稀土永磁材料作為一種重要的功能材料,已被廣泛應(yīng)用于能源、交通、機(jī)械

1、稀土永磁材料的發(fā)展與應(yīng)用研究稀土永磁材料的發(fā)展與應(yīng)用研究金釗敖衛(wèi)東張智軼甘劍鋒（重慶通信學(xué)院，400035）摘要：要：稀土永磁材料在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。本文從稀土永磁材料特點(diǎn)出發(fā)，介紹了稀土永磁材料發(fā)的相關(guān)發(fā)展應(yīng)用，并進(jìn)行了釹鐵硼永磁體的粘結(jié)研究。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：稀土永磁；粘結(jié)0引言稀土永磁材料作為一種重要的功能材料，已被廣泛應(yīng)用于能源、交通、機(jī)械、醫(yī)療、計(jì)算機(jī)、家電等領(lǐng)域，深入國民經(jīng)濟(jì)的方方面面，其產(chǎn)量與用量已成為衡量一個(gè)國家綜

2、合國力與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。稀土永磁的出現(xiàn)是永磁材料領(lǐng)域中的一個(gè)巨大進(jìn)步，尤其是NdFeB稀土永磁材料的高性能使得高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的磁器件高效化，小型化，輕型化成為可能。相信隨著稀土永磁材料應(yīng)用的擴(kuò)展，定會(huì)迎來一個(gè)稀土永磁高新技術(shù)應(yīng)用的新時(shí)代。1稀土永磁材料的概要介紹稀土永磁材料是不同的稀土元素和過渡金屬（Fe，Co，Ni等）組成的金屬間化合物，是近二十年來得到迅速發(fā)展的一種新穎永磁材料。稀土永磁材料發(fā)展十分迅速，現(xiàn)已經(jīng)在許多

3、領(lǐng)域里得到了廣泛的應(yīng)用，成為當(dāng)代新技術(shù)的重要物資基礎(chǔ)。自80年代以來利用釤鈷合金做稀土永磁電機(jī)。產(chǎn)品類型包括伺服電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、汽車啟動(dòng)機(jī)、地面軍用電機(jī)、航空電機(jī)等，部分產(chǎn)品出口。稀土永磁體不僅具有很高的剩磁感應(yīng)強(qiáng)度，很高的磁能積，而且具有很高的矯頑力，這一點(diǎn)是當(dāng)今任何永磁材料所無法相比的。目前，采用燒結(jié)法制造的鈷基稀土永磁體的矯頑力可達(dá)800KAm；鐵基燒結(jié)稀土永磁體的矯頑力可做到850kAm。綜上可見稀土永磁體具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1

4、）高的磁特性：具有很高的剩磁感應(yīng)強(qiáng)度B，很高的磁能積（B.H）和很高的矯頑力（特別是高的內(nèi)稟矯頑力）。目前采用的燒結(jié)鈷基稀土永磁體的剩磁感應(yīng)強(qiáng)度可大1.2T接近鋁鎳鈷永磁體的最高水平而其矯頑力則可做到800kAm，約為鐵氧體永磁的三倍。（2）直線退磁特性：它們的退磁曲線基本為直線，恢復(fù)線與退磁曲線相重合，可逆磁導(dǎo)率接近于1.0。（3）耐溫高：燒結(jié)鈷基稀土永磁體的居里溫度可達(dá)850攝氏度，因此可適應(yīng)高溫環(huán)境工作，鈷基稀土永磁體的工作溫度可

5、達(dá)300攝氏度。（4）溫度穩(wěn)定性較好：鈷基稀土永磁體的剩磁感應(yīng)強(qiáng)度可逆溫度系數(shù)可做到0.03%，其水平接近鋁鎳鈷永磁體。2十七種稀土元素稀土被人們稱為新材料的“寶庫”，是各國科學(xué)家，尤其是材料專家最關(guān)注的一組元素。根據(jù)國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)對(duì)稀土元素的定義，稀土類元素是門捷列夫元素周期表第三副族中原子序數(shù)從57至71的15個(gè)鑭系元素，鑭系中的鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、钷Pm、釤Sm、銪Eu、釓Gd、鋱Tb、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er

6、、銩Tm、鐿Yb、镥Lu，再加上與其電子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)相近的鈧Sc、和釔Y，共計(jì)17個(gè)元素。除鈧與釔外，其余15個(gè)元素往往共生。稀土元素的應(yīng)用蓬勃發(fā)展，已擴(kuò)展到科學(xué)技術(shù)的各個(gè)方面，尤其現(xiàn)代一些新型公斤磁體價(jià)格為100美元計(jì)，這個(gè)新的市場(chǎng)就增加粘結(jié)釹鐵硼產(chǎn)值5億多美元。4.2我國稀土永磁材料發(fā)展及展望永磁材料的發(fā)展先后經(jīng)歷了鐵氧體階段（磁能積4.6MGOe），AINiCo合金階段（磁能積11.5MGOe），SmCo階段（磁能積31.0MG

