Nd-Fe-B的應用及其性能

顏培洋，李琪琪

(濱州學院 化學化工學院，山東 濱州 256603)

Nd-Fe-B的應用及其性能

顏培洋，李琪琪

(濱州學院 化學化工學院，山東 濱州 256603)

介紹了近幾年Nd-Fe-B永磁體的制備、應用、性能，對Nd-Fe-B永磁體的制備分為黏結磁體的制備和燒結磁體的制備，分別對這兩種方法做了簡單的介紹；Ne-Fe-B的應用很廣泛，在計算機、汽車、醫學以及其他很多方面都有應用；應用過程中穩定性和抗腐蝕性起重要作用，本文對Nd-Fe-B永磁體的穩定性做了簡單的介紹。

Nd-Fe-B；黏結磁體；燒結磁體；穩定性

目前，不同的磁體應用在不同的場所，最大種類的磁體依然是陶瓷磁鐵，占世界市場60%的份額，從體積來計，占全世界磁體量的90%。近年，全世界各類磁體的產量年增長率約為10%，比80年代增長的要快，主要因為Nd-Fe-B已進入成熟發展期，它開拓了鐵磁體無法應用的新領域[1]。

在人們最初的認識中，鐵磁體會逐漸衰退，而Nd-Fe-B會急劇增長，但是就目前世界市場情況來看，鐵磁體依然占有最大份額，Nd-Fe-B也大大改善了其磁性能，開拓了新的鐵磁體行業的應用市場。對于磁體的使用有著明確是選擇原則，如果從費用的角度考慮，采用陶瓷磁體是最好的選擇；從體積的角度考慮，就采用Nd-Fe-B磁體，有些情況也會采用Sm-Co磁體；從使用溫度范圍或熱穩定方面考慮，采用Sm-Co磁體最好。

1 Nd-Fe-B磁體的制備

Nd-Fe-B磁體的制備分為燒結磁體和粘結磁體[1]。燒結磁體的制備：關于國內的Nd-Fe-B磁體的研究已經到了一個很高的水平，主要有以下幾個方面的原因。Nd-Fe-B磁體的研究手段日益先進，生產工藝早已不是傳統的燒結磁體制備工藝[2]，而是采納了的氫處理粉碎、速凝薄帶工藝制備合金、橡皮膜、氣流磨工藝制粉等靜壓工藝成型這一系列技術[2]，是一種新的燒結磁體制造的技術，使磁性能夠進行大幅的提升。國內在這方面比較落后，但是國外采用最先進的速凝薄帶工藝制備合金、氫處理工藝破碎合金[3]，有效解決了制備高性能磁性材料的關鍵技術問題，也就是說解決了高性能Nd-Fe-B磁體制備中要求合金成分接近正分的各種成分。隨著Nd-Fe-B磁體在電類領域的廣泛應用，對磁體的性能要求不僅僅只限于高剩磁、高磁能積[4]，對使用溫度的要求變得更高。高的使用溫度，高矯頑力磁體的研究已經有了許許多多的文獻報道，日本住友特殊金屬公司開發的磁體使用溫度已經高達250℃。此外，材料表面的處理技術等都是磁力材料的研究焦點。

黏結磁體的制備：對于黏結Nd-Fe-B永磁材料的使用性能，人們為了提高這種使用性能，對其制備工藝進行不斷的改進，并在不斷的改進過程中取得了優異的研究成果[5]。黏結Nd-Fe-B的制備工藝，可大概分為兩個階段：制粉和黏結，制粉即為制作磁粉，磁粉的制造方法主要是快淬法(MS)、機械合金法(MA)、氣體霧化法(GA)等。黏結階段主要是把Nd-Fe-B永磁材料、粘合劑和其他添加劑按特定的比例均勻混合以后，用壓制、壓延、注射或擠出成型等方法，按照用戶的要求直接成型為各種各樣的形狀永磁材料[6]。黏結磁體制備方法簡單，其工藝精度較高，有希望在大批量的連續生產中推廣使用。

2 Nd-Fe-B磁體的應用

就全世界而言，Nd-Fe-B的生產增長率約為20%，約1600t的粘結磁體用于計算機產業，主要是用在作主軸馬達和步進馬達，有6400t的燒結磁體主要是用于硬盤驅動器、馬達、核磁共振成像、音響、其他等領域。

