
应用多用于大功率电机多用于小功率电机，如打印机、计算机硬盘、家用电器多用于汽车电动助力转向系统中的电机有磁体的身影。
一般磁体的磁性会因外力作用而消退，但钕铁硼永磁体寿命长、磁性强、耐高温，因此在工业领域知识链接 工业“维生素”——稀土稀土是元素周期表中镧系元素和钪、钇共17种金属元素的总称。
1794年，芬兰化学家约翰·加多林从一块矿石中分离出了首个稀土元素——钇（yǐ）土。
那时人们对稀土的认知有限，且只能用化学方法制备少量不溶于水的，在化学领域常被称为“土”的物质，因此将这些元素称为“稀土”。
稀土因其特殊的原子结构而十分活跃，具有丰富的磁、光、电性能。
将它们与其他元素结合，可以组成品类繁多、功能多样、用途各异的新型材料。