1、磁磁 性性 材材 料料1 1 磁磁性材料分类性材料分类按矫顽按矫顽力分类力分类软磁材料软磁材料半硬磁材料半硬磁材料硬（永）磁材料硬（永）磁材料Hc1000A/m(12.5Oe)按用途按用途分类分类铁芯材料铁芯材料磁记录材料磁记录材料磁头材料磁头材料磁致伸缩材料磁致伸缩材料磁屏蔽材料磁屏蔽材料变压器、继电器变压器、继电器录音机录音机通讯仪器、电器通讯仪器、电器磁带、磁盘磁带、磁盘传感器传感器主要磁性材料分类主要磁性材料分类2 2 软磁材料软磁材料用途：用途：发电机、电动机、变压器、电磁铁、各类继电发电机、电动机、变压器、电磁铁、各类继电器与电感、电抗器的铁心；磁头与磁记录介质；计算器与电感、电抗
2、器的铁心；磁头与磁记录介质；计算机磁心等。机磁心等。要求：要求：高的饱和磁感应强度、高的最大磁导率、高的高的饱和磁感应强度、高的最大磁导率、高的居里温度和低的损耗。居里温度和低的损耗。分类：分类：高磁饱和材料，中磁饱和中导磁材料，高导磁高磁饱和材料，中磁饱和中导磁材料，高导磁材料，高硬度、高电阻、高导磁材料，矩磁材料，恒材料，高硬度、高电阻、高导磁材料，矩磁材料，恒磁导率材料，磁温度补偿材料，磁致伸缩材料。磁导率材料，磁温度补偿材料，磁致伸缩材料。2.1 2.1 铁芯材料铁芯材料用途：用途：变压器、电机与继电器的铁变压器、电机与继电器的铁( (磁磁) )心。心。要求：要求：低的矫顽力、高的磁导
3、率和低的铁损。低的矫顽力、高的磁导率和低的铁损。主要材料：主要材料：高磁饱和材料高磁饱和材料( (Bs为为2T左右左右) )，如工业纯铁、，如工业纯铁、电工硅钢片、非晶态软磁合金和铁钴合金；中磁饱和电工硅钢片、非晶态软磁合金和铁钴合金；中磁饱和中导磁材料；高导磁材料如坡莫合金等；恒磁导率材中导磁材料；高导磁材料如坡莫合金等；恒磁导率材料；以及铁粉心型材料与氧化物粉心材料等料；以及铁粉心型材料与氧化物粉心材料等 （一）（一） 工业纯铁工业纯铁资源丰富、价格低廉，具有良好的可加工性。早在资源丰富、价格低廉，具有良好的可加工性。早在1890年热轧纯铁就用于制造电机和变压器铁芯。是直年热轧纯铁就用于制
4、造电机和变压器铁芯。是直流技术中非常重要的高磁饱和材料，主要用于制造电磁流技术中非常重要的高磁饱和材料，主要用于制造电磁铁的铁心、极头与极靴；继电器和扬声器的磁导体；电铁的铁心、极头与极靴；继电器和扬声器的磁导体；电话机的振动膜；电工仪器仪表及磁屏蔽元件等。话机的振动膜；电工仪器仪表及磁屏蔽元件等。工业纯铁的热处理：工业纯铁的热处理：纯铁材在加工成元件后必须经过纯铁材在加工成元件后必须经过热处理才能获得好的软磁性能热处理才能获得好的软磁性能人工时效处理：人工时效处理：克服纯铁严重的自然磁时效现象，克服纯铁严重的自然磁时效现象，为保持纯铁元件的磁稳定性，须在热处理后进行为保持纯铁元件的磁稳定性，
5、须在热处理后进行100，保温，保温100小时的人工时效处理。或选择低时小时的人工时效处理。或选择低时效敏感性的材料。效敏感性的材料。纯铁的自然磁时效现象：纯铁的自然磁时效现象：即随着时间的增长，材料即随着时间的增长，材料的矫顽力上升，磁导率下降。纯铁的时效在的矫顽力上升，磁导率下降。纯铁的时效在130附附近特别明显。引起时效的原因是由于在近特别明显。引起时效的原因是由于在Fe中含有中含有N，逐渐形成铁的氮化物所致。逐渐形成铁的氮化物所致。纯铁的缺点：纯铁的缺点：电阻率低，使用时产生很大的涡流损电阻率低，使用时产生很大的涡流损耗，不适于制作在交变场中工作的铁心。耗，不适于制作在交变场中工作的铁心
6、。 （二）电工硅钢片（二）电工硅钢片（Fe-Si软磁合金）软磁合金） 铁中加铁中加Si的作用：的作用：可提高铁的最大磁导率，增大电阻可提高铁的最大磁导率，增大电阻率，还可显著改善磁性时效。但率，还可显著改善磁性时效。但Si加入量过多时，会加入量过多时，会降低饱和磁化强度、居里温度、磁晶各向异性常数降低饱和磁化强度、居里温度、磁晶各向异性常数K1、磁致伸缩系数含磁致伸缩系数含Si量的增大会使材料变脆。量的增大会使材料变脆。 电工硅钢片中电工硅钢片中Si的含量在的含量在0.54.8%Si。1903年开年开始投入实际生产，用量极大。主要用于制造大电流、始投入实际生产，用量极大。主要用于制造大电流、频
