釹鐵硼永磁材料

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釹鐵硼永磁材料被稱為“ 磁王”,它在1983年被發現,1985年在日本、中國和歐美同時開始產業化,到現在已經經歷了35年歷程。這35年來全球釹鐵硼永磁材料產業蓬勃發展,磁性能不斷刷新記錄,材料品種和牌號不斷增加,產業技術創新日新月異,材料的產量迅速提高。

釹鐵硼永磁是由釹、鐵、硼形成的四方晶體,按照生產工藝的不同可分為燒結釹鐵硼、粘結釹鐵硼和熱壓釹鐵硼三種,由于生產工藝的不同,他們在產品磁性能、后加工及應用上具有較大的不同。


燒結釹鐵硼

燒結釹鐵硼是釹鐵硼家族中產量最大、應用最為廣泛的產品,它用粉末冶金法生產,根據產品矯頑力的不同分為N、M、H、SH、UH、EH和TH這7個系列。目前已商業化生產的燒結釹鐵硼,剩磁最高可達1.45T以上,內稟矯頑力最高可達2786kA/m,工作溫度根據矯頑力的不同在80°~200°之間。燒結釹鐵硼易被氧化和腐蝕,因此需要做表面處理,根據使用環境要求的不同,可采用磷化、電鍍、化學鍍、電泳、氣相沉積等表面處理手段,常見的鍍層如鋅、鎳、鎳銅鎳、環氧樹脂等。


粘結釹鐵硼

燒結釹鐵硼難于精密加工成特殊形狀,而且在加工過程中易出現開裂、破損、不易裝配等問題,為解決這些問題,人們嘗試將永磁體粉碎后與粘接劑混合,在磁場中壓制成型,粘結釹鐵硼就這樣問世了。它有著成本低、尺寸精度高、形狀自由度大、機械強度好、比重輕等優點,在市場上得到了廣泛應用。

粘結釹鐵硼的成型目前有4種工藝:壓延成型、注射成型、擠壓成型和模壓成型,其中壓延和注射較為主流。粘結釹鐵硼磁體由于大量加入了粘接劑,其密度一般只有理論上的80%,因此在磁性能上弱于燒結釹鐵硼。粘結釹鐵硼是各向同性磁體,各方向磁性相同,因此方便制作多極乃至無數極的整體磁體。 (粘結釹鐵硼也可制作成各向異性磁體)


熱壓釹鐵硼

熱壓釹鐵硼在不添加重稀土元素的情況下可實現與燒結釹鐵硼相近的磁性能,具有致密高、取向度高、耐腐蝕性好、矯頑力高等優點,但機械性能不好,且由于專利壟斷,加工成本較高,目前市場上僅極少數公司實現了熱壓釹鐵硼產品的量產。

由于成型技術工藝限制,目前熱壓釹鐵硼只能做成環形,應用范圍受到一定限制,目前主要用于汽車EPS電機等領域。熱壓釹鐵硼磁體磁性能高,磁環徑向最大磁能積可達到240~360kJ/m3。磁環沿徑向取向,且徑向磁性能均勻,能使電機運轉安靜,力矩輸出平滑。同時還具有高耐熱性,使用溫度可以達到180℃-200℃。 


三類釹鐵硼永磁體各有千秋

由于在磁性能與成型上的巨大差異,粘結釹鐵硼與燒結釹鐵硼使用的交集并不大,粘結釹鐵硼主要用于硬盤光驅主軸電機以及功率較小的微特電機等領域,而燒結釹鐵硼更多用于功率較大的驅動電機等領域。熱壓釹鐵硼由于受形狀的限制,僅在汽車EPS中有一些使用。

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