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1、磁性高分子材料研究进展摘要:介绍了复合型和结构型两类磁性高分子材料的分类、制备方法、性能及研究进展和展望，并讨论跟分析了各种因素对高分子磁性材料磁性能的影响，最后对磁性高分子材料的应用前景进行了展望。关键词:磁性高分子功能材料磁性能应用1.引言人类最早使用的磁性材料大多是由天然磁石制成的，后来开始利用磁铁矿烧结成磁性材料。在磁性高分子材料出现以前,工业上广泛采用铸造工艺制成的铝镍钴合金和烧结的铁氧磁体等。由于资源丰富、价格低廉、磁性能好等原因,目前以铁氧体为主的磁性材料仍然在工业电器、家电以及电动设备中得到广泛应用。但是,这种铁氧
2、体一般是通过二次烧结而制成的,因其密度大、脆硬而脆、变形大、难以制成形状复杂、尺寸精度高的制品,且成品率较低等缺点，所以对高分子磁性材料的研究成为一个重要的研究方向。磁性高分子材料是20世纪70年代末发展起来的新型功能材料，广泛应用于冰箱、冷藏柜、冷藏车的门封磁条,标识教材,广告宣传,电子工业以及生物医学等领域,是一种重要的功能材料。近来学界对磁性高分子材料的研究中取得了明显的进展，合成了许多有机类磁性高分子材料，但这些磁性高分子材料的磁性能较低,因此如何提高其磁性能成为现在磁性高分子材料研究中的主要热点。磁性高分子材料通常可分为
3、复合型和结构型两类。前者是指以高分子材料与各种无机磁性物质通过混合粘结、填充复合、表面复合、层积复合等方式加工制成的磁性体，如磁性橡胶、磁性树脂、磁性薄膜、磁性高分子微球等；后者是指不用加入无机磁性物，高分子材料的结构本身即具有很强的磁性，同时由于比重小、电阻率高，并且其强磁性来源与传统无机磁性材料很不相同，因此具有重要的理论研究意义和应用前景。1.复合型磁性高分子材料复合型磁性高分子材料主要是指以高分子树脂为基体，添加磁粉和其他助剂，均匀混合后加工而成的一种具有磁性的复合型材料。复合型磁性高分子材料的磁性能虽低于烧结磁体,但它可
4、以用于制备小型、异型的永磁体,广泛应用于微型电机、办公用品、自动控制等领域。它与烧结磁体相比,具有能耗低、易于加工成型、尺寸精度高、柔韧性强等优点。复合型磁性高分子材料根据磁性填料的不同可以分为:铁氧体类，如钡铁氧体，铭铁氧体等；稀土类，如SmCo5，钞口铁硼等和纳米晶磁粒类。根据不同方向上的磁性能的差异，复合型磁性高分子材料又可以分为各向同性和各向异性磁性高分子材料。2.1铁氧体类高分子磁性材料与烧结磁铁相比，铁氧体类高分子磁性材料具有质轻、柔韧、成型后收缩小，可制形状复杂的制品、可连续成型及可通过控制磁粉含量来控制磁性等特点，
5、并且化学稳定性好。缺点是磁性较稀土类高分子磁性材料差,如果通过大量填充磁粉来提高磁性能，则制品的加工性和强度都会下降。目前主要用于家用电器、日用品、电传、复印机、遥控设备、传感器、计算机等等对磁性能要求不高的电子仪器中。2.2稀土类高分子磁性材料稀土类高分子磁性材料的磁性虽不如稀土类烧结磁铁,但其力学强度、耐热性能和磁性能等均优于铁氧体类高分子磁性材料。稀土类高分子磁性材料的加工性能较出色,可以满足电子工业对电子电气元件小型化、轻量化、高精密化和低成本的要求,可应用于小型精密电机、通讯设备传感器、继电器、仪器仪表、音响设备等多种领
6、域。稀土类高分子磁性材料将成为今后高分子磁性材料发展的重要方向。稀土类高分子磁性材料从第一代的SmCo系列到第二代的NdFeB(铷铁硼)系列发展的很迅速，现NdFeB已发展到第三代稀土永磁，其具有很高的磁性能。用塑料粘结成型的粘结NdFeB永磁体与烧结NdFeB永磁体相比，具有工艺成型简便等特点。粘结NdFeB永磁体用NdFeB稀土合金熔炼后快速冷却成为非晶微晶，然后再经过晶化处理，可转变成NdFeB纳米晶，具有很高的内察矫顽力(Hcj)，据预测最大磁能积达800kJ/m3[1]。2.3纳米晶磁性复合材料纳米晶磁性合金一般是指尺寸
7、在1-15nm之间的磁性粒子，由于其具有居里温度高，高频特性好等优点，在近10年得到了广泛的应用。纳米晶磁性合金可分为：纳米晶软磁合金和纳米晶永磁合金两种。纳米晶软磁合金目前主要有3类[2]：Finemet型FeCuNbSiB系合金；Nanoperm型FeMBCu系合金，M=Nb，Zr等元素；Hitperm型FeCoZrB-Cu系合金。纳米晶永磁合金可以简单地分为纳米晶单相永磁和纳米晶复合永磁。纳米晶软磁合金的制备一般采用非晶晶化法。它是在用快淬法、雾化法、溅射法、化学气相沉积法等制得非晶合金的基础上，对非晶合金在一定的条件下进行
8、退火，可得到含有一定颗粒大小和体积分数的纳米晶相[3]。为扩展纳米晶软磁合金的应用范围，近年来许多研究者用铜模铸造法、粉末冶金法将薄带状或粉末状的软磁合金制取成大块非晶合金以提高磁性能，然而铜模浇铸法制备的大块非晶材料其尺寸仍然较小，直径一般为毫米