7、率频率50400Hz的中、强磁场条件下的电动机、发电的中、强磁场条件下的电动机、发电机、变压器等；中、弱磁场和较高频率机、变压器等；中、弱磁场和较高频率( (达达10KHz) )条条件下的音频变压器、高频变压器、电视机与雷达中的件下的音频变压器、高频变压器、电视机与雷达中的大功率变压器、大功率磁变压器、以及各种继电器、大功率变压器、大功率磁变压器、以及各种继电器、电感线圈、脉冲变压器和电磁式仪表等；电感线圈、脉冲变压器和电磁式仪表等；与与热轧硅钢相比热轧硅钢相比，冷轧硅钢的冷轧硅钢的B Bs s高高，其厚度均匀、尺寸，其厚度均匀、尺寸精度高、表面光滑平整，从而提高了填充系数和材料的精度高、表面
8、光滑平整，从而提高了填充系数和材料的磁性能。磁性能。冷轧带材的厚度可低至冷轧带材的厚度可低至0.020.05mm。冷。冷轧硅钢的含硅量不超过轧硅钢的含硅量不超过3.5%，否则的材料冷轧十分困，否则的材料冷轧十分困难。近年来，用快速凝固技术可制备出含硅难。近年来，用快速凝固技术可制备出含硅6.5%的硅的硅钢薄带。钢薄带。 电工硅电工硅钢片钢片热轧硅钢片（热轧硅钢片（DRDR）冷轧无取向硅钢片（冷轧无取向硅钢片（ DWDW）冷轧单取向硅钢片（冷轧单取向硅钢片（ DQDQ）电讯用冷轧单取向硅钢片（电讯用冷轧单取向硅钢片（ DGDG）中国中国2002年底停止生产年底停止生产在冷轧单取向硅钢带中，晶粒整
9、齐一致地排列成高在冷轧单取向硅钢带中，晶粒整齐一致地排列成高斯斯( (GOSS) )织构，如图织构，如图3-16示意，晶体的示意，晶体的( (110) )面面与轧制平面平行，易磁化的与轧制平面平行，易磁化的001轴在轧制方向上。轴在轧制方向上。垂直于轧制方向的是难磁化的垂直于轧制方向的是难磁化的110轴。最难磁化轴。最难磁化的的111轴与轧制方向成轴与轧制方向成54.79角。角。 冷轧单取向硅钢的晶粒取向冷轧单取向硅钢的晶粒取向 单取向硅钢的优点：优点：磁性具有强烈的方向性；在易磁性具有强烈的方向性；在易磁化的轧制方向上具有优越的高导磁与低损耗特性。磁化的轧制方向上具有优越的高导磁与低损耗特性
10、。取向钢带在轧制方向的铁损仅为横向的取向钢带在轧制方向的铁损仅为横向的1/3，磁导，磁导率比约为率比约为6:1，其铁损约为热轧带的，其铁损约为热轧带的1/2，磁导率，磁导率为后者的为后者的2.5倍。倍。 织构取向度的影响：织构取向度的影响：取向度取向度7o加微量加微量Al等、形成等、形成AlN,可使范围减小，取向度可使范围减小，取向度3o去应力退火处理：去应力退火处理：用硅钢片制成的电磁元件成型之后，用硅钢片制成的电磁元件成型之后，应消除应力（应消除应力（800850，保温，保温515min），恢复），恢复材料磁性材料磁性 纯铁中加入钴后，纯铁中加入钴后，Bs明显提高，明显提高，含钴含钴35%
11、的铁钴合的铁钴合金的金的Bs达达2.45T，是迄今，是迄今Bs最高的磁性材料。最高的磁性材料。国外牌国外牌号为号为Permendur。在合金中加入少量的。在合金中加入少量的V和和Cr可显可显著提高其电阻率。实际应用的铁钴合金主要有著提高其电阻率。实际应用的铁钴合金主要有Fe64Co35V1(或或Fe64Co35Cr1)和和(Fe50Co50)98.7V1.3。(Fe50Co50)98.7V1.3合金的国内牌号为合金的国内牌号为1J22，国外牌号，国外牌号为为V-Permendur。 铁钴合金铁钴合金具有高的磁导和具有高的磁导和的的Bs，适用于小型化、，适用于小型化、轻型化以及有较高要求的飞行器
