结合稀土永磁材料的研发谈材料与制备方法的关系.ppt

结合稀土永磁材料的研发 谈材料与制备方法的关系,www.HighN,目录,稀土永磁材料简介,稀土永磁材料的优点,稀土永磁材料的分类,稀土研发的现状,稀土材料制备工艺,稀土永磁材料是不同的稀土元素和过渡金属（Fe、Co、Ni等）组成的金属间化合物，是近二十年来得到迅速发展的一种新颖永磁材料。 稀土永磁材料发展十分迅速，现已经在许多领域里得到了广泛的应用，成为当代新技术的重要物资基础。 自80年代以来利用钐钴合金做稀土永磁电机。产品类型包括伺服电动机、驱动电动机、汽车启动机、地面军用电机、航空电机等，部分产品出口。,稀土永磁材料简介,稀土材料的优点,高的磁特性：具有很高的剩磁感应强度B，很高的磁能积（B.H）和很高的矫顽力（特别是高的内禀矫顽力）。目前采用的烧结钴基稀土永磁体的剩磁感应强度可大1.2T,接近铝镍钴永磁体的最高水平,而其矫顽力则可做到800kA/m，约为铁氧体永磁的三倍。 直线退磁特性：它们的退磁曲线基本为直线，恢复线与退磁曲线相重合，可逆磁导率接近于1.0。 耐温高：烧结钴基稀土永磁体的居里温度可达850摄氏度，因此可适应高温环境工作，钴基稀土永磁体的工作温度可达300摄氏度。 温度稳定性较好：钴基稀土永磁体的剩磁感应强度可逆温度系数可做到0.03%，其水平接近铝镍钴永磁体。,稀土永磁材料的分类,稀土钴永磁材料，包括稀土钴（1-5型）永磁材料SmCo5和稀土钴（2-17型）永磁材料Sm2Co17两大类 稀土钕永磁材料，NdFeB永磁材料 稀土铁氮（RE-Fe-N系）或稀土铁碳（RE-Fe-C系）永磁材料,NdFeB,钕铁硼材料作为稀土材料最重要的应用领域之一，是支撑现代电子信息产业的重要基础材料之一，与人们的生活息息相关。 随着计算机、移动电话、汽车电话等通讯设备的普及和节能汽车的高速发展，世界对高性能稀土永磁材料的需求量迅速增长。1998年世界钕铁硼（包括烧结磁体和粘结磁体）的产量高达11300吨，增长率均保持在30%以上。,NdFeB的物理参数,密度 G/m3 7.4-7.6 热传导系数 Kcal/m.h. 7.7 居里温度 312 维氏硬度 530 抗压强度 Kg/2 80 抗弯强度 Kb/2 24 杨氏模量 Kg/2 1.7104 电阻率 .m 14105 回复磁导率 1.05 热膨胀系数 C11 3.410-6 /c1-4.810-6,稀土研发的现状,目前，我国稀土永磁产业已有相当的基础，全国烧结钕铁硼永磁材料厂家有130余家，较大的厂家有60家，集中在山西与沪杭地区和京津地区，形成了中国三角鼎立的稀土永磁产业格局。 2003年我国烧结钕铁硼磁体生产能力达到2.2万吨，其生产能力达到千吨的厂家有北京中科三环高科技股份公司、宁波韵升强磁材料有限公司、北京恒磁科技有限公司、北京安泰科技股份有限公司、上海洛克磁业有限公司、横店集团稀土永磁材料总厂、通力实业发展有限公司等7家公司。 中科院三环公司于1993年购买了日本住友公司和美国通用汽车公司的专利许可权，钕铁硼产品销往全球各地。涉足钕铁硼的上市公司有中科三环、宁波韵升、安泰科技、津滨发展、首钢股份和太原刚玉等。其上市公司中科三环是目前我国最大的稀土永磁企业集团，其生产能力与产量占全国的1/4。,稀土研发的现状,此外，从事于磁性材料生产的外资企业几乎已全部在中国建厂，台湾30多个磁性材料生产企业已经搬到广东。