磁性材料 第9章 硬磁材料.ppt

总体而言： Nd2Fe14B相的基本磁性参数是：居里温度TC ? 582 K，室温各向异性常数K1 = 4.2 MJ/m3, K2 = 0.7MJ/m3，室温饱和磁化强度MS = 1.61 T； Nd2Fe14B的晶粒的基本磁畴结构参数：畴壁能量密度? = 3.5×10-2J/m2，畴壁厚度?B ? 5 nm，单畴离子临界尺寸为d ? 0.3 ?m。 3、Nd-Fe-B磁体的性能 Nd-Fe-B磁体主要成分为硬磁性的Nd2Fe14B相，但还包括富Nd相和富B相，和一些Nd氧化物及?-Fe、FeB、FeNd等弱磁性和非磁性相； 弱磁性或非磁性相的存在具有隔离或减弱主相磁性耦合的作用，可提高磁体的矫顽力，但以降低饱和磁化强度和剩磁为代价； 同时，磁体的微观结构以及磁体密度、定向度都会影响Nd-Fe-B磁体的永磁性能 A、成分配方的影响 严格按照Nd2Fe14B成分配比所得磁体永磁性能很低，这是因为液相（富Nd相）的减少或消失，从而导致烧结体密度下降（不利于提高Br）和不能形成足够的晶界相（不利于提高矫顽力HC）； 总体原则：实际使用永磁体的Nd和B含量分别比Nd2Fe14B化合物的Nd和B的含量多； 保持B含量不变时，若增加Nd含量，发现在Nd含量为13% ~ 15%时，磁体获得最高的Br值，继续增加Nd含量，则HC?，Br?； 保持Nd含量不变时，若增加B含量，发现有助于Nd2Fe14B相的形成，且B的原子分数为6 ~ 8 %时，磁体的Br和HC均为最佳值； 主流方向：降低含钴量、保证合金有足够好的磁性能，如32％Cr-4%Co-0.5%Ti-Fe合金，其磁性能基本上与含钴量为24％的AlNiCo永磁合金的性能相差无几（缺点：该合金在磁场中冷却速率仅为0.4～0.9?C/h） 2、Pt-Co (Pt-Fe) 永磁合金： 特点：高温相—面心立方无序结构，低温相—面心四方有序结构 无序－有序转变?很高的磁晶各向异性，易磁化方向从111转到001方向上 性能非常好的永磁材料，近几年发展特别迅速 第四节 铁氧体基永磁材料 Ferrite-based permanent-magnet materials 发展现状： 磁性能较稀土永磁合金以及AlNiCo等金属基合金差； 原材料丰富且价格较低，工艺简便成熟、抗退磁性能优良，故仍是产量最大的永磁材料（但产值已被稀土永磁合金超过）； 典型代表：BaFe12O19、SrFe12O19 配料与混料 高温烧结成形 破碎 干燥 造粒 整粒 压缩成型 外部磁场 压缩成型 高温烧结成形 加工、检测、出厂 永磁铁氧体的制备工艺流程简图 各向同性磁体 各向异性磁体 工艺过程要点：一料、二烧、三成型 一料（以BaFe12O19为例说明）： 理论上来说，BaO : Fe2O3=1 : 6，但实际生产中，要得到具有最佳永磁性能的钡铁氧体，一般采用过铁配方，即BaO : Fe2O3 1 : 6（5.0-5.9），具体比例与原料的纯度有关，若原料纯度越高，可选择的配比越高； 基本配方确定以后，为了改善磁性能，还要添加少量高岭土以及La2O3等来提高矫顽力；若希望剩磁高一些，也可以添加Bi2O3、PbO等低熔点化合物 二烧（以BaFe12O19为例说明）： 烧结温度与保温时间对磁性能也是影响很大的，如烧结温度高，则剩磁高，矫顽力低；反之烧结温度低，则矫顽力高，剩磁低；烧结温度过高与过低都会导致磁性能下降 三成型（以BaFe12O19为例说明）： 原则：为了提高剩磁Br，成型时必须使一个个单畴颗粒的易磁化方向沿着一定方向排列起来； 通常采用磁场取向成型法，也就是在成型时附加一直流强磁场使磁矩沿磁场方向排列；获得的产品为各向异性永磁体 永磁铁氧体产品的典型性能及应用 小型扬声器、汽车电机 19.9~25.5 215~255 0.33~0.37 干压磁场成型 磁选机、耳机、拾音器、大型扬声器 30.2~35.8 151~159 0.41~0.45 各向异性高Br 汽车电机、磁控管 23.9~27.9 239~263 0.35~0.40 各向异性高HC 锶 铁 氧 体 扬声器、拾音器、汽车电机 27.9~31.8 135~175 0.40~0.43 各向异性高Br 电子灶、磁控管电子 23.9~25.5 223~239 0.36~0.37 各向异性高HC 儿童玩具、微型电机 7.2~7.6 127~131 0.21~0.22 各向同性 钡 铁 氧 体 (BH)max (kJ/m3) BHC (kA/m) Br (T) 主要用途 磁