永磁材料长期稳定性研究进展
永磁材料调研报告
永磁材料调研报告摘要永磁材料作为一种具有特殊磁性的材料，在现代工业中发挥着重要的作用。
本调研报告对永磁材料的特性、应用领域和市场前景进行了深入的研究和分析。
通过调研，我们可以发现，永磁材料的应用范围广泛，并且具有较高的市场潜力，对于推动现代工业的发展和技术的突破具有重要意义。
一、引言永磁材料是指在外加磁场作用下具有强烈的剩余磁化和高矫顽力的材料。
它具有体积小、重量轻、磁性强、稳定性好的特点，被广泛应用于电机、磁力传感器、医疗设备、电子产品等领域。
随着现代工业的不断发展，对永磁材料的研究和应用也日益增多。
二、永磁材料的特性永磁材料的特性主要表现在以下几个方面：1. 强磁性：永磁材料具有高矫顽力和高剩磁，能够在外加磁场消失后保持较强的磁性。
2. 稳定性：永磁材料的磁性能在不同温度、湿度下变化较小，具有较好的稳定性。
3. 抗腐蚀性：永磁材料具有良好的抗腐蚀性能，不易被氧化、磁化衰减。
4. 可加工性：永磁材料可以通过磁场加工、粉末冶金、溶液成型等方法制备成不同形状和尺寸的产品。
三、永磁材料的应用领域永磁材料具有较强的磁性和稳定性，因此被广泛应用于以下领域：1. 电机行业：永磁材料是电机的重要部件，应用于风力发电机、电动汽车、家电等领域，可以提高电机的效率和性能。
2. 磁力传感器：永磁材料可以用于制造磁传感器，用于测量磁场强度、位置和方向等参数。
3. 医疗设备：永磁材料可以用于制造医疗设备，如核磁共振仪、磁体等，用于诊断和治疗。
4. 电子产品：永磁材料可以用于制造扬声器、磁盘驱动器等电子产品，提高音质和性能。
四、永磁材料的市场前景随着电动汽车、风力发电等清洁能源行业的快速发展，对永磁材料的需求也在不断增加。
预计未来几年内，永磁材料市场规模将继续扩大。
同时，随着技术的进步和创新，永磁材料的性能将得到进一步提升，应用领域也会进一步拓展。
因此，永磁材料具有较高的市场潜力和发展前景。
五、结论永磁材料作为一种具有特殊磁性的材料，在现代工业中具有重要的应用价值。
钕铁硼永磁材料的研究进展
在医疗器械中，如手术器械、诊断设备等，钕铁 硼永磁材料的应用提高了设备的性能和精度。
3
生物医学工程
钕铁硼永磁材料在生物医学工程中的应用，如用 于生物分离、药物输送等，为生物医学领域的发 展提供了新的可能性。
05
钕铁硼永磁材料的研 究挑战与展望
研究挑战
温度稳定性
钕铁硼永磁材料在高温下磁性 能下降，提高其温度稳定性是
目前，我国在钕铁硼永磁材料的研究和 应用方面已取得重要进展，但仍存在一 些问题和挑战，如提高材料的热稳定性 和耐腐蚀性、降低生产成本等，需要进
一步研究和探索。
02
钕铁硼永磁材料的制 备工艺
原料选择与预处理
原料选择
选用高纯度的钕、铁、硼等金属 或非金属元素作为原料，确保产 品质量。
原料预处理
对原料进行清洗、干燥、破碎、 筛分等处理，以去除杂质、氧化 物和水分，提高产品质量和稳定 性。
钕铁硼永磁材料的研究进展
汇报人：XX
contents
目录
• 引言 • 钕铁硼永磁材料的制备工艺 • 钕铁硼永磁材料的性能研究 • 钕铁硼永磁材料的应用领域 • 钕铁硼永磁材料的研究挑战与展望 • 结论
01
引言
钕铁硼永磁材料的概述
钕铁硼永磁材料是一种由钕、铁、硼 等元素组成的合金，具有高剩磁、高 矫顽力和高磁能积等优异的磁性能。
熔炼与铸造工艺
熔炼工艺
采用真空感应熔炼或电弧熔炼等方法，将预处理后的原料加热至熔融状态，形 成均匀的合金熔体。
铸造工艺
将熔融的合金倒入模具中，通过冷却凝固得到钕铁硼永磁材料的坯料。铸造过 程中需控制冷却速度、温度和时间等参数，以获得理想的微观组织和力学性能 。
热处理工艺
2024年永磁材料市场发展现状
2024年永磁材料市场发展现状引言永磁材料是一类具有特殊磁性的材料，具有较强的磁导性和磁饱和度，被广泛应用于电子、汽车、能源等领域。
本文将对永磁材料市场的现状进行分析，并探讨其发展潜力。
1. 永磁材料市场概述永磁材料市场是一个全球性的市场，主要分为硬磁材料和软磁材料两大类。
硬磁材料主要用于永磁体的制造，软磁材料主要用于电机和变压器等领域。
随着电子产品、新能源车辆等行业的快速发展，永磁材料市场迅速增长。
2. 永磁材料市场发展趋势2.1 新能源汽车的崛起随着全球对环境问题和燃料资源的关注度日益增加，新能源汽车的需求也在不断增长。
永磁材料作为新能源汽车的关键材料之一，其需求量也在快速增加。
预计未来几年，新能源汽车市场的发展将成为推动永磁材料市场增长的主要因素之一。
2.2 科技创新的推动随着科技的不断进步和创新，永磁材料的性能不断提升，广泛应用的领域也在不断扩大。
新的磁性材料的开发和应用将为永磁材料市场带来新的机遇和挑战。
3. 永磁材料市场的主要问题3.1 供应链不稳定由于永磁材料的生产过程复杂，供应链的稳定性常常受到影响。
供应链的不稳定性会导致永磁材料市场价格波动较大，给市场带来一定的不确定性。
3.2 市场竞争加剧随着永磁材料市场规模的扩大，竞争也越来越激烈。
国内外企业纷纷增加投入，加强技术研发和市场推广，提高产品质量和性能。
这对永磁材料市场的企业来说是一种挑战，需要不断提升竞争力。
4. 永磁材料市场的发展前景永磁材料市场的发展前景十分广阔。
随着新能源汽车、电子产品、能源等领域的迅猛发展，对永磁材料的需求将呈现出稳步增长的趋势。
此外，在科技创新的推动下，新的应用领域将不断涌现，为永磁材料市场带来更多的机遇。
结论永磁材料市场作为一个全球性市场，在新能源汽车、电子产品等领域的不断发展下前景看好。
然而，也要面对供应链不稳定和市场竞争加剧等问题。
只有通过技术创新，提高产品质量和竞争力，才能站稳永磁材料市场的脚跟，并取得更大的发展。
我国永磁材料发展现状
我国永磁材料发展现状
永磁材料在我国的发展现状
永磁材料是指能够自发产生和保持巨大磁感应强度的材料，具有广泛的应用前景。
我国永磁材料的发展经历了从引进技术到自主研发的演变过程，在某些领域已取得了重要进展。
首先，我国在永磁材料的生产方面已具备一定实力。
我国是全球最大的稀土资源国家，稀土作为永磁材料的重要原料，我国具备了稳定的供应优势。
我国的永磁材料生产企业也在不断增加，同时不断提高生产工艺和质量控制能力，目前已经形成了一定的规模。
其次，我国在永磁材料研发方面取得了一些重要的突破。