在硬盤驅動器運用領域中，主要是用在決定讀寫磁頭位置的電動驅動器。為了使驅動器的運行時間快，對磁體的高磁通密度有較高的要求，價格方面的因素考慮較少的情況下，加上溫度環境等要求，最后會選擇最高能量密度的Nd-Fe-B磁體。

Nd-Fe-B永磁體在生物醫學應用中，磁性材料的抗腐蝕能力一般主要依賴于化學成分和加工技術[7]。在磁體的應用中，磁體的兩種穩定性較為重要：一是在有害的工作條件下能保護物質的完整性；二是磁體在腐蝕性環境中暴露，依舊保持相當的穩定。體液是強腐蝕性的，有必要搞清磁體在這種環境下的穩定能力。Nd-Fe-B永磁體在醫學應用其抗腐蝕能力是其他磁體抗腐蝕性的數倍，Nd-Fe-B運用表面技術，既能提高Nd-Fe-B的耐腐性，又能保證在腐蝕的環境下磁體在設計壽命內不損失磁性能的有效辦法。

3 Nd-Fe-B永磁體的性能[8]

3.1 時效試驗

在溫度為50℃的情況下經500h時效后，Nd-Fe-B磁體開路磁通的不可逆損失大約為1%，保持了比較好的穩定性。在60℃到80℃范圍內經500h時效后，Nd-Fe-B磁體不可逆損失為3%。

3.2 溫度穩定性試驗

用振動的樣品磁強計測量了Nd-Fe-B磁體，由室溫上升至102℃開路剩余磁矩隨溫度的升高而降低，樣品由室溫上升到102℃，其開路剩余磁矩的總損失為14%，可逆損失為8%，不可逆損失為6%。

3.3 外磁場退磁試驗

Nd-Fe-B磁體的抗退磁穩定性甚至可以和Sm-Co磁體差不多，是因為Nd-Fe-B磁體具有強大的內稟矯頑里。

3.4 振動試驗

隨振動的時間增加，Nd-Fe-B磁體表面場略微有些降低，最后趨于不變。

3.5 腐蝕試驗

Nd-Fe-B永磁體在空氣中放置過久，表面會出現一些銹斑，表面粗糙的Nd-Fe-B永磁體更較為易銹蝕。在水中放置一段時間后，樣品表面出現銹斑，Nd-Fe-B的通磁也隨之下降。

4 總結

Nd-Fe-B永磁體發展前景越來越大，隨著工藝的的越來越成熟，生產成本也會越來越低，無論是黏結Nd-Fe-B材料還是燒結Nd-Fe-B材料都有其各自的用處，Nd-Fe-B永磁體在國內外不斷的創新下，生產技術已經達到最先進水平，Nd-Fe-B永磁體在稀土材料運用也將會越來越顯著，在現代社會發揮的作用越來越大。隨著我國經濟建設的發展和國力的日益昌盛，利用稀土資源優勢，Nd-Fe-B材料運用前景將更為廣闊。

[1] 徐錦華.Nd-Fe-B磁體的高性能化[J].電工材料,1996(1):26-27.

[2] 張時茂.高性能燒結Nd-Fe-B永磁材料制備工藝的研究[D].呼和浩特:內蒙古大學,2012.

[3] 羅 陽,陳虞才.新技術、新設備在Nd-Fe-B稀土磁體生產中的應用之二-合金的氫爆及氣流粉碎[J].磁性材料及器件,2006,37(5):24-25.

[4] 白 崗. 高矯頑力釹鐵硼磁性材料的研究[J].濟南:山東大學,2006.

[5] 李 慧,張敏剛,張雪山.黏結Nd-Fe-B永磁材料及其應用與發展[J].山西冶金,2011,34(1):5-7.

[6] 李文學,任慧平,周維娜.成型工藝對黏結釹鐵硼永磁材料磁性能的影響[J].稀土,2006,27(3):85-87.

[7] 陳紹楷. Nd-Fe-B永磁體在生物醫學應用中的腐蝕研究[J].中國材料進展,2003(2):17-18.

[8] 張光飛,周壽增,張富強.Nd-Fe-B永磁體的穩定性及其應用試驗[J].功能材料,1988,2(1):61-63.

(本文文獻格式：顏培洋，李琪琪.Nd-Fe-B的應用及其性能[J].山東化工,2017,46(15):74,76.)

2017-05-28

顏培洋(1993—)，男，就讀于濱州學院化學化工學院化學工程與工藝專業。

TM273

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1008-021X(2017)15-0074-01