永(yong)磁(ci)(ci)材(cai)料(liao)又称为硬磁(ci)(ci)材(cai)料(liao),是指磁(ci)(ci)性材(cai)料(liao)在外在的一(yi)些(xie)磁(ci)(ci)场(chang)而被磁(ci)(ci)化之(zhi)后,可(ke)以(yi)在非(fei)常长(zhang)的时期内(nei)保存其所具有的强磁(ci)(ci)性,拥(yong)有较高的矫顽力。利(li)用(yong)此(ci)特性,永(yong)磁(ci)(ci)材(cai)料(liao)大规模(mo)应用(yong)于能源、信息通(tong)讯、交通(tong)、计(ji)算(suan)机、医疗(liao)器械等诸多行(xing)业。
先来看一组数据(ju):
稀(xi)土和智能手(shou)(shou)机(ji)(ji)看起(qi)来毫无联系,实际上(shang),应(ying)用于声(sheng)学、自动(dong)对焦、振铃、传感(gan)器等,一台智能手(shou)(shou)机(ji)(ji)用到超过(guo)10块稀(xi)土“磁(ci)(ci)石”--钕铁(tie)硼永(yong)(yong)磁(ci)(ci)体(ti);制造一台新(xin)型电动(dong)汽车更(geng)能需要近百块稀(xi)土永(yong)(yong)磁(ci)(ci)体(ti);直驱永(yong)(yong)磁(ci)(ci)风力发(fa)电机(ji)(ji)其核心材料为钕铁(tie)硼永(yong)(yong)磁(ci)(ci)体(ti),经技术人(ren)员测算,一台1.5WM的直驱使用钕铁硼永磁体达到1.2吨;“十三五”期间,城市轨道交通规划线路总规模为7305.3公里,若全部采用永磁牵引系统,大约需要钕铁硼1827吨,我国轨道交通对钕铁硼的总需求约4577吨;工业机器人市场在不断扩大中,工业机器人核心零部件为控制器、永磁同步伺服电机、减速器,而制造一台165kg焊接机器人需要消耗25公斤高性能钕铁硼。
时速400公里“永磁高铁”电机
永磁材(cai)料类型
永磁(ci)材料种类多、用途广,主要历了金属(shu)永磁(ci)材料、铁氧体(ti)(ti)永磁(ci)材料和稀(xi)土永磁(ci)材料应用和发(fa)展3个阶段。
①金属永磁材料
金属永磁(ci)材料阶段,其发展和(he)应用(yong)较(jiao)早,是以铁和(he)铁族元(yuan)素为重(zhong)要(yao)组(zu)元(yuan)的合金型永磁(ci)材料,又称永磁(ci)合金,主(zhu)要(yao)包(bao)括铝镍钴(AlNiCo)和铁铬钴(FeCrCo)系2类永磁合金。金属永磁材料通过铸造工艺制备而成,也称铸造永磁材料。随着20世纪70年代初高性能稀土永磁材料的发现,金属永磁材料应用受到很大冲击,逐渐被新型永磁材料替代,目前仅应用在小众特殊领域。
铝镍钴磁铁(tie),磁性(xing)不是得劲儿(er)
但优(you)势在(zai)于防锈性能好,耐高温稳定性
有铸造(zao)成(cheng)型(xing)及烧结成(cheng)型(xing)
该材(cai)料磁能积较低,居里温度很高(gao)(可高(gao)达890℃),温度稳定性很好,磁感温度系数很低,因此,在某些特殊器件上的使用至今无法取代,仍有稳定的市场需求。
②铁氧体(ti)永磁材料
20世纪(ji)30年代(dai),人们(men)发现了铁氧体(ti)(ti)永磁(ci)材料(liao),40年代(dai)由(you)菲利浦公(gong)司发明的(de)。因原材料(liao)便宜、工(gong)艺(yi)简(jian)单、价格低(di)廉,在20世纪(ji)70年代(dai)发展迅速,产(chan)量跃居首位。直至今日,铁氧体(ti)(ti)磁(ci)体(ti)(ti)尽管(guan)综合磁(ci)性(xing)能(neng)较(jiao)低(di),但(dan)电阻(zu)率高、稳定性(xing)好、耐环境变化力强(qiang)、原料(liao)来源(yuan)丰富(fu)、性(xing)价比高、工(gong)艺(yi)成熟而简(jian)单、又不存在氧化问题,故(gu)在对磁(ci)性(xing)能(neng)力要求较(jiao)低(di)的(de)中低(di)端(duan)产(chan)品中应用较(jiao)为(wei)广泛。
铁氧(yang)体永(yong)磁材料亦称(cheng)永(yong)磁铁氧(yang)体,由(you)氧(yang)化锶(si)(SrO)或氧化钡(BaO)及三氧化二铁(Fe2O3)为原料,通过陶瓷工艺的方法,经预烧、破碎、球磨、制粉、成型、烧结、机械加工制造而成。由于亚铁磁性换言之,就是某些铁离子磁矩相互反平行而具有永磁性能。铁氧体永磁按工艺可分为两类:其一为烧结永磁铁氧体,其
二为(wei)粘结(jie)永磁(ci)铁(tie)氧(yang)体(ti)(ti),烧(shao)结(jie)永磁(ci)铁(tie)氧(yang)体(ti)(ti)又分(fen)为(wei)干压(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)与(yu)湿(shi)压(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing),粘结(jie)永磁(ci)铁(tie)氧(yang)体(ti)(ti)分(fen)为(wei)挤出型(xing)(xing)、注射(she)型(xing)(xing)与(yu)压(ya)延(yan)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)。当前市场主流(liu)的永磁(ci)铁(tie)氧(yang)体(ti)(ti)为(wei)六角晶系的磁(ci)铅石型(xing)(xing)铁(tie)氧(yang)体(ti)(ti),化学式为(wei)MO·6Fe2O3,其中M为钡(Ba)、铅(Pb)、锶(Sr)等元素。
