稀土永磁材料在信息技術中的運用研究

董 睿

（濟寧創新谷發展集團有限公司，山東 濟寧 272100）

從實際應用操作角度來看，永磁材料的功能作用是為各個器件、裝置提供一個磁場支持。在具體實施操作的時候在能量轉換的旋轉機械中作為轉子存在，而在傳感器、喇叭器件中則是作為一個恒定磁場源存在。伴隨人們對磁性材料的研究和關注，其開始被人們廣泛的應用到信息技術領域。當今，人們正處于電子信息技術飛速發展的時代。這一切均得益于近30年電子信息技術的快速發展，其中也包括了高性能磁性材料的快速發展。

1 稀土永磁材料的發展

稀土永磁材料是一種以稀土金屬元素作為基本加工材料的融合金屬化合物的基礎永磁材料。從當前應用情況來看，稀土永磁材料具備良好的永磁性能，是磁性體積最大的一種永磁性材料[1]。稀土永磁材料在20世紀40年代的時候就有出現，經過十年的發展，出現了鐵氧體永磁。后來經過多年的演變發展形成了更高性能的永磁體材料，SmCo5、Sm2Co17。稀土永磁材料在經過多年的發展衍變下顯示出了良好的綜合磁性能，被人們廣泛的應用在計算機、通信、交通、醫療等服務領域，成為一種融合多個新型技術形式的先進材料。在國家工業化發展進程的加快下，稀土永磁材料在多個領域帶動支持下實現了放射性發展。從實際操作角度來看，稀土永磁材料使用的特點是重量輕、體積小、磁性強、穩定性高的特點，因而在產生之后就得到了人們的廣泛關注。稀土永磁材料廣泛的出現在人們的實際生活中，包含汽車行業、機械設備等，在稀土永磁材料的作用下能夠提升產品的性能。

2 稀土永磁材料的技術進步

（1）燒結釹鐵硼。燒結釹鐵硼技術的深入發展使得磁體的綜合性能得到提升。從實際生產加工角度來看，伴隨燒結釹鐵硼在多個領域的廣泛應用。在燒結釹鐵硼稀土永磁材料使用的過程中為了能夠提升稀土資源平衡水平，降低磁體的成本，稀土永磁材料在使用的過程中需要采取必要措施提升技術水平。第一，晶界擴散技術。晶界的擴散主要是指在磁體的表面上添加一些重稀土元素，在重稀土元素的綜合作用下還能夠使得重稀土原子沿著晶界的液相擴散，在經過熱處理方式獲得的重稀土原子會沿著晶界實現液態擴散，在擴散的過程中會替換其中的其他元素，由此會形成一個固溶體。置換操作所遭受到的干擾會比較少。在強化晶體表面磁晶向各個異性磁場轉變的過程中還能夠有效提升內稟矯頑力，在這個期間對磁體的剩磁和最大磁能積并不產生太大影響。第二，晶界調控技術。晶界調控技術是一種科學有效的提升矯頑力的方案。在具體實施操作的時候通過科學的配方和合理的工藝技術形式能夠實現對晶界的有效調節控制，通過一系列的調節控制會降低晶界相的鐵磁性，從而有效降低和去除晶體顆粒之間的磁性耦合作用，在現有的水平基礎上更好的提升內稟矯頑力。第三，雙主相技術。在稀土原材料價格的提升下，混合稀土材料的配比問題得到了人們的進一步關注。和以往的稀土材料相比，混合稀土材料的內稟磁性性能得到提升。在合金材料成分被替換之后，元素的混合狀態會影響到燒結磁體的微結構，最終會影響到材料內部的稟矯頑力。第四，晶粒細化技術。細化顆粒是提升矯頑力的一個重要途徑。在經過微磁學的模擬研究我們會發現，通過把控顆粒大小會在最大限度上減少磁場應力，提升材料內部的內稟矯頑力。

（2）粘結釹鐵硼。粘結稀土永磁材料是永磁材料研究應用的一個重要分支體現，從實際應用操作角度來看粘結磁體會顯示出較強的精準性，且構造簡單、渦流損耗比較小，在加工操作的時候會和金屬材料、塑料材料進行一體化加工處理。

粘結稀土永磁材料在傳感器運行和精密器械的運作中起著十分重要的作用。在新時期，在人們對精密電機、傳感器認識和研究的深入下，稀土永磁材料的研究應用范圍更加廣泛，在這個過程中材料的性能在不斷增強，同性粘結鐵氮磁體和各向異性粘結稀土磁體開始被人們研發。第一，各向同性磁粉、粘結磁體。第二，各向異性磁粉和粘結磁體。第三，增材制造粘結稀土磁體。

（3）熱壓/熱變形釹鐵硼。利用熱壓技術能夠將快淬NdFeB磁粉在700攝氏度的環境下得到壓制，最終會獲得滿足規范標準密度的同性磁體。在稀土永磁材料加工的過程中通過使用熱壓、熱變形的工藝技術形式能夠將納米晶磁粉加工制作成同性密集磁體以及各個異性的致密磁體。在具體實施操作的時候由于熱壓、熱變形的溫度不夠高，加上作用時間不長，就會使得磁粉的細晶體結構很難被長時間的保持。

（4）燒結釤鈷。稀土永磁材料在燒結處理時對周圍的溫度有著一定的要求，如何實現對稀土永磁材料的高溫化加工處理成為相關人員需要思考和解決的問題。當前，針對耐高溫燒結磁體會按照2:17的比例進行配置，通過一系列加工工藝技術的優化會提升磁體的矯頑力，最終提升磁體材料的使用溫度，強化磁體材料的使用性能[2]。

