钕铁硼稀土永磁材料讲课资料
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➢ 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Байду номын сангаас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。
➢ 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
强的永磁体
烧结钕铁硼的理论磁能积为64MGOe，饱和磁化强度为1.6T，而目前国内外批 量化生产中最大的磁能积为52MGOe。
物理量的概念和参数
1、居里温度（Tc表示）
居里温度的概念：强铁磁体由铁磁性或亚铁磁性转变为顺磁性的临界温度称为居里 温度或居里点Tc。 钕铁硼的居里温度点是312摄氏度，Tc是磁性材料的重要参数，Tc高材料的工作温度可提 高，也可提高磁性材料的温度稳定性。加钴、铽、镝等可提高磁性材料的居里温度，因 此在高矫颈力的产品中（H、SH、……）都加有镝等提高Tc的材料。
此熔炼过程要防杂质、防氧化。
钕铁硼的烧结
成型或等静压后生坯不具备高永磁性能的显微组织,为了进一 步提高密度改进粉末颗粒之间的接触性质,提高强度,使磁体 具备高永磁性能的显微组织特征,需要将压坯加热到粉末基体 相熔点以下的温度进行一段热处理 烧结炉应具有良好的密封性,泄漏率低,因此经常应密闭抽真 空保持以防气体,水汽的吸附,切忌产品取出后让炉门敞开着, 长时间与外界空气、水汽接触.剥油箱也一样应及时关闭,防 止水汽的吸附,影响产品性能.
大量的组织观察表明,烧结钕铁硼系的合金显微组织具有以下特 征： (1)基体相(主相)的晶粒呈多边形; (2)富B相以孤立块状或颗粒状存在; (3)富Nd相沿晶界或晶界交耦处分布; (4)另外在基体中还有其他杂质,氧化物相和空洞等。
金属特性
烧结钕铁硼是固体，密度7.2—7.7g/cm3,熔点大约在1150摄氏度(微量元素的不 同熔点也不同),是金属导体可电镀。
稀 土 永 磁 材 料
钕 铁 硼
稀土永磁材料是指稀土金属和过渡族金属形成的合金经一定的工艺制成的永磁材 料。稀土永磁材料已在机械、电子、仪表和医疗等领域获得了广泛应用。钕铁硼 磁性材料，作为稀土永磁材料发展的最新结果，更因其优异的磁性能而被称为 “磁王”。
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。
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。
等应用领域极其广泛。
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。
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
钕铁硼永磁材料的用途
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。
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
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。
➢ 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、 原材料处理中得到了广泛应用。
钕铁硼材料的基本特性及其显 微组织结构
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。
钕铁硼的制造工艺
熔炼
按工艺的不同分为常规熔炼（20kg、30kg、50kg、100kg ）和甩 带炉（100kg、 300kg、 500kg ）两种。 首先装料再抽真至1Pa以下，开始送低功率加热，边加热边继续 抽气，随温度升高，吸附状态的气体，水份逐渐解吸而被抽出， 至炉料普遍呈现暗红色，关阀充入氩气，进行增功率升温到炉料 全部熔化，并进行5分钟左右的精炼，精炼完毕减功率并进行浇 注，浇注时浇口应对准冷却模，浇注完毕并进行冷却。合金锭放 置和运输过程要注意杂质的进入如：手套的丝、空气中的灰尘等。 同时氧气对合金有破坏作用，氧渗透进去，使钕变成氧化钕；水 气对合金有破坏作用，水碰到钕会生成钕的氧化物和氢化物，因
➢ 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
强的永磁体
烧结钕铁硼的理论磁能积为64MGOe，饱和磁化强度为1.6T，而目前国内外批 量化生产中最大的磁能积为52MGOe。
物理量的概念和参数
1、居里温度（Tc表示）
居里温度的概念：强铁磁体由铁磁性或亚铁磁性转变为顺磁性的临界温度称为居里 温度或居里点Tc。 钕铁硼的居里温度点是312摄氏度，Tc是磁性材料的重要参数，Tc高材料的工作温度可提 高，也可提高磁性材料的温度稳定性。加钴、铽、镝等可提高磁性材料的居里温度，因 此在高矫颈力的产品中（H、SH、……）都加有镝等提高Tc的材料。
此熔炼过程要防杂质、防氧化。
钕铁硼的烧结
成型或等静压后生坯不具备高永磁性能的显微组织,为了进一 步提高密度改进粉末颗粒之间的接触性质,提高强度,使磁体 具备高永磁性能的显微组织特征,需要将压坯加热到粉末基体 相熔点以下的温度进行一段热处理 烧结炉应具有良好的密封性,泄漏率低,因此经常应密闭抽真 空保持以防气体,水汽的吸附,切忌产品取出后让炉门敞开着, 长时间与外界空气、水汽接触.剥油箱也一样应及时关闭,防 止水汽的吸附,影响产品性能.
大量的组织观察表明,烧结钕铁硼系的合金显微组织具有以下特 征： (1)基体相(主相)的晶粒呈多边形; (2)富B相以孤立块状或颗粒状存在; (3)富Nd相沿晶界或晶界交耦处分布; (4)另外在基体中还有其他杂质,氧化物相和空洞等。
金属特性
烧结钕铁硼是固体，密度7.2—7.7g/cm3,熔点大约在1150摄氏度(微量元素的不 同熔点也不同),是金属导体可电镀。
稀 土 永 磁 材 料
钕 铁 硼
稀土永磁材料是指稀土金属和过渡族金属形成的合金经一定的工艺制成的永磁材 料。稀土永磁材料已在机械、电子、仪表和医疗等领域获得了广泛应用。钕铁硼 磁性材料，作为稀土永磁材料发展的最新结果，更因其优异的磁性能而被称为 “磁王”。
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。
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。
等应用领域极其广泛。
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。
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
钕铁硼永磁材料的用途
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。
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
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。
➢ 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、 原材料处理中得到了广泛应用。
钕铁硼材料的基本特性及其显 微组织结构
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。
钕铁硼的制造工艺
熔炼
按工艺的不同分为常规熔炼（20kg、30kg、50kg、100kg ）和甩 带炉（100kg、 300kg、 500kg ）两种。 首先装料再抽真至1Pa以下，开始送低功率加热，边加热边继续 抽气，随温度升高，吸附状态的气体，水份逐渐解吸而被抽出， 至炉料普遍呈现暗红色，关阀充入氩气，进行增功率升温到炉料 全部熔化，并进行5分钟左右的精炼，精炼完毕减功率并进行浇 注，浇注时浇口应对准冷却模，浇注完毕并进行冷却。合金锭放 置和运输过程要注意杂质的进入如：手套的丝、空气中的灰尘等。 同时氧气对合金有破坏作用，氧渗透进去，使钕变成氧化钕；水 气对合金有破坏作用，水碰到钕会生成钕的氧化物和氢化物，因