目前，我国已经成功研发出多种高性能永磁材料，如钕铁硼永磁材料、钴基永磁材料等。
这些材料具有高矫顽力、高磁能积等优异的磁性能，广泛应用于电动汽车、风力发电、机械制造等领域。
此外，我国在永磁材料应用方面也有一定的突破。
例如，在电动汽车领域，我国已经建立了完整的永磁电机产业链，大量应用于新能源汽车中。
同时，永磁材料在风力发电中也得到了广泛应用，提高了风力发电机组的效率和可靠性。
然而，我国永磁材料发展还存在一些问题和挑战。
首先，我国仍然依赖进口一些关键的永磁材料，尤其是钕铁硼等稀土永磁材料。
其次，我国在永磁材料的高端研发和创新能力还有待进一步提高，与发达国家相比还存在一定的差距。
此外，永磁材
料生产过程中产生的环境问题也需要引起重视和解决。
总的来说，我国永磁材料在生产、研发和应用方面已经取得了一定的进展，但仍然面临一些挑战。
未来，我们需要进一步加强永磁材料的创新研发，提高产业链的完整度和自主可控性，推动永磁材料产业的可持续发展。
磁性材料研究进展：新型磁性材料的性能与应用探索
磁性材料研究进展：新型磁性材料的性能与应用探索引言磁性材料是一类具有特殊磁性性质的材料，广泛用于各个领域，如电子器件、磁存储、医学影像等。
随着科技的发展，对于磁性材料的性能和应用的需求也越来越高。
本文将着重介绍新型磁性材料的研究进展，包括其性能优势、实验准备及过程、以及在各个专业领域的应用。
一、新型磁性材料的性能优势新型磁性材料的研究旨在寻找具有更高磁性能、更低能耗、更广泛温度适应性和更好的稳定性的材料。
在物理学定律的指导下，我们可以通过磁性材料的化学组成、晶体结构等方面进行改进，以获得更好的性能。
一种被广泛研究的新型磁性材料是稀土永磁材料。
定律中磁动力学性质和永磁性质的关联可以指导我们设计稀土永磁材料，使其具有更高的剩磁和高矫顽力，以满足现代电子产品对磁性材料的需求。
同时，通过研究稀土磁性材料的自旋耦合机制和磁畴壁移动特性，我们还可以尝试设计出具有更低的翻转能耗和更高的翻转速度的材料。
二、实验准备及过程为了研究新型磁性材料的性能，我们需要进行一系列实验。
下面是一个基于磁畴壁移动的实验过程的详细解读。
1. 实验准备首先，我们需要选择合适的磁性材料样品。
在选择过程中，我们可以根据需要的性能参数来筛选出合适的样品，如剩余磁场、矫顽力和磁化曲线等。
接下来，我们需要准备一台高分辨率的磁力显微镜。
这种显微镜可以通过磁力探测器检测样品表面的磁场变化，并通过显微镜镜头对其进行放大和观察。
最后，我们需要一个外加磁场的装置。
这个装置可以提供一个稳定的外部磁场，以研究样品中磁畴壁的移动。
2. 实验过程在实验过程中，我们首先将样品放置在磁力显微镜中，并通过调整显微镜镜头的位置和焦距来获得最佳的观察效果。
然后，我们将外部磁场应用到样品上，以产生足够的磁场梯度，使磁畴壁得以移动。
在应用外部磁场后，我们可以观察到样品表面磁畴壁的移动。
通过显微镜镜头的放大和磁力探测器的信号，我们可以了解样品中磁畴壁的形态和移动速度。
同时，我们还可以通过改变外部磁场的方向和强度，来研究磁畴壁的响应行为。
钕铁硼永磁材料的研究进展及共28页文档
钕铁硼永磁材料的研究进展及共28页文档钕铁硼（NdFeB）永磁材料是目前商业化程度最高的永磁材料之一，具有优异的磁性能和广泛的应用前景。
钕铁硼磁体以其高矫顽力、高磁能积和良好的抗腐蚀性能而备受关注。
以下是钕铁硼永磁材料研究的一些最新进展。
首先，钕铁硼磁体组织和显微结构的控制是提高其性能的重要途径之一、通过调控氧含量、烧结温度和烧结时间等参数，可以控制钕铁硼磁体的晶粒长大和晶界微观结构，从而获得更高的磁性能。
此外，引入适量的添加剂，如镁、铝、硅等，也能够改善钕铁硼磁体的微观结构和磁性能。
其次，纳米结构在钕铁硼永磁材料研究中也占据重要的位置。
纳米颗粒的制备方法包括溶胶凝胶法、化学沉淀法、球磨法等。
纳米颗粒具有较高的自旋翻转能量和较低的磁晶各向异性，能够显著提高材料的矫顽力和磁能积。
因此，钕铁硼纳米材料在高性能磁体、磁力传感器和磁记录器等领域有着广阔的应用前景。
此外，磁化逆冲过程和磁化机制的研究也是钕铁硼永磁材料研究的热点之一、通过磁化逆冲过程的研究，可以深入了解材料的磁化行为和磁性能退化机制，并为提高钕铁硼磁体的温度稳定性和抗辐照性能提供参考。
此外，开展对单晶和多晶钕铁硼磁体在不同磁场和温度下的磁化机制研究，对于解决钕铁硼磁体在实际应用中的损耗问题也具有重要意义。
最后，环境友好型钕铁硼磁体的研究也备受关注。
由于传统的钕铁硼磁体中添加了大量的稀土元素和有毒元素，对环境造成了严重的污染。
因此，研究人员致力于开发环境友好型钕铁硼磁体，通过优化晶界和添加替代元素，实现钕铁硼磁体的非稀土化和降低有毒元素的含量。
综上所述，钕铁硼永磁材料的研究在制备工艺、材料结构、磁性能和环境友好性等方面都有了长足的进展。
随着对材料微观结构和磁化机制的深入研究，钕铁硼磁体的性能将进一步提高，应用领域也将进一步扩展。
永磁铁氧体材料发展现状与研究进展 文献
永磁铁氧体材料发展现状与研究进展文献永磁铁氧体材料发展现状与研究进展引言永磁铁氧体材料是一类具有磁学性质的材料，其在现代科技中扮演着重要的角色。
由于其高矫顽力、高磁感应强度和优异的稳定性，在电子工业、机械工业以及能源领域有着广泛的应用。
近年来，永磁铁氧体材料的发展引起了研究人员的广泛关注，多项研究的成果得以问世。
本文将探讨永磁铁氧体材料的发展现状与研究进展，并对其未来的发展前景进行展望。
1.永磁铁氧体材料概述1.1永磁材料的定义与分类永磁材料是指在外加磁场的作用下，能够保持一定磁化强度的材料。
根据其磁性质的不同，可以将永磁材料分为软磁材料和硬磁材料。
其中，软磁材料主要用于电感元件等场合，而硬磁材料则被广泛应用于永磁体、磁记录和电机等领域。
永磁铁氧体材料具有以下几个显著特点：1.2.1 高矫顽力永磁铁氧体材料具有较高的矫顽力，即在外加磁场作用下，需要较大的磁场强度才能改变其磁化状态。
这使得永磁铁氧体材料在磁场稳定性要求较高的场合有着广泛的应用。
1.2.2 高磁感应强度永磁铁氧体材料的磁感应强度较高，能够产生较强的磁场。
这使得永磁铁氧体材料在电机、发电机等领域的应用更加高效。
1.2.3 优异的稳定性永磁铁氧体材料具有优异的化学稳定性和热稳定性，能够在高温、强酸碱等恶劣环境下稳定工作。
