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  • 稀土永磁材料分类及应用
    发布时间:2014-10-13 来源:本站 点击数:89

      1.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。1968年研制出了一类稀土钴永磁材料,其中以SmCo5、Sm2Co17等钐钴磁体磁性最佳。一块火柴盒大小的稀土永磁体SmCo5可以吸起一个成年人重量的铁物体。用这种磁体制造的电子器件,不仅体积小、重量轻,而且还大大降低了成本,故在现代电子通讯技术中有着广泛的应用。例如可用于制造人造卫星、雷达所用的行波管和环行器,用于制造原子钟、微型电机、微型扬声器、电子手表,用于办公室自动化设备,如制造软盘和硬盘驱动装置,以及医疗磁片等。钐钴磁体虽然具有磁能积高、居里温度(物质呈现铁磁性的最高温度)高(727℃)等优点,但钐是比较短缺的稀土元素,在原料供应上没有牢靠的保证。因此稀土铁氧体磁体仍有发展潜力。
      2.稀土钕永磁材料,NdFeB永磁材料。钕铁硼(Nd2Fe14B)磁性材料是由日本住友特种金属公司(SSMC)于1983年推出的一种新型高磁能积磁性材料。如以兆高奥为最大磁能积单位,则铁氧体为3.7、钐钴为21.0,而烧结Nd2Fe14B的额定值为37.0(实验室获得的数据为50.6)。钕铁硼磁体的拉伸和弯曲强度是钐钴磁体的2倍,易于车削和处理,烧结ag足彩的密度低,故能将磁路设计得小巧轻便。原料价格比铁氧体高,但比钐钴低,因此被称之为“磁铁王”,具有极好的发展前景。据统计,1986年在世界生产的磁体中,日本占42%,美国为28%,西欧国家为20%,其他为10%。钕铁硼磁体约60%用于制造诸如电子计算机磁盘驱动器、办公自动化设备的小型马达、视频照相机和录像机等音像设备及汽车电子设备上用的马达, 15%用于制造计量设备,10%用于音频扬声器,其余的15%用于医学上使用的磁共振成像系统以及其他各种应用领域。有人分析,随着汽车工业的发展,钕铁硼磁体的需求量将会进一步增加,这是因为一辆新型小汽车需平均安装约40个马达,要求使用许多的小巧而磁能积高的稀土永磁体。
      3.稀土铁氮(RE-Fe-N系)或稀土铁碳(RE-Fe-C系)永磁材料。判断永磁材料性能优劣的一个综合指标是最大磁能积(BH)max,现有商用的稀土粘结永磁材料是快淬钕铁硼磁粉,最大磁能积是10~18兆高奥,稀土铁氮磁粉最大磁能积是20~40兆高奥。稀土铁氮磁粉具有较强的技术优势。
      稀土铁氮新材料与市场现有磁性材料钕铁硼相比成本较低,主要原因是磁粉中稀土相对含量少,同时无需掺杂钴等价格昂贵的金属。另外,稀土铁氮新材料中的稀土成分可以是钕,也可以是钐,市场上钐的价格远低于钕。
      永磁体最基本的作用是在某一特定的空间产生一恒定的磁场,维持此磁场并不需要任何外部电源。标志永磁材料好坏的参数有许多,最重要的是最大磁能积(BH)max ,磁能积越大,材料每单位体积所产生外磁场的能量就越大。目前商品NdFeB永磁材料的最大磁能积已达到:50MGOe。由于稀土永磁材料的高磁能积和高矫顽力等优异的特性,已给永磁应用带来革命性的变化,稀土永磁材料主要应用在以下几个方面:
      1.机电类
      稀土永磁体的出现,意味着电机领域将引起革命性的变化。这是因为稀土永磁体没有激磁损耗,不发热,用它制造的电机优点很多。因稀土永磁电机没有激磁线圈与铁心,磁体体积较原来磁场极所占空间小,没有损耗,不发热,因此为得到同样输出功率整机的体积,重量可减小30%以上,或者同样体积、重量,输出功率大50%以上。
      永磁电机,尤其是微电机,每年世界产量约几亿台之多,主要用在汽车、办公自动化设备和家用电器中。所使用的多为高性能的铁氧体和稀土永磁体。
      今后稀土永磁电机的最大市场之一将是汽车工业。钕铁硼永磁材料性能优异,用于制造电机,可以实现汽车电机“钕铁硼化”。在汽车方面,只有用小马达,才能降低汽车重量,增加舒适感,提高安全性,降低尾气排放,提高汽车的整体性能,目前用量最大的是启动电机。电机是汽车中不可缺少的部件,汽车上电机数量在逐年增加。一般汽车上有8~18台,高级轿车多达40~50台,随着汽车工业的发展,汽车电机的需求是巨大的。高磁能积的稀土永磁体体积小,却能较铁氧体产生大得多的动力,因此提高了电效率。通过使用稀土磁体减少重量和尺寸,可以节约更多的燃料和增加设计的灵活性。
      2.稀土永磁材料在医疗中的应用
      3.磁选机
      一般的磁选机有永磁式和电磁式两种,以前,永磁式磁选机的磁体多用铁氧体。稀土永磁出现后,设计并制造了各种型号和类型的永磁磁选机,尤其是在中高磁场磁选机中,必须用稀土永磁体。
      4.计算机及外围设备
      在计算机中使用的稀土永磁材料最多的器件是磁盘驱动电机(VCM),另一种是数据输出打印机电机。
      5.各种仪表
      使用永磁体的仪表种类很多,如磁电式仪表、计数器等。
      6.扬声器和耳机
      扬声器和耳机是永磁体传统应用领域。扬声器有外磁式和内磁式二种,稀土永磁出现后在同样输出功率与音质下,扬声器被做得非常小,目前稀土永磁扬声器和耳机已应用到高级随身听。 
      7.微波器件
      在微波领域中,微波管、毫波管发生器或放大器需要稳定磁场。稀土永磁体在此中主要起电子运动的聚集作用。  

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