稀土磁性材料

稀土磁性材料1、稀土永磁材料稀土由于其独特的4f 电子层结构，可以在一些与 3d 元素化合物组合成的晶体结构中形成单轴磁各向异性， 而具有十分优异的超常磁性能。 表 1 列出了各类稀土永磁体与传统的铁氧体、 铝镍钴永磁体的磁性能， 显然稀土永磁体比传统永磁体具有高得多的磁性能。表 1 各类永磁体的磁性能永磁体最大磁能积（ MGOe）备注铁氧体4.6 铝镍钴11 SmCo522 Sm2(Co,Cu,Fe,Zr)1732 Nd2Fe14B 56 理论值 64 Sm2(Fe,Co)17N346.5[1] 理论值 62 纳米晶双相稀土永磁体25[2] 理论值 120[2] 稀土永磁体中，钕铁硼的磁能积最高，但它的居里温度低，工作温度低，温度系数高。虽然现在已开发出工作温度达到200℃的钕铁硼，但在许多地方还是不能替代工作温度高，温度系数低的钐钴永磁。现已开发出工作温度可达400℃、500℃的 Sm2(Co,Cu,Fe,Er)17磁体[3]。10 年前发明的稀土—铁—氮永磁材料，理论磁能积与钕铁硼接近， 但居里温度高， 温度系数小， 耐腐蚀性能好， 与粘结磁体中使用的快淬钕铁硼相比，具有很强的竞争力。其中的 NdFe12Nx 永磁是我国科学家杨应昌院士发明的[4]，其 NdFe12Nx 实验室样品的磁能积已达到22MGOe，超过 MQ-2 钕铁硼磁粉。纳米晶双相交换耦合稀土永磁材料是高磁晶各向异性的稀土永磁相与高饱和磁化强度的软磁相在纳米尺度内交换耦合而获得兼具二者优点的复合永磁材料，理论计算表明，纳米稀土复合永磁体的最大磁能积远远超过钕铁硼，如表2所示。表 2 纳米双相稀土永磁体的理论磁能积永磁体最大磁能积（ MGOe）Nd2Fe14B+α -Fe 100 Sm2Fe17N3+α -Fe 110 Sm2Fe17N3+Fe65Co35 120 目前，实验结果已证明交换耦合的存在，但实际达到的磁能积远低于理论值，如 Nd7Fe89B4和 Sm7Fe93N 的磁能积分别达到 20.6 和 25MGOe[2]，“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索” ，最大磁能积超过100MGOe 的稀土新一代磁体，乃是科技工作者的努力方向。科学技术是第一生产力。最近有报道，日本三荣化成用新技术研究开发出磁能积破记录的各类稀土永磁体[5]，如表 3 所示。表 3 三荣化成开发的稀土永磁体永磁体最大磁能积（ MGOe）稀土永磁体69.5 烧结钕铁硼54.7 注射成型钕铁硼粘结磁体17.9 压制成型钕铁硼粘结磁体24.9 稀土永磁在 VCM （音圈电机），MRI （磁共振），永磁电机（汽车电机，步进电机，微型电机等），计算机主机及外设，办公自动化设备（复印机、传真机、手机、...