稀土永磁材料的综述..doc

稀土永磁材料综述 摘 要：磁性材料与我们的生活息息相关，磁性材料经历了从非稀土到稀土发展过程，本文综述了非稀土永磁材料的发展历程和第一代、第二代、第三代稀土永磁材料的发展史、分类、制造工艺及应用，并对稀土永磁材料发展现状做出展望与总结。 关键词：稀土；磁性材料；工艺；应用 Review of rare earth permanent magnet materials Abstract: Magnetic materials is closely linked with our life,magnetic materials has experienced from non rare earth to rare earth permanent magnetic materials. This paper summarized the development of non rare earth permanent magnetic materials and development history, classification , manufacturing process and application of the first generation, second generation,the third generation rare earth permanent magnetic material.In the end the development and prospect status of rare earth permanent magnetic materials was given. Keywords: rare earth; magnetic material; technology;application 0绪论 磁性材料是一种古老而年轻的、用途广泛的基础功能材料，在长期的发展过程中，其应用已经渗透到了国民经济和国防的各个方面，磁性材料本身也得到了很大的发展。人类使用永磁材料已经有几千年的历史， 发展至今， 永磁材料现在在人们的日常生活中已经起着十分重要的作用， 其应用也几乎遍及人类生活的各个方面， 并且其应用范围还在不断扩大。 与此同时，永磁材料的性能也已经取得了长足的进步。 众所周知，在永磁材料更新换代的发展历史中，材料的最大磁能积(BH)max 一直是衡量材料性能水平的最基本指标。 1非稀土永磁材料的发展历程 人类最早使用的永磁体是1900年前后出现的淬火马氏体钢，二十世纪初，科学家们想了各种办法，试图提高这种钢材的硬磁性能，随后出现了钨钢、铬钢等，在 1917 年前后日本人发明了含有 W、 Cr、 C 的钴钢，从而使这种材料的矫顽力 Hc 有了很大的提高。但有一部分人一直在试图寻找一种新型的永磁材料以全面取代这种碳钢。到 1931 年，日本人发明了铸造 AlNiCo 系永磁合金， 从而使永磁材料的发展进入了一个全新的阶段，虽然这种合金的价格颇高，但基本上还是全部开始使用这种新型永磁材料。 于是人们又开始投入大量的精力来研究这种 AlNiCo 系永磁材料。在对这种材料的研究中， 人们相继在铸造法的基础上发展出粉末烧结法， 并研究出柱状晶 AlNiCo 合金，从而使这种材料的性能有了很大的提高。1950 年，磁铅石型钡铁氧体永磁材料 BaM 在荷兰 Philips 公司问世，其特点是虽然它的饱和磁化强度 Ms 比较低， 但矫顽力 Hc 很高， 价格十分便宜；到 1963 年，又出现了锶铁氧体永磁 SrM。 2第一代稀土永磁材料 稀土原子与钴原子按1：5组成的化合物为基相的稀土永磁合金。简称为RCo5，是第一代稀土永磁合金。RCo5化合物具有CaCu5型六方晶结构(如图中所示)，空间群为Pb／mmm，稀土原子占据a晶位，Co原子占据c和g晶位。大多数RCo5化合物都具有很高的磁晶各向异性，高的饱和磁化强度和高的居里温度，表1示出了某些RCo5化合物在室温下的基本磁性。以SmCo5为例，其磁晶各向异性常数K1=11～20×106J／m3 ，各向异性场HA=20～35MA／m，饱和磁化强度μ0 MS=1.14T，居里温度Tc=1000K(727℃)，因而是理想的永磁材料。 2.1 发展简史 RCo5化合物的研究起始于20世纪50年代，由于稀土分离技术的进步，促进了稀土与过渡族金属化合物的制备与研究。最早发现GdCo5具有单轴各向异性，其粉末具有较高的矫顽力(达到640kA／m)，这预示着RCo5系列化合物有可能成为优良的永磁材料。随后又发现YCo5和SmCo5有更高的磁晶各向异性。1967年美国人斯特纳特(K．J．Strnat)粉末法制造出第一块实用的SmC