12、及仪器仪表元件的轻型化以及有较高要求的飞行器及仪器仪表元件的制备，制造电磁铁极头和高级耳膜震动片等。但电制备，制造电磁铁极头和高级耳膜震动片等。但电阻率偏低，不适于高频场合的应用。但价格昂贵。阻率偏低，不适于高频场合的应用。但价格昂贵。（三）三）铁钴合金铁钴合金 随随NiNi含量的增加，含量的增加，Fe-NiFe-Ni合金的合金的m m增加、增加、BsBs下降。下降。当当Ni量接近量接近80%时，时，Fe-Ni合金的合金的K1和和同时变为零，同时变为零，能获得高的磁导率。含能获得高的磁导率。含w(w(Ni)3580%的的Fe-Ni合金合金称为坡莫合金。根据称为坡莫合金。根据Ni含量对合金磁性能
13、的影响，含量对合金磁性能的影响，Fe-Ni合金分为高导磁、恒导磁率、中磁饱和中磁合金分为高导磁、恒导磁率、中磁饱和中磁导率材料等。导率材料等。（四）（四）Fe-Ni合金合金( (坡莫合金，坡莫合金，Permalloy) )使用过程中应避免冲击、振动及其它力的作用。坡莫合金的坡莫合金的热处理热处理避免超结构相Ni3Fe形成NiFe在600以下的冷却过程中发生有序化转变形成Ni3Fe；不利于磁性能。解决办法：600后急冷易变形对应力敏感加工后须退火12001300，保温3h并缓冷至600主要是高镍含量的铁镍合金。我国的高镍高导磁合金有主要是高镍含量的铁镍合金。我国的高镍高导磁合金有六个牌号六个牌号
14、: :1J76、1J77、1J79、1J80、1J85和和1J86，镍，镍含量含量76%86%。其基本性能：。其基本性能：m 125-187mH/m, Hc 1.4-3.2A/m, Bs 0.6-0.75T, 55-6210-8m高导磁合金高导磁合金在弱场下具有很高的初始磁导率和最大磁导率，有较高在弱场下具有很高的初始磁导率和最大磁导率，有较高的电阻率，因而适合在交流弱磁场中使用，如各种音频的电阻率，因而适合在交流弱磁场中使用，如各种音频变压器、互感器、磁放大器、音频磁头、精密电表中的变压器、互感器、磁放大器、音频磁头、精密电表中的动片与静片等。主要用于收音机、电视机和通讯器材等。动片与静片等
15、。主要用于收音机、电视机和通讯器材等。恒导磁率合金恒导磁率合金成分范围：成分范围：含含Ni5575%的铁镍合金，国产恒导的铁镍合金，国产恒导磁率合金牌号为磁率合金牌号为1J66(Fe-w(Ni)65%)，主要用途：恒电感器，也可用于单极脉冲变压器。主要用途：恒电感器，也可用于单极脉冲变压器。 中磁饱和中磁导率合金中磁饱和中磁导率合金成分：成分：低镍和中镍的铁镍合金，低镍和中镍的铁镍合金，1J46、1J50和和1J54（五）（五）粉心材料粉心材料减少高频下减少高频下的损耗的损耗涡流损耗还与材料厚度的平方成正比涡流损耗还与材料厚度的平方成正比高频下的损耗高频下的损耗磁致损耗与频率成正比磁致损耗与频
16、率成正比涡流损耗与频率涡流损耗与频率的平方成正比的平方成正比主要问题主要问题解决办法解决办法减小铁芯材料（减小铁芯材料（Si钢片）的厚度钢片）的厚度有一定限度有一定限度100KHz。将磁性材料制成粉末，在粉末颗粒之间将磁性材料制成粉末，在粉末颗粒之间加上绝缘物质，用压缩成型的办法制成加上绝缘物质，用压缩成型的办法制成磁心，使用频率可以提高到几百磁心，使用频率可以提高到几百MHz。粉心型材料粉心型材料 铁粉心材料包括羰基铁粉、铁粉心材料包括羰基铁粉、MoNiFeMoNiFe合金粉、合金粉、FeAlSiFeAlSi粉等。在高温高压下，使粉等。在高温高压下，使FeFe和和COCO发生反应，可以制成羰
17、发生反应，可以制成羰基铁基铁FeFe2 2(CO)(CO)5 5，然后在，然后在350350使其分解，可以得到尺寸均使其分解，可以得到尺寸均匀的球状纯铁颗粒；混以适当的绝缘剂并压制成型，可匀的球状纯铁颗粒；混以适当的绝缘剂并压制成型，可作相对初始磁导率为作相对初始磁导率为5 52020的高频低磁导率的铁心使用的高频低磁导率的铁心使用。在含钼坡莫合金的基础上加入百分之几的硫，使之脆。在含钼坡莫合金的基础上加入百分之几的硫，使之脆化，然后用机械粉碎法制成化，然后用机械粉碎法制成MoNiFeMoNiFe合金粉末，与绝缘剂合金粉末，与绝缘剂混合后压制成铁心。混合后压制成铁心。 氧化物粉心材料主要有氧化
