【学生作业】磁性材料进展
磁材料随电子器件的小型化,高性能化而不断地改进。铝镍钴永磁很久以来就采用了铁氧体来取代,铁氧体因价格低廉,在...
目前,铝镍钴粘结永磁的生产工艺,已利用水雾化原料粉,并采用先进的热处理技术,降低了成本。本文仅就近十年来永磁材料的产品技术发展概况简述如下。
永磁材料
AlNiCo永磁很久以来就已采用铁氧体来代替,但因它的热稳定性好,仍被用在以仪表为主的一些领域中。图4示出永磁材料产值随年代的推移。现在虽然几乎见不到有关AlNiCo的研究报告,但近年来因计算机用显示器和高品位电视机显像管都要求高的清晰度,所以显示器用电子束调节装置,仍然采用了温度特性良好的AlNiCo粘结永磁来取代从前的铁氧体粘结磁体。AlNiCo原料粉采用了水雾化粉代替机械破碎粉,同时由于热处理技术的改进,降低了AlNiCo粘结磁体的生产成本。
已经十分成熟的铁氧体,磁性能几乎接近其理论值,为满足用户提出的进一步提高性能的要求,进行了多方面的研究〔1〕,通过改善成分和粒度分布等措施已使(BH)max达到了35.8~41.4kJ/m3〔11〕也有磁能积(BH)max达到42.2kJ/m3的研究报道,但矫顽力低,如何提高矫顽力,尽早达到实用化水平,还需做进一步的努力。
起到稀土永磁先驱作用的Sm-Co永磁,虽由于高性能且廉价的NdFeB永磁的问世而逐渐被取代,但因其热稳定性和耐蚀性优良而在一些重要领域中仍被使用(如Sm2Co17系)。用Sm2Co17系合金粘结永磁原料粉压制成形的粘结磁体,其(BH)max=119~143kJ/m3,已实用化。已有实验室水平(BH)max达160kJ/m3的研究报道。
自从1983年日本开发成功烧结NdFeB永磁以来已十几年。在这期间生产工艺和性能都得到了不断改进。如制造工序在保护气氛中进行防止氧化可减少非磁性相和高密度化从而提高了性能,磁能积(BH)max400kJ/m3以上的磁体已实用化。当前烧结NdFeB磁体的实验室(BH)max值为438kJ/m3,已达到理论值的85%。在HDD音圈马达上的用量约占50%,其他还有在MRI(核磁共振图像诊断设备)以及各种马达等方面的应用正在不断扩大之中。
美国GM公司开发的称之为MQ3的永磁,用超急冷Nd-Fe-B薄带作原料,成型时不加磁场,进行热镦锻或挤压加工使其塑性变形,从而制成各向异性磁体。挤压成形的环状磁体具有径向各向异性特点〔1〕。可制造需要在磁场中成形的烧结Nd-Fe-B永磁难以制作的长寸、大直径、小直径和宽度大的产品。径向各向异性环状磁体的最大磁能积(BH)max为358kJ/m3。这种高性能环状磁体适用于伺服马达,对于马达的小型化发挥了重要作用。
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