这对于某些特殊环境下的应用至关重要，如核能、航空航天等领域。
2.永磁铁氧体材料的发展现状传统的永磁铁氧体材料是指采用氧化铁为主要成分，辅以适量稀土元素制备的材料。
这类材料的发展可追溯至20世纪50年代，经过多年的研究和改进，取得了较为显著的进展。
传统永磁铁氧体材料在电机、传感器等领域得到了广泛应用，但随着科技的进步和应用需求的变化，其性能已经难以满足现代高科技发展的要求。
2.2 新型永磁铁氧体材料为了提高永磁铁氧体材料的性能，研究人员开始探索新型永磁铁氧体材料的制备方法和性能调控途径。
其中一种突破性的改进是引入新型稀土元素，如钕、钐、镝等。
永久磁体的研究进展及其应用
永久磁体的研究进展及其应用永久磁体是指在外界没有施加磁场的情况下，能够永久地保持自身磁性的材料。
这种材料具有广泛的应用领域，例如电机、发电机、汽车、医疗、通信以及计算机等领域。
在过去的几十年中，永久磁体的研究一直是一个非常活跃的领域，在这个领域中涉及了许多科学和工程问题。
本文将介绍永久磁体的基本概念、研究进展以及应用前景。
一、永久磁体的基本概念永久磁体是指在外界没有施加磁场的情况下，能够永久地保持自身磁性的材料。
它们通常是由磁性材料和非磁性材料制成的复合材料。
磁性材料中，常用的有铁、钴、镍、钐、铕、钆、铽、镝、钬等。
非磁性材料中，常用的有酚醛树脂、尼龙、聚酰亚胺、环氧树脂等。
永久磁体可以分为两类：硬磁体和软磁体。
硬磁体是指在外加磁场下难以改变自身磁性的材料，它们一般用于制造永久磁体。
软磁体是指在外加磁场下容易改变自身磁性的材料，它们一般用于制造变压器、电感器等电子元器件。
二、永久磁体的研究进展永久磁体的研究始于20世纪初，最早的永久磁体是由钢和钴等材料制成，由于磁性能较差，大多仅用于磁针、传感器等领域。
20世纪50年代，人们发现采用稀土金属制成的永久磁体具有极高的磁能积，这是指单位体积内的磁能的最大值。
这使得稀土永久磁体得到了广泛的应用。
在过去的几十年中，永久磁体的研究一直是一个非常活跃的领域。
在这个领域中，人们通过改进材料配方、优化制备工艺等方式，不断提高永久磁体的性能。
近年来，一些新型永久磁体逐渐兴起。
其中之一是钕铁硼永久磁体，它具有高的磁能积、优异的耐腐蚀性和温度稳定性，目前已广泛应用于电机、发电机、风力发电、汽车、医疗等领域。
另外，钴基永久磁体、铁氧体永久磁体、铝镍钴永久磁体、高温超导永久磁体等也得到了人们的关注。
三、永久磁体的应用前景永久磁体具有广泛的应用前景。
在电机、发电机领域，永久磁体被广泛应用于电机转子、发电机转子等部件中。
在汽车领域，永久磁体被应用于汽车电机、传动系统中。
在医疗领域，永久磁体被应用于核磁共振成像、磁控制导航等设备中。
永磁材料的研究进展与应用
永磁材料的研究进展与应用永磁材料是一种磁性材料，具有持久的磁性，常被用作制造电机、发电机和传感器等设备的关键组件。
近年来，随着科技的不断发展，永磁材料的研究进展和应用不断取得突破。
一、永磁材料的种类和特性永磁材料主要分为硬磁和软磁两类。
硬磁材料具有较高的剩磁和矫顽力，适用于制造永磁体和传感器等高磁场应用设备。
而软磁材料具有较低的矫顽力和剩磁，主要用于电感器、变压器等低磁场应用设备。
永磁材料的研究重点主要集中在提高磁性能和热稳定性。
常见的永磁材料有钕铁硼（NdFeB）、钡铁氧体（BaFe12O19）和钻石类石墨材料（DyFe2）等。
其中，钕铁硼是目前应用最广泛的永磁材料，具有高矫顽力和较高的矫顽力。
而钡铁氧体和钻石类石墨材料则具有更高的热稳定性。
二、永磁材料的研究进展在永磁材料的研究中，关键问题是提高材料的磁饱和强度和矫顽力。
近年来，许多新型永磁材料的研究和应用取得了重要突破，为实现高性能永磁材料的商业化应用奠定了基础。
一种被广泛关注的新型永磁材料是磁各向异性石墨。
它具有高矫顽力、高抗腐蚀性和高温稳定性等优点，适用于高温环境下的电机和发电机等设备。
研究人员通过改变化学成分和烧结工艺等方法，不断提高其磁性能和热稳定性。
另一种新型永磁材料是磁各向异性复合永磁材料。
这种材料是由永磁粉体和非永磁相复合而成，具有良好的磁性能和热稳定性。
研究人员通过控制复合工艺和优化组分比例等方法，成功制备了具有较高磁饱和强度和矫顽力的复合永磁材料。
除了磁性能的改善，永磁材料的应用也在不断扩大。
一项重要的应用是在电动汽车和风力发电等领域中的应用。
永磁材料可以用于制造电机和发电机等核心部件，提高能源利用效率和系统性能。
三、永磁材料的未来发展趋势永磁材料的研究和应用正朝着更高性能和更广泛的领域发展。
未来的发展趋势包括以下几个方面：首先，研究人员将继续改良传统永磁材料，提高其磁性能和热稳定性。
通过改变材料的化学成分和微结构等手段，提高磁饱和强度和矫顽力，降低材料的温度系数。
永磁铁氧体材料发展现状与研究进展 文献
永磁铁氧体材料发展现状与研究进展文献摘要：一、永磁铁氧体材料概述1.永磁铁氧体的概念2.永磁铁氧体的分类及应用领域二、永磁铁氧体材料的发展现状1.国际发展现状2.我国发展现状三、永磁铁氧体材料的研究进展1.制备工艺的优化2.新型永磁铁氧体的研究3.永磁铁氧体的性能提升四、面临的挑战与展望1.原材料资源问题2.环保要求3.高性能永磁铁氧体的研发正文：永磁铁氧体材料发展现状与研究进展一、永磁铁氧体材料概述永磁铁氧体是一种具有磁性的陶瓷材料，其主要成分为铁、氧和其它金属离子。
由于其具有高磁导率、低磁滞损耗和优良的耐腐蚀性能，被广泛应用于电子、能源、交通、通讯等领域。
永磁铁氧体可以根据其化学成分、晶体结构和磁性能进行分类，如钡铁氧体、锶铁氧体、镧铁氧体等。
不同类型的永磁铁氧体具有不同的磁性能，因此应用领域也有所差异。
二、永磁铁氧体材料的发展现状在国际范围内，永磁铁氧体材料的发展已经进入成熟阶段，各类高性能永磁铁氧体材料不断涌现。
其中，日本、美国和德国等国家的永磁铁氧体产业发展较为成熟，产品性能稳定且领先于世界水平。
在我国，永磁铁氧体材料的发展取得了显著成果。
近年来，我国永磁铁氧体产业规模不断扩大，产品种类日益丰富，部分产品性能已经达到国际先进水平。
但与此同时，我国永磁铁氧体材料产业仍然面临一些挑战，如高性能永磁铁氧体材料的研发能力相对较弱，尚未完全实现产业化。
三、永磁铁氧体材料的研究进展为提高永磁铁氧体的性能，研究者们在制备工艺、新型永磁铁氧体材料和性能提升方面进行了大量研究。