外资正在逐步渗透到我国钕铁硼产业中来。日本精工爱普生公司已将其粘结钕铁硼生产线全部转移到上海；美国MQI公司在天津建立了比其本土规模更大的生产基地，生产中心正逐渐向中国转移；日本住友特殊金属公司在东莞成立了加工中心，相信下一步它也会将一部分生产能力转移到中国；日本昭和电工公司已在内蒙古包头建立合资公司，生产钕铁硼合金。 一些相关行业也纷纷到我国设厂，如Motorola、NOKIA移动电话公司、BELL、LUCHUN通讯公司、大众、福特、通用等汽车公司、IBM、DELL、COMPAC等电脑公司，他们的政策是就近配套。市场需求促进了我国钕铁硼产业的快速发展。,稀土永磁材料研发要点,加强HDDR工艺各向异性粘结钕铁硼磁体产业研究 加强进行标准钕铁硼铸片产业化开发 加强物联网技术在钕铁硼生命周期应用研究,稀土永磁材料制备工艺分类,1粉末冶金烧结工艺制备的烧结磁体； 2还原扩散制粉或氢碎处理粉末及粉末冶金烧结工艺制备的烧结磁体； 3快速凝固制粉或氢碎制粉（HDDR），粉末模压粘结工艺制备的粘结磁体； 4快速凝固制粉或氢碎（HDDR）粉末的注射工艺制备的注射磁体； 5快速凝固制粉或氢碎（HDDR）粉末的热压法制备的热压磁体； 6用热压磁体再进行热变形压工艺制备的各向异性热变形压磁体； 7将热变形压磁体磨制成粉，再采用模压或注射等方法制备成各向异性粘结磁体,一般情况下粘结磁体的制备工艺,第一步是制粉工艺。 第二步是粘结工艺。 第三步是成型工艺。,制粉工艺的研究,粘结钕铁硼磁体的制备首先是制粉工艺，在磁体的制备过程中，磁粉的工艺因素是至关重要的，磁粉可分为各向同性和各向异性两种。一般情况下粘结钕铁硼永磁材料用的磁粉制造方法主要有快淬法(MS)、气体雾化法(GA)、HDDR 法、机械合金化法(MA)等,粘结工艺的研究,粘结钕铁硼磁体的粘结工艺是磁体制备的重要环节，需要的原材料主要是磁粉、粘结剂、助剂等，助剂主要包括偶联剂、润滑剂、增塑剂和热稳定剂等。虽然在制备粘结钕铁硼磁体的过程中，粘结剂是必不可少的添加剂之一，但是粘结剂为非磁性材料，加入过多，会降低磁粉的密度，虽然机械性能会有一定程度的提高，但是磁体的磁性能势必会降低。相反粘结剂用量过少，则使粘结剂不能充分与磁粉混合，粘结效果不好，虽然磁性能会有提高但最后使磁体的机械性能降低也不利于制备高性能粘结磁体。粘结方法制得的磁体因为加入了添加剂，故密度会低于烧结磁体，其磁性能势必会低于烧结体，因此粘结剂的加入量是影响粘结磁体磁性能的主要因素之一，既不易过多也不易太少，一般加入质量分数在 2 %4 %，以提高粘结磁体的密度和性能。目前为适应电机、汽车等行业对耐高温粘结钕铁硼磁体的需要，多采用耐热性较好的聚苯撑硫(PPS)、液晶树脂(LCP)等这类超级工程塑料作为粘结剂,成型工艺的研究,在粘结钕铁硼磁体的制备工艺中，成型工艺对磁体的性能影响很大，是研究学者对粘结磁体制备的重点研究对象。成型工艺的选择还和实际生产有着非常密切的联系，直接影响生产效率，是将实验与实际相结合的重要环节。粘结磁体的成型工艺基本分为以上四种，其中最常用的有注射成型和模压成型。模压工艺中采用温压成型的方法受到越来越广泛的重视。一般粘结磁体制备中所采用的粘结剂常温下均为粉末态，因此常温压制时需要较高压力才能达到较高的密度，如果采用温压成型，上述问题就可以得到解决。如何使得磁