稀土永磁材料基础知识

钕铁硼永磁材料制造工艺
烧结磁源自文库的制备主要采用传统的粉末冶金工艺。将铸锭破碎至


一定粒度（小于3mm），并用机械法或氢碎法（HD法）制备粗 粉。 然后将粗粉细磨至约5微米左右的磁粉，目前大规模生产采用气 流磨或搅拌磨制粉，实验研究采用气流磨或小型气流磨制粉。 将磁粉在磁场条件下取向并压制成型，或在等静压机中进一步 压实。 压坯的烧结和回火在真空烧结炉内于氩气保护下进行。 用该工艺制备各项异性烧结磁体，其中铸锭组织、制粉、磁场 成型、烧结及回火等工艺的工艺参数对磁体的磁性能有十分重 要的影响。 烧结磁体经过机加工与表面处理，可制成所需形状的永磁体。
材料科学技术概要
金属材料：结构材料（力学性能）、功能材料（物理性能） 材料的生产方法与工艺 * 金属材料 原料：天然矿物质、金属及合金 工艺：火法冶金、湿法冶金、电冶金、粉末冶金、单晶生产 产品：金属及合金、单晶 * 陶瓷材料 原料：无机化合物 工艺：成型烧结、熔融固化、单晶生产 产品：普通陶瓷、新型陶瓷 * 高分子材料 原料：有机化合物 工艺：高温、高压精馏、蒸馏、聚合反应、化学反应 产品：高分子材料 物质的结构：固态（晶体、非晶体)
Tc（居里温度） Sm-Co(1:5) 720
D（密度） 8.4
Sm-Co(2:17) Nd-Fe-B
Al-Ni-Co 1 Fe-O-Mo
820 310
800 450
8.4 7.5
7.3 5.0
稀土永磁材料的特性、主要参数
钕铁硼稀土永磁材料温度特性
工作温度 N-x N-xM N-xH N-xSH N-xUH N-xEH 小于80度 小于100度 小于120度 小于150度 小于180度 小于200度 矫顽力Hcj Hcj>12KOe Hcj>14KOe Hcj>17KOe Hcj>20KOe Hcj>25KOe Hcj>30KOe
钕铁硼永磁材料制造工艺
钕铁硼永磁材料制造工艺
NdFeB是按一定配比将金属钕、铁硼合金和为某种目的有意添加的金属料加 入真空感应炉，在氩气保护下熔炼成NdFeB合金
钕铁硼永磁材料制造工艺
气流磨
成型、压坯
钕铁硼永磁材料制造工艺
真空烧结
钕铁硼永磁材料制造工艺
磁性能检测
钕铁硼永磁材料制造工艺
机械加工
汽车ABS马达
钕铁硼永磁材料的应用
各类摄像头（Module）
钕铁硼永磁材料的应用
矿山磁选设备
医疗设备 核磁共振设备
新能源：风力发电机、潮汐发电机
军用设备：雷达、定位仪、成像设备
稀土永磁材料的特性、主要参数
解除外部磁场的时 候，残留在永磁材 料上的磁场称为剩 磁（Br）
为完全去除永磁材 料上的剩磁，施加 的外部反向磁场的 大小称之为矫顽力 （Hcj）
由外部磁场的强度与永磁材料被磁化的强度构成一个闭合循环曲线。
牌号表
钕铁硼永磁材料制造工艺
稀土永磁材料的制备首先需获得具 有特定化学成分和结晶组织的合金 铸锭。 NdFeB是按一定配比将金属钕、铁 硼合金和为某种目的有意添加的金 属料加入真空感应炉，在氩气保护 下熔炼成NdFeB合金。 将熔融的合金液浇注至水冷铜模中 冷却，得到合金铸锭。 为提高磁性能，也可以对铸锭进行 高温等温退火均匀化处理，以减少 铸锭中析出的阿尔法铁，提高主磁 性相Nd2Fe14B的体积分数。
稀土永磁材料概况
