釹鐵硼磁體,堪稱“永磁之王”
本文導讀:從永磁材料的發展歷程來看,19 世紀末20 世紀初,人們使用碳鋼、鎢鋼等作永磁體;20 世紀30 年代末,鋁鎳鈷(AlNiCo)永磁開發成功,使得永磁材料的規模化應用成為可能;20 世紀50 年代,鐵氧體的出現,既降低了永磁體成本,又將其應用范圍拓寬到高頻領域;1967 年,美國科學家成功制成釤鈷(SmCo5)永磁體,是繼金屬系和鐵氧體系之后開發成功的第三代永磁材料,也標志著稀土永磁時代的正式到來。
一、磁性材料分類
磁體是指由過度元素鐵、鈷、鎳、稀土及其合金組成,能直接或間接產生磁性的物質,廣泛應用于各種電機、傳感器和發電機等領域。按應用類型,磁體可分為軟磁和永磁兩個主要類別,此外還有矩磁、旋磁和壓磁等。其中,軟磁是指在較弱磁場下,易磁化也易退磁的一種磁性材料;永磁又稱硬磁材料,具有高矯頑力和高剩磁,一經外磁場磁化以后,即使除去外磁場,仍能長期保留較強磁性,因而具有顯著的節能和環保優勢,成為國家政策鼓勵和成長性最好的磁性材料。
磁性材料按應用類型分類
二、稀土永磁材料商業化進程最快
從永磁材料的發展歷程來看,19 世紀末20 世紀初,人們使用碳鋼、鎢鋼等作永磁體;20 世紀30 年代末,鋁鎳鈷(AlNiCo)永磁開發成功,使得永磁材料的規模化應用成為可能;20 世紀50 年代,鐵氧體的出現,既降低了永磁體成本,又將其應用范圍拓寬到高頻領域;1967 年,美國科學家成功制成釤鈷(SmCo5)永磁體,是繼金屬系和鐵氧體系之后開發成功的第三代永磁材料,也標志著稀土永磁時代的正式到來。
由于稀土永磁體具有高剩磁密度、高矯頑力、高磁能積的優異磁性能,用它制成的各種電機產品具有高性能、輕型化和高效節能等優異特性,成為商業化速度最快的永磁體。
永磁材料發展歷程
三、釹鐵硼成為稀土永磁的主流
稀土永磁材料出現迄今已歷經四代,第一代為SmCo5 系;第二代是Sm2Co17 系;第三代為釹鐵硼(NdFeB);第四代為正處于研究開發狀態的稀土鐵氮(Re-Fe-N 系)和稀土鐵碳(Re-Fe-C 系)。其中,推廣速度最快、使用規模已占據絕對市場份額、在未來很長時期內依然存在巨大發展潛力則為第三代磁體——釹鐵硼磁體。
在工藝上,可把釹鐵硼分為粘結釹鐵硼磁體和燒結釹鐵硼磁體。其中,燒結釹鐵硼磁體是通過燒結的方式成形,其綜合磁性能最高,在這兩類釹鐵硼中占據最大的市場份額,其中產量占比近90%;粘結釹鐵硼磁體則采取壓縮和注射成形,其磁性能較燒結釹鐵硼低,但因其加工性能好、尺寸精度高,在許多領域也有著廣泛的應用。