烧结(jie)铁(tie)氧体
橡(xiang)胶磁RubberMagnet是铁氧体磁材系列中的一种,由粘结铁氧体磁粉与合成橡胶复合,经挤出成型、压延成型、注射成型等工艺而制成的具有柔软性、弹性及可扭曲的磁体。可加工成条状、卷状、片状、块状、圆环及各种复杂形状。
橡胶磁(ci)冰(bing)箱贴
3、稀土永磁材料
稀土永磁材料阶(jie)段,将钐、钕(nv)混合稀土金(jin)属(shu)与过渡(du)金(jin)属(shu)(如(ru)钴、铁等(deng))组成的(de)合金(jin),用粉末冶(ye)金(jin)方(fang)法压型烧结,经磁场(chang)充(chong)磁后(hou)制得的(de)一(yi)种磁性材料。包括:钐钴(SmCo)永磁体、钕铁硼(NdFeB)永磁体。SmCo磁体的磁能积在15~30MGOe之间,NdFeB磁体的磁能积在27~50MGOe之间(jian),它们(men)比(bi)磁(ci)钢的磁(ci)性能高100多倍(bei),是目前磁(ci)性最高的永(yong)磁(ci)材料,故称“永(yong)磁(ci)王”。
钕铁硼(peng)永磁体
a、钐钴系永(yong)磁(ci)材料
这是(shi)(shi)国内(nei)最(zui)先出现的(de)(de)稀(xi)土(tu)永磁(ci)类(lei)产品。它(ta)是(shi)(shi)由稀(xi)土(tu)金(jin)属(shu)如(ru)钐(Sm)、镨(Pr)和钴(Co)等金(jin)属(shu)所形成的(de)(de)金(jin)属(shu)间化合(he)物(wu)。SmCo5和Sm2Co17是(shi)(shi)该系(xi)列材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)主要代表。稀(xi)土(tu)钴永磁(ci)材(cai)料(liao)(liao)磁(ci)性能优(you)异,其(qi)最(zui)大的(de)(de)优(you)点是(shi)(shi)居里温度高(通常(chang)(chang)可达710~880℃),非常(chang)(chang)适合(he)在(zai)高温下稳定工作。然而,它(ta)最(zui)大的(de)(de)缺(que)点是(shi)(shi)其(qi)成分主要为储量稀(xi)少的(de)(de)稀(xi)土(tu)金(jin)属(shu)Sm以及稀(xi)缺(que)、昂贵的(de)(de)战略金(jin)属(shu)Co,决定了其(qi)企(qi)业生产量将受到很大的(de)(de)限制,但其(qi)在(zai)一些(xie)特定的(de)(de)领域(如(ru)军工及航(hang)空(kong)航(hang)天)仍然是(shi)(shi)不(bu)可被替代的(de)(de)。
b、钕(nv)铁硼永磁材(cai)料
钕铁硼(Nd-Fe-B)永(yong)磁(ci)材料已(yi)经诞(dan)生三十余载,凭借(jie)高(gao)的(de)(de)矫顽力、高(gao)的(de)(de)(BH)(室温(wen)下通常大于30MGOe)和高(gao)的(de)(de)性(xing)价比,广(guang)泛(fan)应用于永(yong)磁(ci)直驱风(feng)力发电(dian)机(ji)(ji)组、新能源汽车(che)驱动电(dian)机(ji)(ji)及EPS(电(dian)子转向系(xi)统(tong))、ABS(防抱(bao)死制动系(xi)统(tong))等汽车(che)零部件(jian)、各类(lei)家(jia)电(dian)压缩机(ji)(ji)、电(dian)梯曳引(yin)机(ji)(ji)以及工(gong)业机(ji)(ji)器人用伺(si)服(fu)电(dian)机(ji)(ji)等领域。
当然(ran)铷铁(tie)硼永磁材料的应(ying)用远(yuan)不止于此.......
汽(qi)车行业是稀(xi)土(tu)永(yong)磁(ci)材(cai)料的第一(yi)大消费(fei)领域:传(chuan)统汽(qi)车EPS(电动助力(li)转向系统)渗透率(lv)不断提(ti)升,带动钕(nv)铁硼(peng)磁材单车耗用量增加,而每辆(liang)带EPS系统的汽车比传统汽车多用0.25KG钕铁硼。一辆新能源车新增钕铁硼用量3KG,是传统带EPS系统汽车的12倍!全球新(xin)能源车需求爆发,更是带动了稀土永(yong)磁材料需求的快速(su)增长。
家电行(xing)业为钕铁硼第(di)二大消费(fei)体:受(shou)益于低碳(tan)环保之风(feng),节(jie)(jie)能(neng)变频空调与节(jie)(jie)能(neng)电梯(ti)渗透率不断提高。
编辑:粉(fen)体圈(quan)小白(bai)
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