钕铁硼永磁材料基本知识讲义

钕铁硼永磁材料基本知识讲义

一、稀土元素

二、磁性材料

三、钕铁硼的运用领域

四、钕铁硼的发展

五、钕铁硼材料的基本特性及其显微组织结构

六、钕铁硼的制造工艺和设备原理

七、钕铁硼生产销售中碰见的一些问题罗列

八、烧结钕铁硼永磁材料室温（20℃～25℃）

下的磁性能表

一、稀土元素

1、稀土元素有17种，分别表示如下：

钪（Sc）钇（Y）镧（Ca）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）在钕铁硼产品中常用的稀土金属有钕、镨、镝、铽、

钆、钬

2、稀土金属是活泼金属

稀土金属的化学活泼性处于碱金属（锂、钠）和碱土金属（镁、钙）之间，在一定的条件下（钠很活泼只能保存在煤油中）会产生下列反应，并产生

大量的热量，热量的提供进一步促进反应的进行，如：

2Nd + 3O2 2Nd2U3+Q

2Nd +6H2O 2Nd(OH)3 +3H2+Q

Nd2O3+3H2O 2Nd(OH)3 +Q

从上述方程式可以看出在生产钕铁硼时要进行防氧化、防受潮,其中防受潮很关键,在潮湿天和下雨天各车间应充分注意防受潮。

3、稀土金属的分布

据资料统计，中国的内蒙、江西、浙江、广东、福建、广西、湖南等地都发现了稀土。由于存在的状态不同，内蒙的包头稀土是氟碳铈镧矿形式存在而且是以轻稀土为主（钕前面的稀土），而江西等是离子型矿形式存在以中重稀土为主。世界的稀土大部分在中国，中国约占了世界稀土的80%，而中国的80%在内蒙的包头。世界上美国、俄罗斯、澳大利亚、越南等国家都发现了稀土。

二、磁性材料

主要运用的磁性材料有铁氧体、铝镍钴、钐钴和钕铁硼。

钐钴和钕铁硼合称稀土永磁材料。

目前世界上应用最多的还是铁氧体，产品廉价，其次是钕铁硼；铝镍钴和

钐钴的温度稳定性比钕铁硼好，因此在一些指针式仪表、军用品和高档消

费品中还离不开铝镍钴和钐钴材料。

铁氧体的居里温度为465℃，钕铁硼的居里温度为310℃，铝镍钴的居里温度为800℃，钐钴的居里温度在700——800℃之间，因此钕铁硼的温度稳

定性最差，但性能最高，被称为“磁王”，目前磁性材料的生产有烧结和粘结两种工艺，粘结由于加了粘合剂磁性能不会高，但产品精度较高。

三、钕铁硼的应用领域

1、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。电

动自行车电机、电脑驱动电机、车床等的行速与转速的测量电机、电梯的

曳引机电机、麻将电机、冰箱空调电机、风力发动电机、汽车发动电机等

等应用领域极其广泛。

3、在电声器件中的应用：如扬声器（喇叭）、话筒、助听器、立体声耳机（MP3、

MP4）、电话接收机及电声传感器等等。

4、在磁力机械工程中的应用：磁力机械包括磁力传动器、磁性齿轮、磁制动

器、磁夹具、磁力打捞器、磁性轴承、磁力泵、磁性阀、磁封门、磁锁和

永磁起重器、永磁搬运机等。

5、在交通运输工具中的应用：利用同性相斥的原理而制造的列车叫磁悬浮列

车；现代豪华轿车需要用15-70个永磁器件，如：风挡刮水器电机、油泵

电机、开窗电机、门锁电机、去雾电机、自动汽控器、起动电机等。

6、在磁分离技术中的应用：利用磁性方法将铁磁性物质与非铁磁性物质分开

的技术称为磁分离技术。磁分离技术在选矿、选煤、原材料处理、水处理、垃圾处理以及在医疗、化工工业和食品工业中得到了广泛应用。

7、在磁化技术中的应用：利用磁场对物质进行磁化作用，改变被磁化物质的

键合状态与性质；或改变原子、电子状态，促进物质的化学反应与燃料的

燃烧；或改变物质的结晶形态或凝固点，这一技术称为磁化技术。磁化器、汽车中的节油器、石油开采中的石油防蜡器等等。

8、在磁疗和健身器械方面的应用：如磁疗水杯、磁球、磁疗机、磁疗鞋、磁

疗帽、磁疗手镯、项链等，还有近年来发展较快的医疗设备核磁共振成像

仪（MRI）每台的用量在3——4吨，试想中国每个医院如果配一台MRI

钕铁硼的用量应该是多少！

总之自从1983年钕铁硼发明以来每年都有新的运用领域出现，每年的增幅

在30%以上，应用前景十分广阔。

四、钕铁硼的发展

1、产品的发展。钕铁硼自1983年发明以来前十年发展不快，近十年发展很快，

96年中国360吨，日本产量2000 吨，美国产量1000吨，但到了2006年

中国产量60000吨，日本产量2000吨，其它国家几乎没有了，全世界钕铁

硼产量烧结和粘结合起来有10万吨左右（其中粘结2万吨）。

2、企业：1998年前西方世界比中国发展快，中国发展慢。但到目前为止，日

本只剩四家企业、美国只剩一家、欧洲也只剩一家，而中国有一百多家，

因此中国是世界钕铁硼的生产大国，但不是强国。中国钕铁硼的产量60%

在浙江，其它在山西和京津地区，钕铁硼的销售基地在深圳、宁波和北京。

3、性能的发展：钕铁硼性能的发展是依赖于工艺的完善和先进设备的运用才

快速发展起来的。96年前中国最好的性能为N38，世界最好为N48，而到

2006年中国最好为N52世界最好也为N52（规模化生产），性能提高很快，中国的钕铁硼性能提高更快，中国已经逐步从生产大国转化为生产强国。

4、工艺的发展：最早钕铁硼工艺是湿法生产，用甲苯或汽油作保护剂、球磨

生产、性能较低，后来发展到干法生产（气流磨）性能得以大力提高，但

最好性能也只能是N45，但自从发明了甩带（SC）工艺后性能得到了极大

的提高，目前批量化做可以达到N52。

5、设备的发展：球磨机到气流磨，铸锭到铸片到氢碎，单式烧结炉到连续多

式烧结炉，简单压机到自动压机，设备发展工艺突破是钕铁硼成本降低性

能提高的关键。

6、后加工工艺的发展：早期钕铁硼的后续加工工艺比较单调而且浪费也大，