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大学生钕铁硼知识培训资料
钕铁硼永磁材料讲义 二○一三年七月十日 前 言 钕铁硼材料一种稀土永磁材料，是含稀土的合金或金属间化合物，化学性质活泼，有较强的氧化性，在生产过程中，其粉末材料很容易氧化燃烧，我们现在的生产工艺是利用其吸氢特性以及吸氢后的易碎性采用气流磨制成钕铁硼微米级粉体，然后经过磁场成型以及真空烧结成钕铁硼毛坯。 一、稀土元素 1、稀土元素有17种，分别表示如下： 钪（Sc） 钇（Y） 镧（Ca） 铈（Ce） 镨（Pr） 钕（Nd）钷（Pm） 钐（Sm） 铕（Eu） 钆（Gd） 铽（Tb） 镝（Dy） 钬（Ho） 铒（Er） 铥（Tm） 镱（Yb） 镥（Lu） 在钕铁硼产品中常用的稀土金属有钕、镨、镝、铽、钆、钬 2、稀土金属是活泼金属 稀土金属的化学活泼性处于碱金属（锂、钠）和碱土金属（镁、钙）之间，在一定的条件下（钠很活泼只能保存在煤油中）会产生下列反应，并产生大量的热量，热量的提供进一步促进反应的进行，如： 2Nd + 3O2 2Nd2U3 +Q 2Nd +6H2O 2Nd(OH)3 +3H2 +Q Nd2O3+3H2O 2Nd(OH)3 +Q 从上述方程式可以看出在生产钕铁硼时要进行防氧化、防受潮,其中防受潮很关键,在潮湿天和下雨天车间应充分注意防受潮。 3、稀土金属的分布 据资料统计，中国的内蒙、江西、浙江、广东、福建、广西、湖南等地都发现了稀土。由于存在的状态不同，内蒙的包头稀土是氟碳铈镧矿形式存在而且是以轻稀土为主（钕前面的稀土），而江西等是离子型矿形式存在以中重稀土为主。世界的稀土大部分在中国，中国约占了世界稀土的80%，而中国的80%在内蒙的包头。世界上美国、俄罗斯、澳大利亚、越南等国家都发现了稀土。 二、磁性材料 1、磁性材料的含义： 利用材料所具有的磁特性的一类材料成为磁性材料。它包括硬磁材料、软磁材料、半硬磁材料、磁致伸缩材料、磁光材料、磁泡材料和磁制冷材料等，其中用量最大的是硬磁材料和软磁材料。硬磁材料和软磁材料的主要区别是硬磁材料的各向异性场高、矫顽力高、磁滞回线面积大、技术磁化到饱和需要的磁场大。由于软磁材料的矫顽力低，技术磁化到饱和并去掉外磁场后，它很容易退磁，而硬磁材料由于矫顽力较高，经技术磁化到饱和并去掉磁场后，它仍然长期保持很强的磁性，因此硬磁材料又称为永磁材料或恒磁材料。 永久磁体是不用从外部供给电能就能产生磁场的物体，永磁体有天然和人造两种。 Nd-Fe-B 是人造永磁体。永磁体要求有大的矫顽力Hc、大的剩余磁感应强度Br, 和大的最大磁能积(BH)m。永久磁体具有永磁性，在其周围能产生磁场并吸引铁磁材料的物体。人造磁体需要充磁后才具有永磁性。 2、稀土永磁材料的主要类型 现代工业与科学技术广泛应用的永磁材料有：铸造永磁材料、铁氧体永磁材料、稀土永磁材料和其它永磁材料。 稀土永磁材料有两大类、三代产品 第一大类是稀土-钴合金系（即RE-Co永磁），它又包括两代产品。1996年K.Strant发现SmCo5型合金具有极高的磁各向异常数，产生了第一代稀土永磁体1:5型SmCo合金。从此开始了稀土永磁材料的研究开发，并于1970年投入生产；第二代稀土永磁材料是2：17型的SmCo合金大约是1978年投入生产。它们均是以金属钴为基体的永磁材料合金。 第二大类是钕铁硼合金（即Nd-Fe-B系永磁）。1983年日本和美国同时发现了钕铁硼合金，称为第三代永磁材料，当Nd原子和Fe原子分别被不同的RE原子和其他金属原子取代可发展成多种成分不同、性能不同的Nd-Fe-B系永磁材料。其制备方法主要有烧结法、还原扩散法、熔体快淬法、粘结法、铸造法等，其中烧结法和粘结法在生产中应用最广泛。 从上表可以看出钕铁硼永磁材料的综合磁性能最好，并且烧结法优于粘结法。 三、钕铁硼的应用领域 1、微波通讯技术中的应用 在雷达技术、卫星通讯、遥控遥测技术、电子跟踪、电子对抗技术中需要用到，磁控电子管、磁控行波管、阴极射线管、环行器等都要用到钕铁硼。 2、在电机工程中的应用 稀土永磁材料产量的三分之一以上用来制造各种永磁电机。永磁电机的优点是省铜、省电、重量轻、体积小、比功率高。电动自行车电机、电脑驱动电机、车床等的行速与转速的测量电机、电梯的曳引机电机、麻将电机、冰箱空调电机、风力发动电机、汽车发动电机等等应用领域极其广泛。 3、在电声器件中的应用：如扬声器（喇叭）、话筒、助听器、立体声耳机（MP3、MP4）、电话接收机及电声传感器等等。 扬声器和耳机是永磁体传统应用领域。稀土永磁材料出现后在同样输出功率与音质下采用钕铁硼永磁体可减小尺寸和提高性能。目前稀土永磁扬声器和耳机已应用到高级随
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