1.制备工艺的优化：采用新型烧结工艺、化学沉淀法、共沉淀法等方法，有效提高了永磁铁氧体的磁性能和微观结构。
2.新型永磁铁氧体的研究：通过改变永磁铁氧体的化学成分，研发出具有更高磁性能的新型永磁铁氧体材料。
3.永磁铁氧体的性能提升：研究者在永磁铁氧体的磁性能提升方面取得了重要进展，如通过掺杂、复合和表面处理等手段，有效提高了永磁铁氧体的磁性能。
永磁材料技术的应用和研究进展
永磁材料技术的应用和研究进展永磁材料技术是一种新型材料技术，具有广泛的应用前景和很高的经济价值。
永磁材料技术主要是指将金属、合金、陶瓷等材料制成具有永磁性的材料。
永磁材料在电机、电气、通信、航空、航天、医疗等方面都有着非常重要的应用。
经过多年的研究和开发，永磁材料已经发展成为一个非常重要的材料技术，并取得了很多成果。
首先，永磁材料在电机领域的应用非常广泛。
永磁电机是一种以永磁材料为磁场源的电动机，具有高效率、高动态特性等优点。
目前永磁电机已广泛应用于电动汽车、电动自行车、高速列车等领域。
其中，永磁同步电机具有高效、小体积、轻量化等优势，在电动汽车领域受到广泛关注。
此外，永磁电机还被广泛应用于风力发电、水力发电、太阳能发电等领域，成为新能源领域的重要推动力。
其次，永磁材料在电气领域也有相当的应用。
在电气领域，永磁材料主要应用于磁性开关、太阳能电池板、电磁炉等方面。
磁性开关是一种利用永磁材料实现开关的电子元器件，具有高可靠性、低功耗等优势。
太阳能电池板则是利用永磁材料制成的太阳能电池板，将太阳能转化为电能，具有高效、可靠等优点。
电磁炉则是利用永磁材料制成的磁性加热装置，具有高效、节能等优势，已经成为现代家庭电器的重要组成部分。
此外，永磁材料在通信、航空、航天、医疗等领域也有着重要的应用。
在通信领域，永磁材料主要应用于磁芯、语音设备、漏磁探测器等方面。
在航空、航天领域，永磁材料主要应用于飞机导航、高速飞行、太空探测器等方面。
在医疗领域，永磁材料主要应用于磁共振成像、磁治疗等方面，已经成为现代医疗领域的重要组成部分。
综上所述，永磁材料技术是一个非常重要的材料技术，具有广泛的应用前景和很高的经济价值。
永磁材料已经成为电机、电气、通信、航空、航天、医疗等领域的重要推动力，为推动新能源、新材料、新技术的发展做出了重要的贡献。
未来，随着技术的进步和应用领域的拓展，永磁材料技术的应用和研究进展将会更为广阔和深入。
永磁材料的磁稳定性及辐照效应研究
工学博士学位论文永磁材料的磁稳定性及辐照效应研究MAGNETIC STABILITY AND IRRADIATION EFFECT OF PERMANENT MAGNET MATERIALS高润生哈尔滨工业大学2006 年 6月国内图书分类号：TM273国际图书分类号：621.318.12工学博士学位论文永磁材料的磁稳定性及辐照效应研究博士研究生:高润生导师:甄 良 教授申请学位:工学博士学科、专业:材料学所在单位:材料科学与工程学院答辩日期:2006年6月授予学位单位:哈尔滨工业大学Classified Index: TM273U. D. C.: 621.318.12Dissertation for the Doctoral Degree in Engineering MAGNETIC STABILITY ANDIRRADIATION EFFECT OF PERMANENT MAGNET MATERIALSCandidate:Gao Run-shengSupervisor:Prof. Zhen LiangAcademic Degree Applied for:Doctor of EngineeringSpeciality:Materials ScienceAffiliation:School of Materials Scienceand EngineeringDate of Defence:Jun, 2006Degree-Conferring-Institution:Harbin Institute of Technology摘要摘 要本文对Fe-Cr-Co合金温度稳定性进行了研究；并对该合金与Alnico合金及几种稀土永磁合金在γ-射线、质子辐照和中子辐照条件下的损伤行为进行了系统研究。
利用TEM、XRD和穆斯堡尔谱研究了材料的微观组织变化、相组成及超精细结构，使用磁力显微镜（MFM）对稀土永磁合金进行了磁畴结构观察，利用正电子湮没寿命谱（PALS）考察了辐照前后以上材料的缺陷情况。
永磁电机的研究现状与发展趋势
永磁电机的研究现状与发展趋势永磁电机，是指通过磁铁所产生磁场，在电机内部运用磁感应定理将磁场与电流相互作用产生转矩的机器。
永磁电机具有体积小、重量轻、功率密度大、效率高等特点，被广泛应用于现代制造业领域。
目前，随着工业技术的不断发展，各种永磁材料的出现，使永磁电机得以不断发展和改进。
本文将从永磁电机的主要研究现状和未来发展趋势进行探讨。
一、永磁电机的主要研究现状1. 永磁材料的发展永磁电机的核心部分就是永磁体，永磁体的性能直接影响永磁电机的性能。
目前最主要的永磁体材料是NdFeB磁体材料，它具有高密度、高磁性、高温稳定性等特点。
除此之外，还有SmCo磁体材料，它的性能稳定性和高温稳定性比NdFeB磁体更好，但价格更高，主要应用于高精度、高可靠性和高温环境下的应用，如航空航天领域。
2. 永磁电机的结构设计永磁电机的结构设计也在不断改进，使得永磁电机具有更高的功率密度和峰值转矩。
一种新型的设计方法就是采用铁壳间隔结构，在增强电机性能的同时，还能提高电机的安全性。
另外，永磁电机的转子材料也在不断改进，从传统的铝合金、铜合金材料转向复合材料和碳纤维材料。
这种材料的使用能够使电机轻量化，同时还能提高电机的耐磨性和高能量转速。
二、永磁电机的未来发展趋势1. 应用领域的拓展永磁电机技术的不断提高和发展，能够使其应用领域得到不断拓展。
特别是在新能源汽车、轨道交通、船舶、风电和工业助力等领域，都有很大的发展前景。
2. 永磁电机的智能化与普通电机相比，永磁电机具有高精度、高效率、高动态响应等特点，可以实现实时监控和控制，并适应复杂的工作环境。
因此，未来永磁电机将朝着智能化方向发展，实现精准控制和远程监控。
3. 磁场计算和优化设计永磁电机的磁场分布对电机的特性和性能具有很大的影响。
