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《從世界永磁材料的發(fā)展歷史看未來釹鐵硼(ndfeb)稀土永磁的廣泛應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、從世界永磁材料的發(fā)展歷史過程,看未來釹鐵硼(NdFeB)稀土永磁的廣泛應(yīng)用。???世界永磁材料的發(fā)展經(jīng)歷了如下過程:40年代末出現(xiàn)了AlNiCo永磁,50年代誕生了鐵氧體永磁,60年代研制出了第一代稀土永磁SmCo5,70年代開發(fā)成功第二代稀土永磁SmCo17,1983年,日本住友特殊金屬公司和美國(guó)通用汽車公司各自研制成功釹鐵硼(NdFeB)永磁,笫三代稀土永磁材料。研制成功最新一代“永磁王”—NdFeB。釹鐵硼具有體積小、重量輕和磁性強(qiáng)的特點(diǎn),是迄今為止性能價(jià)格比最佳的磁體。? 常用各種永磁材料解釋:? 具有寬磁
2、滯回線、高矯頑力、高剩磁,一經(jīng)磁化即能保持恒定磁性的材料。又稱硬磁材料。實(shí)用中,永磁材料工作于深度磁飽和及充磁后磁滯回線的第二象限退磁部分。常用的永磁材料分為鋁鎳鈷系永磁合金、鐵鉻鈷系永磁合金、永磁鐵氧體、稀土永磁材料和復(fù)合永磁材料。? ?、黉X鎳鈷系永磁合金。以鐵、鎳、鋁元素為主要成分,還含有銅、鈷、鈦等元素。具有高剩磁和低溫度系數(shù),磁性穩(wěn)定。分鑄造合金和粉末燒結(jié)合金兩種。20世紀(jì)30~60年代應(yīng)用較多,現(xiàn)多用于儀表工業(yè)中制造磁電系儀表、流量計(jì)、微特電機(jī)、繼電器等。 ????②鐵鉻鈷系永磁合金。以鐵、鉻、鈷元素為主
3、要成分,還含有鉬和少量的鈦、硅元素。其加工性能好,可進(jìn)行冷熱塑性變形,磁性類似于鋁鎳鈷系永磁合金,并可通過塑性變形和熱處理提高磁性能。用于制造各種截面小、形狀復(fù)雜的小型磁體元件?! ???③永磁鐵氧體。主要有鋇鐵氧體和鍶鐵氧體,其電阻率高、矯頑力大,能有效地應(yīng)用在大氣隙磁路中,特別適于作小型發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的永磁體。永磁鐵氧體不含貴金屬鎳、鈷等,原材料來源豐富,工藝簡(jiǎn)單,成本低,可代替鋁鎳鈷永磁體制造磁分離器、磁推軸承、揚(yáng)聲器、微波器件等。但其最大磁能積較低,溫度穩(wěn)定性差,質(zhì)地較脆、易碎,不耐沖擊振動(dòng),不宜作測(cè)量?jī)x表及
4、有精密要求的磁性器件。??、芟⊥劣来挪牧?。主要是稀土鈷永磁材料和釹鐵硼永磁材料。前者是稀土元素鈰、鐠、鑭、釹等和鈷形成的金屬間化合物,其磁能積可達(dá)碳鋼的150倍、鋁鎳鈷永磁材料的3~5倍,永磁鐵氧體的8~10倍,溫度系數(shù)低,磁性穩(wěn)定,矯頑力高達(dá)800千安/米。主要用于低速轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)、啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)、傳感器、磁推軸承等的磁系統(tǒng)。釹鐵硼永磁材料是第三代稀土永磁材料,其剩磁、矯頑力和最大磁能積比前者高,不易碎,有較好的機(jī)械性能,合金密度低,有利于磁性元件的輕型化、薄型化、小型和超小型化。但其磁性溫度系數(shù)較高,限制了它的應(yīng)用。?
5、?、輳?fù)合永磁材料由永磁性物質(zhì)粉末和作為粘結(jié)劑的塑性物質(zhì)復(fù)合而成。由于其含有一定比例的粘結(jié)劑,故其磁性能比相應(yīng)的沒有粘結(jié)劑的磁性材料顯著降低。除金屬?gòu)?fù)合永磁材料外,其他復(fù)合永磁材料由于受粘結(jié)劑耐熱性所限,使用溫度較低,一般不超過150℃。但復(fù)合永磁材料尺寸精度高,機(jī)械性能好,磁體各部分性能均勻性好,易于進(jìn)行磁體徑向取向和多極充磁。主要用于制造儀器儀表、通信設(shè)備、旋轉(zhuǎn)機(jī)械、磁療器械及體育用品等。分類 第一大類是:合金永磁材料,包括稀土永磁材料(釹鐵硼Nd2Fe14B)、釤鈷(SmCo)、鋁鎳鈷(AlNiCo)? 第二大
6、類是:鐵氧體永磁材料(Ferrite)? 按生產(chǎn)工藝不同分為:燒結(jié)鐵氧體、粘結(jié)鐵氧體、注塑鐵氧體,這三種工藝依據(jù)磁晶的取向不同又各分為等方性和異方性磁體。? 這些就是目前市面上的主要永磁材料,還有一些因生產(chǎn)工藝原或成本原因,不能大范圍應(yīng)用而淘汰,如Cu-Ni-Fe(銅鎳鐵)、Fe-Co-Mo(鐵鈷鉬)、Fe-Co-V(鐵鈷釩)、MnBi(錳鉍)? 1,稀土永磁材料(釹鐵硼Nd2Fe14B):按生產(chǎn)工藝不同分為以下三種? ?。?)、燒結(jié)釹鐵硼(SinteredNdFeB)——燒結(jié)釹鐵硼永磁體經(jīng)過氣流磨制粉后冶煉而
7、成,矯頑力值很高,且擁有極高的磁性能,其最大磁能積(BHmax)高過鐵氧體(Ferrite)10倍以上。其本身的機(jī)械性能亦相當(dāng)之好,可以切割加工不同的形狀和鉆孔。高性能產(chǎn)品的最高工作溫度可達(dá)200攝氏度。由于它的物質(zhì)含量容易導(dǎo)致銹蝕,所以根據(jù)不同要求必須對(duì)表面進(jìn)行不同的凃?qū)犹幚怼?如鍍鋅、鎳、環(huán)保鋅、環(huán)保鎳、鎳銅鎳、環(huán)保鎳銅鎳等)。非常堅(jiān)硬和脆,有高抗退磁性,高成本/性能比例,不適用于高工作溫度(>200℃)。? ?。?)、粘結(jié)釹鐵硼(BondedNdFeB)——粘結(jié)釹鐵硼是將釹鐵硼粉末與樹脂、塑膠或低熔點(diǎn)金屬等粘結(jié)
8、劑均勻混合,然后用壓縮、擠壓或注射成型等方法制成的復(fù)合型釹鐵硼永磁體。產(chǎn)品一次成形,無需二次加工、可直接做成各種復(fù)雜的形狀。粘結(jié)釹鐵硼的各個(gè)方向都有磁性,可以加工成釹鐵硼壓縮模具和注塑模具。精密度高、磁性能極佳、耐腐蝕性好、溫度穩(wěn)定性好。? (3)、注塑釹鐵硼(ZhusuNdFeB)——有極高之精確度、容易制成各向異性形狀復(fù)雜的薄壁環(huán)或薄磁體