3 稀土永磁材料未來研究趨勢

（1）高磁能積粘結磁體的開發應用。稀土永磁材料的加工應用會以釹鐵硼為主要加工材料，在具體使用的時候會被加工劃分為兩個類型，即燒結磁體和粘結磁體。以釹鐵硼為主要加工材料的稀土永磁材料燒結磁體具備各向異性的基本應用屬性，且具體較高操作時所使用的材料密度比較高，隨著長時間的開發應用發展，關于材料性能的研究也開始朝著縱深的方向發展。和以釹鐵硼為主要加工材料的稀土永磁材料燒結磁體相比釹鐵硼粘結磁體是各向同性的，以釹鐵硼為主要加工材料的稀土永磁材料燒結磁體的不足之處也日益凸現出來。第一，磁粉會呈現出各向同性的基本特點，最大磁能積的上部分數額比較低，在具體實施操作的時候能夠更好的滿足不同階段對稀土永磁材料的要求。第二，稀土永磁材料的成型加工工藝存在局限性。伴隨電器小型化的發展，如何開發高磁能積粘結磁體成為社會主義市場經濟發展過程中需要思考和解決的問題。

（2）以釹鐵硼為主要加工材料的高性能稀土永磁材料開發。以釹鐵硼為主要加工材料的稀土永磁材料的開發要能夠滿足社會范圍內低碳環保的發展要求，因而，站在社會可持續發展角度來看，以釹鐵硼為主要加工材料的高性能稀土永磁材料開發是稀土永磁材料應用發展的重要方向。從實際研究角度來看，在加工制造的時候依托這種新工藝、新技術形式能夠完善釹鐵硼各向異性磁粉的結構類型，使得磁粉的應用范圍和應用有效性得到提升。

（3）納米稀土永磁材料的研發。在納米稀土永磁材料研發成功之后人們還會思考如何更好的將稀土材料和納米技術結合在一起，通過將先進的技術和適合的材料結合在一起能夠更好的生產出性能優劣的材料，經過改進升級之后的材料能夠提升磁粉的含量，最終降低燒結溫度，增高磁能的性能。在經過不斷改進后磁體材料會具備較高的自由度，加工處理之后所獲得的尺寸精準度也會進一步提升，使得永磁體開始迎來更廣闊的應用前景。

4 稀土永磁材料在信息技術中的運用

第一，稀土永磁材料在手機研究領域中的應用。從人們常用的手機構成來看，性能較強的釹鐵硼磁體就有2個地方被使用，一是手機振動電機，另一個是手機微型電聲元件喇叭。第二，稀土永磁材料在計算機和筆記本電腦中的應用。不管是在計算機系統中還是在筆記本上都存在一個外存儲器（硬盤驅動器），在硬盤驅動器中存在兩個使用稀土永磁體制造的驅動性元件單元，這兩個單元分別是音圈馬達和主軸馬達。硬盤驅動器中音圈馬達的結構如圖一所示。在具體實施操作的時候，主軸馬達會控制硬盤旋轉，音圈馬達控制磁頭會在徑向位置上尋找。在具體實施操作的時候，受體積的限制，主軸馬達會采用無傳感器的無刷直流馬達、高能積的粘結Nd-Fe-B磁體。音圈馬達的首選磁體是高性能的燒結Nd-Fe-B磁體，而出現這類現象的原因是HDD的空間會出現限制，只有高能積、高矯頑力的各向以異性燒結Nd-Fe-B磁體會以最小的體積磁體來實現所需要的轉矩，并在強的電樞電流變化下來使得磁體性能不受影響。第三，稀土永磁材料在辦公自動化領域中的應用。在信息時代背景下，各個計算機外圍設備和辦公自動化設備得到了快速的發展，在設備快速?的過程中也對一些與之配套的關鍵零部件電機提出了較大的需求，即要求電機能夠朝著小型化、高速度、長壽命、低噪聲的方向發展。在辦公領域中的各個設備，諸如打印機、光盤驅動、傳真機、復印機等設備也多是以Nd-Fe-B磁體為支撐的永磁無刷直流電動機。第四，稀土永磁材料在衛星通信和衛星廣播播音管中的應用。衛星通信和衛星廣播播音管在運行的過程中離不開低溫度系數、高溫度稀土永磁材料。借助高溫稀土永磁材料控制帶電粒子的運動，并在這個過程中獲得高頻率或者超高頻率微波信號。在速調管、磁控管、行波管中，各個器件的磁場由周期反向聚焦磁體產生，而反向聚焦磁體則是由稀土永磁材料構成，在構成分配上臨近兩個磁體的極性會呈現出一種相反的狀態。

圖1 硬盤驅動器中音圈馬達的結構

5 結語

綜上所述，稀土永磁材料應用日益廣泛，因而被人們廣泛的應用到各個領域，在推進現代文明發展方面起到了十分重要的作用。稀土永磁材料在推進中國制造的深化發展起到了十分重要的作用。從實際應用操作角度來看，這個材料在推動各個領域的深化發展方面起到了十分重要的作用，應用場景多元、應用范圍廣泛。稀土永磁材料在各個領域中的應用會顯示出較強的優勢性，對于信息產業的發展來說是一項十分重要的功能性材料，這類材料在實際應用中會和電信網、電視網、智能電網等密切結合在一起，在稀土永磁材料的作用下促進了各個領域的發展。