未来，随着磁场计算和优化设计技术的不断提高，能够进一步提高永磁电机的效率和性能，为新能源和节能减排做出更大的贡献。
总之，永磁电机是当前产业界和科学界广泛关注和研究的焦点，其未来发展前景十分广阔。
永磁材料的应用与研究进展
永磁材料的应用与研究进展随着现代科技的发展，永磁材料在许多领域中的应用越来越广泛。
永磁材料是指具有较高矫顽力和较高残留磁感应强度的材料，具有很强的磁性。
不同种类的永磁材料具有不同的物理性质和应用特点，如氧化物磁体、稀土磁体和铁素体磁体等。
本文将介绍永磁材料的应用和研究进展。
一、永磁材料的应用1.电机和发电机永磁材料在电机和发电机中有广泛的应用。
现代化的电动车用永磁电机驱动电动车轮，具有高效节能的特点。
高速列车的磁浮技术也采用了永磁材料，以提高列车的运行速度和稳定性。
此外，永磁发电机也被广泛应用于风力发电、水力发电以及核电发电。
2.电子设备永磁材料也被应用于现代电子设备中，如硬盘驱动器、音响设备和电视机。
永磁材料在这些设备中的应用能够提高它们的存储能力和声音效果，并提高电视机的画面质量。
3.生命科学永磁材料的应用不仅限于技术方面，在生命科学领域也发挥着重要作用。
磁性的永磁材料可用于控制磁性颗粒的运动，从而用于塑造细胞和探查蛋白质的结构。
此外，永磁磁共振图像技术（Permanent Magnet Magnetic Resonance Imaging，PM-MRI）被广泛应用于医学诊断中，有助于检测人体内部的疾病情况。
二、永磁材料的研究进展由于永磁材料具有磁性，研究人员一直在探讨如何提高其磁性能，以使得其应用更加广泛。
以下是当前的研究进展。
1.新型永磁材料的开发研究人员正在致力于开发新型永磁材料，以代替当前使用的永磁材料。
目前，研究所涉及的永磁材料主要是稀土永磁材料，由于其原材料稀缺，价格昂贵。
因此，研究人员正在探索其他材料的潜力。
例如，研究人员正在探索由镍和铁组成的单质永磁材料。
这些材料虽然磁性较弱，但是价格较低，有望替代稀土永磁材料。
2.研究永磁材料的热稳定性和抗腐蚀性除了提高永磁材料的磁性能外，研究人员也在关注永磁材料的热稳定性和抗腐蚀性。
这些性质在一些特定应用中至关重要，如在风力涡轮机中，永磁材料需要承受极端温度和环境条件。
永久磁体材料的研究进展
永久磁体材料的研究进展永久磁体材料作为一类重要的磁性材料，广泛应用于机械、电子、航空航天等领域，其磁性性能是直接影响其使用效果的关键因素。
自20世纪初以来，人们一直在不断研究永久磁体材料，以提高其磁性能，从而满足不同领域的需求，随着磁学和材料科学技术的不断发展，永久磁体材料的研究也在不断深入和拓展。
本文将从永久磁体材料的概念、分类、磁性性能、制备方法以及研究进展等几个方面进行分析和阐述。
一、永久磁体材料的概念永久磁体材料是指具有永久磁性的材料，常用的永久磁体材料有钕铁硼磁铁、铁氧体磁铁、钴基磁铁等，它们具有高磁性、高矫顽力、高磁导率等优良特性，在机械制造、电子、航空航天、汽车等领域有着广泛的应用。
同时，永久磁体材料的磁性能也是不可逆的，不会因外界的改变而丧失，因此被称为永久磁体材料。
二、永久磁体材料的分类目前，永久磁体材料广泛应用于各个领域，有着不同的分类方法，按照材料组成和制备过程可分为：金属永磁材料、合成永磁材料和纳米晶永磁材料。
金属永磁材料是利用一些具有磁性的金属或合金制成，如钕铁硼和钬铁等；合成永磁材料是将氧化物或磷酸盐等粉末化合物在高温下制备而成，如铁氧体和钴磁铁等；纳米晶永磁材料是将合成材料磨成纳米级粉末，然后再采用其他方法制备而成，它们具有更高的磁性能和更好的加工性能。
三、永久磁体材料的磁性性能永久磁体材料的磁性能是直接影响其应用效果的关键因素，主要包括矫顽力、剩磁和最大磁能积等。
矫顽力是指在外加磁场下，材料反复磁化和去磁化时所需的磁场强度，是材料磁化的难易程度的标志，通常以开路磁路上的最大磁场强度表示。
剩磁是指在去除外加磁场后材料保持的磁感应强度，具有较大的经济意义。
最大磁能积是指单位体积的材料，在磁化时所具备的最大磁能密度，是永久磁体材料的重要指标。
四、永久磁体材料的制备方法永久磁体材料的制备方法主要包括焙烧法、成粉磁法、L-H法、热压成型法、挤压磁化法等。
焙烧法是利用高温来烧结磁性粉末，使其密度增加，颗粒细化，从而提高永久磁体材料的磁性能。
2024年铁氧体永磁市场分析现状
2024年铁氧体永磁市场分析现状一、市场背景近年来，永磁材料在各个领域的应用逐渐扩大，尤其是铁氧体永磁材料在电力、电子、通信和汽车等行业中的需求呈现出快速增长的趋势。
铁氧体永磁材料以其优异的磁性能和相对低廉的价格，成为市场上最具竞争力的永磁材料之一。
二、市场规模及增长趋势根据市场研究数据显示，全球铁氧体永磁材料市场在过去几年里保持了稳定的增长态势。
预计未来几年，铁氧体永磁市场的规模将继续扩大，平均年增长率预计将超过10%。
在具体市场细分领域中，电力应用是最大的需求方，占据了整个铁氧体永磁市场的较大比例。
其次是电子、通信和汽车等行业，这些行业对于小型化、高效能和可持续发展的需求推动了铁氧体永磁材料的应用和市场增长。
三、市场竞争格局目前，铁氧体永磁市场竞争激烈，主要的竞争者包括中国、日本、美国等一些主要制造国家和企业。
中国是世界上最大的铁氧体永磁材料生产国和消费国，拥有完整的产业链和庞大的市场需求。
然而，随着国内外竞争者的增多，市场份额逐渐分散，市场竞争进一步加剧。
为了保持市场竞争力，企业不断加大技术研发和创新投入，提高产品的性能和品质，降低生产成本，寻求差异化竞争策略。
四、市场发展趋势1.技术升级和创新铁氧体永磁材料市场正面临着不断升级和创新的需求，包括提高磁性能、降低温度系数、增强耐高温性能等。
技术创新将极大推动市场的发展和进步。
2.智能化和自动化需求随着智能化和自动化水平的提高，对于小型化、高效能的永磁材料的需求将更加迫切。
这将促进铁氧体永磁市场在电子和汽车等领域的应用。
3.环保要求的提高铁氧体永磁材料作为一种环境友好型材料，受到全球环保要求的推动。
未来市场发展将更加注重绿色、可持续发展的方向。
五、市场挑战1.市场产品同质化严重铁氧体永磁市场产品同质化现象严重，产品的性能差异化不明显，加剧了市场竞争的激烈程度。
2.原材料价格波动原材料价格的波动直接影响到生产成本和产品价格，这对市场中的企业造成了一定的不稳定性。