第一代稀土永磁材料：1959年-1977年 第二代稀土永磁材料：1977年-1983年（Sm(Co、Cu、Fe）7.2 不易氧化、密度高、价格高 第三代稀土永磁材料：1983年-至今（ Nd2Fe14B） 易氧化、优越的产品性能、低成本 （Nd、Tb、Dy、Pr）2（Co、Cu、Ca、Al、Nb、Fe）14B 物理性能
钕铁硼永磁材料制造工艺
表面处理
钕铁硼永磁材料制造工艺
尺寸检查
充磁
钕铁硼永磁材料的应用
马达(Motor)
钕铁硼永磁材料的应用
电子部件
钕铁硼永磁材料的应用
CD，DVD播放器 台式电脑 Notebook 游戏机
钕铁硼永磁材料的应用
扬声器 手机震动马达
钕铁硼永磁材料的应用
汽车EPS马达 雨刷器
磁性材料分类
制约永磁材料的因素：
-- 原材料资源 -- 磁性能的优劣 -- 价格高低
稀土永磁材料概况
50年代末-60年代初---研发阶段 -- 1959年BH（Max）<1 -- 第一代稀土永磁材料：钆钴GdCo5 1966年 YCo5永磁体（钇姑）：很强的矫顽力 1967年 世界上第一种稀土永磁体 SmCo5（钐钴） Br=2.8KOe、Hcj=2.6KOe、BH(Max)=1.2 1967年 采用粉末冶金工艺 --〉SmCo5（钐钴） Br=5.1KOe、Hcj=3.2KOe、BH(Max)=5.1 1968年 采用等静压工艺 --〉SmCo5（钐钴） 使合金更加致密 BH(Max)=18.5 1970年 工艺成熟 居里温度高、工作温度高 1971年 （PrSm）Co5 BH(Max)=23 （Mm0.5Sm0.5）Co5 <混合稀土> BH(Max)=20 1972年 利用还原扩散法--〉（Mo0.5Sm0.5）Co5 BH(Max)=26 1973年 采用单晶工艺 1977年 小岛小组（日本） Sm2Co17 BH(Max)=32 1983年 左川真人(日本) Nd2Fe14B BH(Max)=36
磁性材料分类
铁磁性物质：如果有一种物质具有自发磁矩，即在无外加磁场的情况下仍有 磁矩，称该物质为铁磁性物质。 常见的铁磁性元素：Fe、Co、Ni、稀土族元素（57-70） 铁磁性物质的特点： 很容易磁化； 磁化强度和外加磁场不是线性关系； 磁化强度与温度有关；当T=Tc（居里温度）时铁磁性消失 磁性材料的分类 软磁材料（矫顽力约0.01Oe） 半硬磁材料（矫顽力0.01-10000Oe） 硬磁材料（矫顽力10000Oe以上） -- 铸造类（Al-Ni-Co 铝镍钴） -- 铁氧体（Br-Ferrite，Sr-Ferrite） -- 稀土永磁（SmCo5、Sm2Co7、Nd2Fe14B） -- 其他
贸易部
目录
材料科学技术概要
磁性材料分类 稀土永磁材料概况
钕铁硼永磁材料的特性、主要参数
钕铁硼永磁材料制造工艺 钕铁硼永磁材料的应用
材料科学技术概要
材料科学技术是以材料为对象，从事材料本质的发现、分



析及研究材料结构与性能的学科 材料的定义：人类社会所能接受的、经济地制造有用器件 的物质 材料工程：控制材料的结构、性能、形状 材料工程的思路 1.依据工程构件的行为，确定所需材料的性能。 2.依据性能要求，确定所需材料的结构。 3.制定材料工艺，获得所需材料的结构。 4.采用必要设备，保证工艺的实施。 材料的分类：金属材料、陶瓷材料、高分子材料