材料与文明讲解.doc

船舶工程学院 材料与文明 （小论文） 学 号：2014011606 专 业：船舶与海洋工程 学生姓名：李明杰 任课教师：刘二宝 2015年10月 稀土永磁材料 李明杰 船舶工程学院 摘要:对稀土永磁材料的发展过程、性能、主要类型、钕铁硼磁体的生产工艺流程做了介绍，对目前烧结钕铁硼在生产、科研、生活等各领域中的应用进行了总结。? 关键词：稀土永磁材料，烧结钕铁硼，工艺流程，应用，前景展望。 1.稀土永磁材料? 20世纪60年代末稀土永磁材料问世以来，稀土元素在磁性材料中的应用日益增加，现已有铈、镨、钕、钐和镝等元素用于永磁材料，而且品种和性能都在不断发展和提高。随着现代工业和技术的发展，对稀土永磁材料的要求量也越来越大。距统计，目前全世界稀土永磁材料的年产量已超过30000吨。[1]? 1.1稀土永磁材料概述?? 从广义上讲，所有能被磁场磁???、在实际应用中主要利用材料所具有的磁特性的一类材料成为磁性材料。它包括硬磁材料、软磁材料、半硬磁材料、磁致伸缩材料、磁光材料、磁泡材料和磁制冷材料等，其中用量最大的是硬磁材料和软磁材料。硬磁材料和软磁材料的主要区别是硬磁材料的各向异性场高、矫顽力高、磁滞回线面积大、技术磁化到饱和需要的磁场大。由于软磁材料的矫顽力低，技术磁化到饱和并去掉外磁场后，它很容易退磁，而硬磁材料由于矫顽力较高，经技术磁化到饱和并去掉磁场后，它仍然长期保持很强的磁性，因此硬磁材料又称为永磁材料或恒磁材料。[2]古代，人们利用矿石中的天然磁铁矿打磨成所需要的形状，用来指南或吸引铁质器件，指南针是中国古代四大发明之一，对人类文明和社会进步做出过重要贡献。近代，磁性材料的研究和应用始于工业革命之后,并在短时间内得到迅速发展.现今,对磁性材料的研究和应用无论在广度或者深度上都是以前无可比拟的,各类高性能磁性材料，尤其是稀土永磁材料的开发和应用对现代工业和高新技术产业的发展起着巨大的推动作用。? 1.2永磁材料性能要求? 永磁材料的主要性能是由以下几个参数决定的:? 1最大磁能积：最大磁能积是退磁曲线上磁感应强度和磁场强度乘积的最大值。这个值越大，说明单位体积内存储的磁能越大，材料的性能越好。? 2饱和磁化强度：是永磁材料极为重要的参数。永磁材料的饱和磁化强度越高，它标志着材料的最大磁能积和剩磁可能达到的上限值越高。? 3矫顽力：铁磁体磁化到饱和后，使它的磁化强度或磁感应强度降低到零所需要的反向外磁场称为矫顽力。它表征材料抵抗退磁作用的本领。? 4剩磁：铁磁体磁化到饱和并去掉外磁场后，在磁化方向保留的剩余磁化强度或剩余磁感应强度称为剩磁。? 5居里温度：强铁磁体由铁磁性和亚铁磁性转变为顺磁性的临界温度称为居里温度或居里点。居里温度高标志着永磁材料的使用温度也高。[2]? 1.3稀土永磁材料的主要类型? 至今，稀土永磁材料已有两大类、三代产品? 第一大类是稀土-钴合金系（即RE-Co永磁），它又包括两代产品。1996年K.Strant发现SmCo5型合金具有极高的磁各向异常数，产生了第一代稀土永磁体1:5型SmCo合金。从此开始了稀土永磁材料的研究开发，并于1970年投入生产；第二代稀土永磁材料是2：17型的SmCo合金大约是1978年投入生产。它们均是以金属钴为基体的永磁材料合金。? 第二大类是钕铁硼合金（即Nd-Fe-B系永磁）。1983年日本和美国同时发现了钕铁硼合金，称为第三代永磁材料，当Nd原子和Fe原子分别被不同的RE原子和其他金属原子取代可发展成多种成分不同、性能不同的Nd-Fe-B系永磁材料。其制备方法主要有烧结法、还原扩散法、熔体快淬法、粘结法、铸造法等，其中烧结法和粘结法在生产中应用最广泛[3]。 1.4技术参数  HYPERLINK /view/1111824.htm \t /view/_blank 钕铁硼永磁材料的物理性能 密度 G/m3 7.4-7.6 热传导系数 K c a l/m.h.℃ 7.7 居里温度 ℃ ≥312 维氏硬度 530 抗压强度 Kg/㎜2 80 抗弯强度 Kb/㎜2 24 杨氏模量 Kg/㎜2 1.7×104 电阻率 .m 14×105 回复磁导率 1.05 热膨胀系数 C11 3.4×10-6 /c1-4.8×10-6[2] 2.生产流程及制备工艺? 以钕铁硼为例阐释其制作工艺。 总流程如下：配料? 熔炼? 氢爆 制粉 成型?等静压?剥油?烧结? 后加工 并且全程都需要检测。 2.1工艺原理简介： 1、原料准备及预处理：? 工艺简介：对原材料进行称重、破碎、断料和除锈等预处理。?工艺设备：钢筋切断机、滚筒抛光机等?? 2、熔炼：? 工艺简介：将经过预处理后的原材料镨钕、纯铁、硼铁等按照比例配料，加入真空熔炼炉中，在氩气保护下高温熔炼后进行甩带