磁性材料的热稳定性研究
磁性材料的热稳定性研究磁性材料在现代科技领域中扮演着重要的角色，其磁性能在一定温度范围内的稳定性对于其应用性能至关重要。
本文将探讨，通过对该领域的深入探讨和实验研究，以期为相关领域的研究提供一定的指导和参考。
1. Introduction磁性材料在现代社会中广泛应用于电子、通信、医疗等领域，其磁性能在高温环境下的稳定性对于应用性能至关重要。
磁性材料的热稳定性研究已经引起了广泛关注，本文将围绕这一主题展开深入探讨。
2. 磁性材料的基本特性磁性材料是一类具有特殊磁性质的材料，其主要包括铁、镍、钴等金属，以及氧化铁、镍、钴等化合物。
磁性材料的磁性能取决于其中的各种微观结构和磁性相互作用，并且会受到外界条件的影响，如温度、压力等。
3. 磁性材料的磁性能与温度的关系磁性材料的磁性能受到温度的影响是一个复杂的问题，一般来说，当磁性材料受热时，其磁性能会发生变化。
在一些材料中，随着温度的升高，其磁性能会逐渐减弱甚至消失；而在另一些材料中，随着温度的升高，其磁性能会呈现出复杂的变化规律。
4. 不同磁性材料在高温环境下的性能表现在高温环境下，不同种类的磁性材料表现出不同的性能。
例如，对于某些磁性材料来说，其磁性能在高温环境下会大幅度下降，直至完全丧失磁性；而对于另一些磁性材料来说，其磁性能在高温环境下具有较好的稳定性。
5. 磁性材料的热稳定性测试方法研究磁性材料在高温环境下的热稳定性需要借助一系列测试方法，如磁化曲线测试、磁滞回线测试、磁性饱和磁化强度测试等。
这些测试方法可以直观地反映出磁性材料在高温环境下的性能表现，并为后续的分析和研究提供数据支持。
6. 磁性材料的热稳定性研究进展目前，磁性材料的热稳定性研究已经取得了一定的进展，研究者们通过对材料结构、成分等因素的深入研究，逐渐揭示了磁性材料在高温环境下的性能变化规律。
这些研究成果为磁性材料在高温环境下的应用提供了一定的指导和参考。
7. 磁性材料的热稳定性机理磁性材料在高温环境下的性能变化主要受到以下几个因素的影响：晶格结构的热膨胀、自发磁化的温度依赖性、热激发引起的磁畴结构变化等。
稀土永磁材料的研究与应用现状
稀土永磁材料的研究与应用现状稀土永磁材料是一种高性能磁性材料，其强大的磁性能使得它在多个领域都有广泛的应用。
稀土永磁材料的研究和应用已经成为各个国家一个重要的发展方向。
随着科学技术的不断发展，对稀土永磁材料的研究和开发也越来越深入。
本文将着重探讨稀土永磁材料的研究和应用现状，以及其未来的发展趋势。
一、稀土永磁材料的介绍稀土永磁材料是由稀土金属和铁、钴等金属组成的合金材料。
它的强大磁性能使得它在许多领域得到了广泛的应用。
稀土永磁材料最初在20世纪60年代由美国和日本研发出来，随后得到了快速发展。
稀土永磁材料一般分为四种系列，包括Nd-Fe-B、Sm-Co、Alnico以及Fe-Nd-B系列永磁材料。
Nd-Fe-B系列永磁材料是当前使用最为广泛的一种永磁材料。
它具有高矫顽力、高能量积以及高磁导率等特点，已经广泛应用于电子、机械和航空航天等领域。
同时，Nd-Fe-B系列永磁材料还具有高温稳定性、低温系数和优良的防腐性，使得它在许多领域的应用也得到加强。
对于Nd-Fe-B永磁材料，其磁性能主要依赖于Nd2Fe14B这一相的物理性质。
Sm-Co系列永磁材料是第一代永磁材料之一，具有高矫顽力、高顺磁性和高温耐受性等特点。
Sm-Co系列永磁材料具有极高的抗腐蚀性能，广泛应用于航空、航天等领域。
与Nd-Fe-B永磁材料相比，Sm-Co系列永磁材料磁能积略低，成本较高，但其高温性能优越。
Alnico系列永磁材料是由铝、镍、钴和铁组成的永磁材料。
其特点为高稳定性和高温系数，但磁能积较低。
Fe-Nd-B系列永磁材料是最新的一种高性能永磁材料。
它与Nd-Fe-B系列永磁材料相比，具有更高的热稳定性和抗腐蚀性，但磁能积略低。
二、稀土永磁材料的研究现状稀土永磁材料是目前研究的热点之一，科学家们致力于开发出更加高效、经济和可持续的永磁材料。
近年来，关于永磁材料的研究取得了一些重要的突破。
1. 新型合金材料的研发研究人员致力于制备出合成简单、经济实用、具有更好性能的新型永磁材料。
永久磁体材料的研究与开发
永久磁体材料的研究与开发1. 引言永久磁体材料是一类具有磁性的材料，可以在无需外加电源的情况下持续发出磁力。
因此，永久磁体材料在现代工业中应用极为广泛。
例如，永久磁体材料可以用于制造电机、发电机、计算机存储设备、隆磁造影设备等。
2. 永久磁体材料的分类根据材料的特性，永久磁体材料可以分为多种类型。
这些类型的永久磁体材料可以用不同的方式来制造，具有不同的特点和适用场合。
2.1 铁氧体磁体铁氧体磁体是一类利用氧化铁及多种金属氧化物制成的磁性材料，由于其成本低、结构简单、抗腐蚀性强等特性，因此在电动工具、家用电器等领域得到了广泛应用。
2.2 钕铁硼磁体钕铁硼磁体是一种强磁性材料，由于其高能密度和相对廉价，因此是最广泛应用的一种永久磁体材料。
此类磁体主要用于制造强力电机、发电机等，但由于其较为脆弱，需要采用特殊的加工方式。
2.3 永磁铁氧体磁体永磁铁氧体磁体是一种在高温下制备的磁材料，因具有具有高抗磨性、高抗氧化性等特性，可用于各种化学设备、特殊电机等领域。
3. 永久磁体材料的应用随着永久磁体材料的不断研发和进步，其应用也越来越广泛。
下面列举几个永久磁体材料的应用场合。
3.1 电力行业永久磁体材料可以用于制造发电机和电动机中的转子或定子，从而实现电动机高效率和大功率输出。
此外，永久磁体材料还可用于输电线圈的绝缘材料，防止电线老化、断裂。
3.2 计算机设备永久磁体材料可以用于计算机磁盘驱动器中的磁头。
精密永久磁体材料的磁场稳定性高，可保证磁盘驱动器的读写精度，保障计算机正常运行。
3.3 医疗行业永久磁体材料可以用于医学图像诊断系统中，如隆磁造影设备。
磁体的强磁场可对人体进行成像，增强诊断精度和快速确定病症。
4. 永久磁体材料的研发随着科技的发展，永久磁体材料的制备和应用也不断进步。
未来，永久磁体材料还将有更广阔的发展前景。
当前，永久磁体材料的研发主要集中在以下几个方面：4.1 减少磁力衰减永久磁体材料容易在长时间使用中出现磁力衰减问题，如何通过改变磁体材料的结构或添加其他元素，来减少磁力衰减，是永久磁体材料研发中的重要课题。
