《稀土永磁材料》课件

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1、一、RE2Fe14B系合金的磁性能二、NdFeB永磁合金影响因素三、RE2Fe14B系合金的成分与性能四、Nd-Fe-B系永磁材料的烧结、热处理原理与技术五、RE2Fe14B化合物的磁矩和磁极化强度2.6稀土钕铁硼永磁材料一、概述市场需求：Fe代Co，储量丰富的Nd取代资源稀少的Sm。企业：中科三环、宁波韵升、安泰科技、运城恒磁、成都银河特点：不但磁能积高，而且低能耗、低密度、机械强度高。广泛应用领域：电动机、电声器件、计算机、磁共振成像、磁选、磁分离、磁悬浮等。RE的亚晶格具有很强的磁晶各向异性，3d族元素具有很高的饱和Ms和高的Tc，二者的结合有望得到综合性很好的永磁合金。RE-C

2、o→RE-Fe(REFe2,RE6Fe23,RE2Fe17)为什么RE2Fe17没能成为第三代永磁材料呢？因为RE-Fe中Fe－Fe原子之间的距离太近Fe的局域性较强，受周围近邻原子数和原子间距的影响较大，最终导致合金的Tc点低。发展思路在二元体系中，为何要引入B？第三种元素，尤其是原子半径小的元素B、C等，可成为RE-Fe化合物的固溶元素，存在于晶格中，从而改变了Fe-Fe的距离和Fe原子周围环境及近邻原子数，最终导致居里温度的提高和永磁性能的改善。小元素掺杂通常有两种结果：1.替代晶格位置；2.进入晶格间隙。室温下RECo5、RE2Co17、RE2Fe17和RE2Fe14B饱和磁化

3、强度二、RE2Fe14B系合金的磁性能NdFeB晶体结构是四方晶系。Ms=1.6TTc=312℃HA=5840kA/m理论（BH）m=512kJ/mHc、Br和（BH）m对环境非常敏感，因此经常作为重要的磁性能进行考察。当RE为Pr、Nd和Sm时，化合物有最高的饱和磁化强度，其中Nd2Fe14B最高，为1.6T，其(BH)m=512kJ/m3,HA=5840kA/m,Tc=312℃为了进一步提高Nd-Fe-B永磁材料的磁性能，在三元的基础上引入第四个元素。Nd-Fe-T-B(T=Cr,Mn,Co,Ni,Al)Nd(Pr,Ce)-Fe-BMM-Fe-BNd(Pr,Ce)-Fe-B–Si(

4、Al)Nd0.8Dy0.2(Fe0.86-xCo0.06B0.08Mx)5.5系合金（M=Al，Ga）这些元素的硬磁性相均有RE2Fe14B。三元NdFeB永磁材料的成分三、RE2Fe14B系合金的成分与性能Nd15Fe77B8由于富Nd和富B都是非铁磁性的。随着富钕和富硼相数量的增加，合金的Ms和Br要降低。（通过实验确定最佳的含量比）1.Nd含量对三元NdFeB磁性能的影响最佳Nd含量为12%~16%当Nd的含量过高时，形成过多的富钕相或形成非磁性的Nd2O3,起到磁稀释导致Br降低。若Nd的含量过低，Nd％＜12％，Br也急剧下降。Hc随Nd含量的增加而增加，当含量高于36％时开

5、始下降。（与晶粒长大有关）2.B含量对三元NdFeB磁性能的影响B是促进NdFeB四方相形成的关键元素。B％<5％时主要以Nd2Fe17形式存在，Hc和Br都很低。B％＝6％～8％时得到最佳的Hc和Br。3.NdFeB的磁能积和成分的关系4.Fe含量对NdFeB永性能的影响小结1.为获得高Hc的NdFeB,除B含量适当（6.0％～8％）外，可适当提高Nd的含量。2.为获得高的(BH)m，应尽可能使B和Nd的含量向Nd2Fe14B四方相的成分靠近，尽可能提高合金的Fe含量。当材料的环境改变时（掺杂其他元素，或替代，或温度时间等），相应的磁性能就会发生变化，实际上，导致这一现象的主要原因是

6、分子内部的磁矩发生变化。四.RE2Fe14B化合物的磁矩和磁极化强度以RE2Fe14B化合物为基的永磁材料的磁极化强度Js是很重要的磁参量，它是该材料剩磁Br的极限值，也是决定该材料磁能积极限值或理论值(BH)m=Js2/4的磁学量。材料具有高的Js是材料获得高的Br和高(BH)m的基础。材料的Js是由原子磁矩µJ和分子磁矩M分子来决定的。根据稀土金属间化合物的自发磁化理论，当RE2Fe14B化合物中原子磁矩µJ存在共线关系时，则它们的原子磁矩与分子磁矩有如下关系：对于轻稀土化合物对于重稀土化合物原子磁矩中子衍射方法测定能带理论计算MÖssbauer谱实验技术测定其超精细场Hhf磁测量

7、方法另外，也可用磁测量的方法，测出质量饱和磁化强度σs，再用下式计算分子磁矩式中M分子以µB为单位；A为相对分子质量(摩尔数)；NA为阿伏加德罗常数(6.023×1023)，它是气体的分子数与摩尔数之比。当RE2Fe14B化合物中RE为无磁矩的稀土原子(如La、Lu和Y等)时：由此也可以求出化合物平均Fe原子磁矩。若已知分子磁矩M分子，可以求出饱和磁极化强度。式中µ0=4π×10-7H/m,是真空磁导率；d是密度。1.RE2Fe14B化合物的原