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◇更新整理: ◇浏览:111次 ◇更新时间:2012-02-17
人类对稀土永磁材料的认识是从1935年列宁格勒的科学家在 《Nature》上发表的一篇短文 《具有高于340kA/m矫顽力的Nd-Fe 材料》开始的。稀土永磁材料自20世纪60年代问世以来，经历了三个阶段，即第一代（1：5型SmCo5）、第二代 （2：17型Sm2Co17）和第三代 （NdFeB）。
稀土是化学元素周期表中镧系元素---镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥，以及与镧系元素密切相关的两个元素---钪和钇，共17种元素.最初是在瑞典的比较稀少的矿物中发现的，"土"是当时对不溶于水的物质的习惯称呼，故称稀土。第二次世界大战后，随着稀土元素分离技术和低温技术的发展，人们对稀土元素的低温特性进行了研究，发现稀土元素在低温下大多有很强的磁性，但由于其居里温度低于室温，因此不能直接制成永磁材料。考虑到铁、镍、钴等元素在常温下具有很强的磁性，人们开始研究利用稀土与铁、钴的合金来提高稀土元素在常温下的磁性能。
1959年出现的GdCo5合金具有较强的磁晶各向异性，1966年发现了YCo5合金，1967年，美国学者K.J.Strant等人研制出磁能积为5MGOe的SmCo5粉末粘结永磁材料，成为第一代稀土永磁材料诞生的里程碑，1968年采用普通制粉法制造的SmCo5的磁能积为8MGOe，同年采用静压工艺，制造出磁能积为17.5MGOe的SmCo5永磁体.1970年首次采用液相烧结法制造SmCo5永磁体，从而使SmCo5的制造工艺逐步走向完善与成熟。
1977年，日本的T.Ojima等人利用粉末冶金法研制出磁能积为30MGOe的Sm2Co17永磁材料，标志着第二代稀土永磁材料的诞生。
由于SmCo5中含有66%左右的Co，而Co是昂贵的战略元素。因此SmCo5出现后，人们就开始考虑Co的替代材料1983年，日本住友特殊金属公司用粉末冶金法研制出磁能积为36MGOe的NdFeB永磁材料，美国通用汽车公司也宣布了NdFeB钕铁硼强力磁铁的开发成功，标志着第三代稀土永磁钕铁硼材料的诞生。钕铁硼永磁铁采用稀土元素钕代替了钐钴永磁中的钐 （在稀土矿中，钕的含量为钐的5～10倍）。且不含战备物资钴，这正是人们研究新型永磁材料所追求的目标。1995年，NdFeB永磁的磁能积已达到51.2MGOe，用快淬与热挤压法生产的各向异性快淬磁体的磁能积已经达到40MGOe，用还原扩散法制造的NdFeB磁能积达到36MGOe。1987年，日本住友特殊金属公司宣布磁能积为50.6MGOe的NdFeB磁体研制成功；1990年，日本东北金属公司的研究者声称可以得到磁能积为52.3MGOe的NdFeB磁体，1993年，住友特殊金属公司宣布制成世界磁能积的 NdFeB磁体!磁能积为54MGOe。
钕铁硼永磁的主要成分是Nd2Fe14B,是目前磁性能较强的永磁材料。它的最大磁能积可达398kJ/m3为铁氧体永磁材料的5～12倍、铝镍钴永磁材料的3～10倍，理论值为527kJ/m3；剩磁可达1.47T,矫顽力可超过1000kA/m，能吸起相当于自身重量640倍的重物。由于不含钴且钕在稀土中的含量是钐的十几倍，钕铁硼的价格比稀土钴要低得多。
钕铁硼磁体居里温度低!为310～410℃温度稳定性较差，剩磁温度系数为-（0.095～0.15）%/K，矫顽力温度系数为-（0.4～0.7）%/K，通常工作温度为150℃，新磁电子目前可以提供耐200℃高温的钕铁硼永磁铁，常温下退磁曲线为直线，但高温下退磁曲线的下部发生弯曲，若设计不当，易发生不可逆退磁。
钕铁硼强力磁铁含有大量的钕和铁，易锈蚀，化学稳定性欠佳，其表面通常需做电镀处理，如镀锌、镍、锡、银、金等，也可以做磷化处理或喷涂环氧树脂以减慢其氧化速度，通常涂层厚度为10～40μm。
◇标签：稀土永磁材料 磁能积 钕铁硼
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