永磁材料长期稳定性研究进展
永磁材料长期稳定性研究进展Ξ刘国征1,2,3,夏宁2,赵明静1,刘小鱼1,鲁富强2,李波3,喻小军3(11包头稀土研究院,内蒙古 包头 014030;21稀土冶金及功能材料国家工程研究中心,内蒙古 包头 014030;31钢铁研究总院,北京 100083) 摘 要:永磁材料的长期稳定性对永磁应用器件的长期可靠使用是极为重要的。
本文介绍了永磁材料长期稳定的理论模型的发展和在不同永磁材料中的应用,总结了温度、耐蚀性、镀层防护、永磁体的L/D因素等对烧结钐钴稀土永磁材料短期和长期稳定性的影响,讨论了烧结钕铁硼永磁材料的热稳定性、耐蚀性差的缺点,科技人员近年来所进行的研究和改善的途径,提出解决烧结钕铁硼永磁材料的长期稳定性应用应采取的途径。
关键词:长期稳定性;钐钴永磁材料;钕铁硼永磁材料;永磁应用器件中图分类号:O482152 文献标识码:A 文章编号:100420277(2010)022******* 钕铁硼稀土永磁材料因有最高的磁性能而广泛地应用于电机、家用电器、计算机、医疗器械等行业。
近年来,随着军工、节能环保等新能源领域风力发电机、混合动力汽车的发展,对所使用的稀土永磁材料的磁性能、使用温度和稳定性都提出了更高的要求,而永磁材料的稳定性变得更为重要。
永磁材料磁性能的稳定性是永磁材料的重要参数,主要是指永磁材料充磁后,内外因素的影响使磁性能改变的程度[1～3]。
通常用磁性能的变化率来表示其稳定性。
常见引起磁性能变化的因素有:温度、时间、电磁场、辐射、机械震动与冲击、化学作用等。
对于钕铁硼永磁材料来说,由于居里温度低、热稳定性差、耐蚀性不好已普遍共知,对此已有众多研究人员进行了研究,通过添加元素C o提高了居里温度[4,5],添加Dy、Tb、Al、G a、Nb、Cu等元素提高了内禀矫顽力,大大改善了烧结钕铁硼永磁材料的热稳定性[6～9],通过添加元素[10]和提高磁体密度、采用防腐镀层[11]等方法,使烧结钕铁硼的耐蚀性得到很大改善,提高了磁体的化学稳定性,基本满足了各类应用器件的一般需求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
永磁材料长期稳定性研究进展Ξ刘国征1,2,3,夏宁2,赵明静1,刘小鱼1,鲁富强2,李波3,喻小军3(11包头稀土研究院,内蒙古 包头 014030;21稀土冶金及功能材料国家工程研究中心,内蒙古 包头 014030;31钢铁研究总院,北京 100083) 摘 要:永磁材料的长期稳定性对永磁应用器件的长期可靠使用是极为重要的。
本文介绍了永磁材料长期稳定的理论模型的发展和在不同永磁材料中的应用,总结了温度、耐蚀性、镀层防护、永磁体的L/D因素等对烧结钐钴稀土永磁材料短期和长期稳定性的影响,讨论了烧结钕铁硼永磁材料的热稳定性、耐蚀性差的缺点,科技人员近年来所进行的研究和改善的途径,提出解决烧结钕铁硼永磁材料的长期稳定性应用应采取的途径。
关键词:长期稳定性;钐钴永磁材料;钕铁硼永磁材料;永磁应用器件中图分类号:O482152 文献标识码:A 文章编号:100420277(2010)022******* 钕铁硼稀土永磁材料因有最高的磁性能而广泛地应用于电机、家用电器、计算机、医疗器械等行业。
近年来,随着军工、节能环保等新能源领域风力发电机、混合动力汽车的发展,对所使用的稀土永磁材料的磁性能、使用温度和稳定性都提出了更高的要求,而永磁材料的稳定性变得更为重要。
永磁材料磁性能的稳定性是永磁材料的重要参数,主要是指永磁材料充磁后,内外因素的影响使磁性能改变的程度[1～3]。
通常用磁性能的变化率来表示其稳定性。
常见引起磁性能变化的因素有:温度、时间、电磁场、辐射、机械震动与冲击、化学作用等。
对于钕铁硼永磁材料来说,由于居里温度低、热稳定性差、耐蚀性不好已普遍共知,对此已有众多研究人员进行了研究,通过添加元素C o提高了居里温度[4,5],添加Dy、Tb、Al、G a、Nb、Cu等元素提高了内禀矫顽力,大大改善了烧结钕铁硼永磁材料的热稳定性[6～9],通过添加元素[10]和提高磁体密度、采用防腐镀层[11]等方法,使烧结钕铁硼的耐蚀性得到很大改善,提高了磁体的化学稳定性,基本满足了各类应用器件的一般需求。
但随着风力发电机、混合动力汽车和军工装备应用的发展,要求永磁体要具有高可靠性、长寿命,即在20年内磁体的磁通或剩磁损失在0%～10%这一范围内。
这一类磁体应用的环境条件较复杂,既有四季气候温度、湿度变化,又承受振动、冲击及内外退磁场带来的影响。
因此永磁材料的长期稳定性已成为永磁材料研究和该应用领域极为关心的参数。
而对于烧结钕铁硼永磁体的时间稳定性或长期稳定性的研究一直不够深入,是当今关注的重点。
本文重点综述永磁材料长期稳定性的研究和理论研究状况,影响永磁材料长期稳定性的因素以及相对准确预测永磁材料长时间稳定性的方法。
1 永磁材料长期稳定性理论模型研究永磁材料的剩磁随时间变化而降低的现象早已被人所共知。
对于永磁材料,在其内部的磁畴和磁区域的排列状态随时经受着来自内部和外部因素的扰动而重新排列达到低能状态,因此而引起剩磁的降低。
早在1949年,为了解释这一现象,Street R[12]以及Neel Louis[13]提出了假设并建立了理论模型。
Neel Louis假定在磁体的局部区域存在磁场而影响了磁体的磁状态。
这些磁场可为热扰动、机械振动、外磁场以及地球磁场等产生。
在稳定的环境下,这些磁场随着时间随机性产生,使磁体内部状态不断第31卷第2期2010年4月 稀 土Chinese Rare EarthsV ol131,N o12April2010Ξ收稿日期:2010201207基金项目:国家自然科学基金项目资助(50761001)作者简介:刘国征(19622),男,内蒙古赤峰人,博士研究生,正高级工程师,主要从事磁性材料研究。
调整以达到平衡。
Neel Louis的观点与Street R看似稍有所差别,但实质是相同的。
Street R和W ooley J C假定磁体的磁状态改变是因热能引起材料的微区发生不可逆旋转,并通过永磁体的磁粘滞性研究而建立理论模型。