7、Oe），NdFeB階段（磁能積43MGOe）。鈦鐵硼稀土永磁材料的研制成功，使耳機(jī)、揚(yáng)聲器、步進(jìn)電機(jī)、無芯電機(jī)等實(shí)現(xiàn)了超小型化。我國進(jìn)行稀土永磁的應(yīng)用研究和推廣工作較早并取得了較大的成績，在有些方面還具有我國的特色，如磁力耦合油泵的使用，解決了石油工業(yè)跑冒滴漏的老大難問題。磁醫(yī)療治療各種疾病及磁療首飾等的開發(fā)和應(yīng)用，也屬影響面較廣的稀土永磁應(yīng)用。另一個(gè)稀土永磁重要的應(yīng)用領(lǐng)域是磁懸浮系統(tǒng)。磁懸浮軸承已成功地應(yīng)用在超高速旋轉(zhuǎn)裝置及電度表

8、軸承上。此外應(yīng)當(dāng)指出的是一個(gè)巨大潛在應(yīng)用領(lǐng)域即磁懸浮列車運(yùn)輸系統(tǒng)。如果磁懸浮列車投入商業(yè)運(yùn)行，必將極大地推進(jìn)稀土永磁產(chǎn)業(yè)的更加高速的發(fā)展。這種項(xiàng)目只在幾個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力強(qiáng)、技術(shù)水平高的發(fā)達(dá)國家進(jìn)行。我國對(duì)稀土永磁體的需求增長率持續(xù)在20%左右?！笆濉逼陂g我國燒結(jié)NdFeB磁體總產(chǎn)量達(dá)到50000噸左右，銷售總額150億元。到2010年中國燒結(jié)NdFeB磁體產(chǎn)量將達(dá)到7萬噸，占全球75%，銷售額260億元。在未來10內(nèi)，我國將成為世界稀土永磁

9、材料的制造中心。5釹鐵硼永磁體的粘結(jié)研究隨著現(xiàn)代電機(jī)工業(yè)的迅速發(fā)展，尤其是近代稀土永磁工業(yè)的興起為我們的設(shè)計(jì)提供了廣闊的前景，可以不再拘泥于電勵(lì)磁的勵(lì)磁方式，采用稀土永磁材料作為勵(lì)磁功率源。根據(jù)稀土永磁電機(jī)設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行了磁鋼與轉(zhuǎn)子鋼箍的粘結(jié)實(shí)驗(yàn)，在滿足整機(jī)性能和機(jī)械結(jié)構(gòu)性能的基礎(chǔ)上，使電機(jī)磁性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)方法及步驟如下：5.1按要求配量按照設(shè)計(jì)要求，實(shí)驗(yàn)操作程序，完成幾種固定配比的粘結(jié)劑的調(diào)試定型工作。5.2預(yù)估

10、方案首先，在轉(zhuǎn)子鋼箍的基礎(chǔ)上進(jìn)行沒有兌入磁粉的粘結(jié)性能及磁性能的測(cè)試。具體操作步驟如下：（1）粘結(jié)體表面的除塵去污工作，用刮刀打磨去除金屬面的污漬及金屬氧化物，以保證金屬表面達(dá)到良好的密合性能，保證金屬元件在粘結(jié)完成后獲得良好的機(jī)械性能。將準(zhǔn)備好的粘膠按要求調(diào)為可用的粘結(jié)劑，而后靜置大約一分鐘，使粘結(jié)劑的粘結(jié)效果達(dá)到最佳狀態(tài)。（2）將處理好的金屬機(jī)件按粘結(jié)順序放置好，用軟毛刷蘸取適量的可用粘結(jié)劑，均勻的涂抹在機(jī)件的粘結(jié)面上。涂抹時(shí)要保證

11、用量適當(dāng)，涂抹均勻。用量過少，粘結(jié)疏松，機(jī)械性能較差，容易造成轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)件損壞；用量過多，粘結(jié)劑四溢，會(huì)使粘結(jié)面粘有太多污垢，影響性能測(cè)試和最終的設(shè)計(jì)定型；涂抹不均，會(huì)使機(jī)件表面形成薄厚不均的空氣間隙，增大磁路在空氣中的損耗，很大程度上影響磁性能的良好發(fā)揮，降低電機(jī)的使用效能。（3）在完成粘結(jié)后，在對(duì)粘結(jié)好的機(jī)件進(jìn)行加固加壓操作，盡量減小機(jī)件間的空氣間隙，提高密合程度，降低磁能損耗，以保證機(jī)件良好的性能發(fā)揮；同時(shí)也可進(jìn)一步使機(jī)件