假设在一定时间内t=t0,永磁体内一定数量晶粒的磁化矢量取向处于亚稳态,磁体内微区在热激活能的作用下引发磁化强度不可逆偏转,在时间为t 时,热激活能在E和E+ΔE范围内有N个磁畴发生变化,则:N(E,t)=f(E,t)dE(1)激活温度为T时,变化速率为:dNdt=-C f(E,t)e-E/kT dE(2) C-与材料有关的常数,f-分布函数,等式(2)可表示为N(t)=f(E,t0)e-λ(e)t dE=f0(E)e-λ(E)t dE(3)这里λ(E)≡Ce-E/kT(4)如果激活的平均数量m引起磁化强度变化,则dN个区域的激活产生磁化强度M的降低为: dM=-C f0(E)eλt e-E/kT dEdt(5)对激活能全范围积分,得到dM dt =-mc∫EmEf0(E)e-λt e-E/kT dE(6)实际上分布函数f0(E)和E0、E m是未知的,但是在超出E m外,f0(E)为零。
他们设定了三种基本情况下进行推导,其中之一为f0(E)=p(常数)下,对于激活能是在E0、E m之间的现实矩形分布情况,经积分可得到如下公式: ΔM=-mN0kTE m-E0logtt0-λ0(t-t0),对于λ0(t-t0)ν1(9) ΔM=-mN0kTE m-E0logtt0,对于λ0(t-t0)µ1(10)Street R指出对于λ0(t-t0)数值大小的两种假设,通过实验才能正确决定。
通常发现当λ0(t-t0)µ1,△M与logt呈线性关系时磁粘滞性更合理,从理论上得出了磁化强度变化随时间呈对数的变化关系,并认为这一激活能模型可应用于磁化强度长期稳定性预测。
2 永磁材料长时间磁性能稳定性的理论在不同永磁材料的验证和研究 永磁材料随时间长时间稳定性理论模型最初应用于Alnico传统永磁材料,但后来K ronenberg KJ[14]对不同长度和直径比值(L/D)的几种牌号的铁氧体在25℃×10000h(1年)的实验研究,表明磁体磁化强度的变化符合△M与logt的线性关系,模型可应用于铁氧体永磁材料,认为根据测得的实验数据依据可外推到长时间(约20年)而得到可靠的结果。
2001年,Parilov A A等人[15]对C o23815%Sm稀土永磁材料的长期稳定性进行了研究。
研究所用Sm2C o永磁体磁性能为Br=0177T,Hcj=1300kA/m, Hcb=540kA/m,(BH)max=110k J/m3。
实验所用磁体尺寸为5mm×215mm×14mm,长期稳定性实验是在室温(293K±5K),空气相对湿度65%±15%,大气压100kPa±4kPa条件下进行12年的测试研究。
在进行长期稳定性实验前,对实验的磁体首先施加200kA/m～1000kA/m弱磁场使磁体产生部分退磁使磁体达到初步稳定化,并进行了100℃×1h的耐温老化。
Parilov A A依据12年(1988年～1999年)测试实验结果,用最小二乘法(least squares)处理得出磁化强度(M)和时间(τ)关系式为:M=-013313ln(τ+218334)依据测得的实验数据获得ΔM/M与时间ln(τ/τ1)对数坐标关系曲线图如图1所示,符合磁体磁化强度的变化ΔM与logt的线性关系。
图1 磁化强度变化量与时间对数坐标关系Fig11 Dependence of logarithmic time onm agnetization ch ange14第2期 刘国征等:永磁材料长期稳定性研究进展 对应的关系式为:ΔM/M=-122159ln(τ/τ1)从图1可以看出对于进行试验型号的Sm2C o磁体,在此测定条件下,根据以上公式可计算出不同时间的磁化强度变化。
3 稀土永磁材料的长期稳定性与影响因素311 烧结Sm2C o稀土永磁材料的长期稳定性与影响因素Mildrum H F等人[16]在开路下对磁性能为Br= 0185T～0192T,MHc=3160112kA/m～3184kA/m, (BH)max=128116k J/m3～152183k J/m3的SmC o5型永磁材料进行了25℃、150℃、200℃和250℃不同温度下8000h的长期稳定性研究,并研究了预稳处理和非预稳处理条件下的磁不可逆损失。
在25℃经过4200h后,磁体的磁通不可逆损失为0105%～0112%;而在150℃经过3000h,磁通不可逆损失为0115%～0138%,在250℃持续3000h测量,磁通不可逆损失则为2114%～3157%。
常温下长时间下磁体的磁通损失很小,随着温度增加,不可逆损失明显增加,即在高温长期下的磁通不可逆损失比常温的大。
Mildrum H F通过预稳处理实验表明,磁体经过在150℃～250℃×1h的预稳处理,再在25℃下的长期稳定性实验,磁体的不可逆损失比未经过预稳处理的不可逆损失至少减少1/2到1/4,在150℃下,至少减少1/5～1/8。
经过预稳处理的磁体的长期稳定性要比未经过预稳处理的磁体好的多。
Cheistina H1Chen等人[17,18]进行了Sm2C o17型高温磁体在空气和真空环境下,磁体有镀层和无镀层情况下的长期热稳定性实验,并进行了比较,结果如图2、图3所示。
在空气环境下,磁体经过500℃×2700h时效,未保护镀层样品磁通损失为2018%,有氨基磺酸盐镀镍(E lectrolytic sulfamate-Ni)镀层的样品磁通损失为214%;在真空(P约10-7T orr)500℃×3000h下,镀镍样品磁通损失为019%,仅为未镀层样品的212%;铝离子蒸发沉积镀层(ion vapor depo2 sition,I VD)的磁体在空气下300℃×3年,几乎未检测到损失[19～21]。
由此可见样品有表面镀层以及在真空环境下磁通损失较低,其主要原因是样品表面镀层以及在真空环境下有效防止了样品在高温下Sm的挥发损失引起的表面破坏(氧化和腐蚀),防止磁体内部相结构的破坏,因而减少磁体的磁通损失。
图2 镀层与未镀层磁体在500℃空气下的磁通损失与时间的关系Fig12 Magnetic loss vs1time at500℃inair图3 镀层与未镀层磁体在500℃真空下的磁通损失与时间的关系Fig13 Magnetic loss vs1time at500℃in vacuumMarlin S[22]在对Sm2C o17型耐高温磁体的短期和长期高温稳定性研究时,认为在250℃～550℃高温下Sm2C o17型耐高温磁体的短期(2h)和长期(3140h)的不可逆损失由三个因素引起,一是磁体的B-H 退磁曲线非线性,二是磁体的表面氧化,三是冶金结构的变化。