18、物粉心材料主要有Mn-ZnMn-Zn、Ni-ZnNi-Zn系复合铁氧体。系复合铁氧体。Mn-ZnMn-Zn系使用频率。系使用频率。粉末尺寸：粉末尺寸：10 10 m mm m量级量级 粉芯产品示例粉芯产品示例2.2 2.2 磁记录材料磁记录材料（一）（一）磁记录介质材料磁记录介质材料要求要求: :材料具有高的剩余磁化强度、陡的材料具有高的剩余磁化强度、陡的B-HB-H曲线、曲线、大的大的B/ /H值、微细的粒子尺寸、粒子磁性的一致性值、微细的粒子尺寸、粒子磁性的一致性及合适的矫顽力值。及合适的矫顽力值。用途：用途：磁带，磁盘等磁带，磁盘等记录方式：记录方式：纵向记录；垂直记录纵向记录；垂直记录
19、记录介质材料：记录介质材料：磁性颗粒（如磁性颗粒（如-Fe2O3）涂覆在高分）涂覆在高分子基片上发展到磁性薄膜记录介质子基片上发展到磁性薄膜记录介质主要采用的磁记录介质主要采用的磁记录介质材 料剩磁(T)矫顽力(A/m)居里点（）用途和磁性层厚度-Fe2O30.0250.11800024000675磁带:512微米Co-Fe2O30.1348000520磁盘:12微米CrO20.1340000120磁带:5微米Fe60Co40粉末0.2400001000Co-Ni-P连续膜1.240000磁鼓:0.1微米主要磁头材料：高镍含量的铁镍基耐磨高导磁合金、主要磁头材料：高镍含量的铁镍基耐磨高导磁合金
20、、铁硅铝合金和高导磁铁氧体材料。铁硅铝合金和高导磁铁氧体材料。（二）磁头材料（二）磁头材料用途：从磁记录介质中读出信号用途：从磁记录介质中读出信号要求：要求：高磁导率、低矫顽力和高电阻率之外，还高磁导率、低矫顽力和高电阻率之外，还要求高的耐磨性和低应力敏感性要求高的耐磨性和低应力敏感性。A巨磁阻硬盘磁头巨磁阻硬盘磁头（一）（一）磁致伸缩材料磁致伸缩材料利用磁致伸缩现象，可将电震荡转变成超声波振动；因利用磁致伸缩现象，可将电震荡转变成超声波振动；因此磁致伸缩材料主要用于超声波发生器的振子此磁致伸缩材料主要用于超声波发生器的振子( (铁心铁心) )。此。此类材料主要包括纯镍类材料主要包括纯镍(w(
21、Ni)99.9%)、F Fe-w(Al)13%合金合金(1J13)、Fe49Co49V2(1J22)、Fe-w(Ni)50%(1J50)。(二二) 磁屏蔽材料磁屏蔽材料在一些场合，如小型通讯机和电子仪器中，各种线圈或在一些场合，如小型通讯机和电子仪器中，各种线圈或变压器装配位置紧密，必须进行电磁屏蔽。常用的磁屏蔽变压器装配位置紧密，必须进行电磁屏蔽。常用的磁屏蔽材料有纯铁、坡莫合金或铁硅铝合金，非晶态合金。材料有纯铁、坡莫合金或铁硅铝合金，非晶态合金。2.3 2.3 其它软磁材料其它软磁材料（三）（三）磁流体磁流体在连动系统机械中，为了控制机械部件的相互连接，在连动系统机械中，为了控制机械部件
22、的相互连接，通常使用磁性离合器。磁流体是将羰基铁或四氧化三通常使用磁性离合器。磁流体是将羰基铁或四氧化三铁磁性粉末分散在矿物油或硅油中的一种材料。当加铁磁性粉末分散在矿物油或硅油中的一种材料。当加上磁场时，使磁性粉末磁力线方向上连续排列起来，上磁场时，使磁性粉末磁力线方向上连续排列起来，使表观粘度增高，从而实现百分之百的连接。不加磁使表观粘度增高，从而实现百分之百的连接。不加磁场时磁流体材料的粘度应很小，加上磁场时其粘度应场时磁流体材料的粘度应很小，加上磁场时其粘度应明显提高；取消磁场时其剩磁要低、恢复到低粘性的明显提高；取消磁场时其剩磁要低、恢复到低粘性的初始状态。磁流体中磁粉与机油的比例一
23、般为初始状态。磁流体中磁粉与机油的比例一般为4:1，与，与硅油的比例为硅油的比例为8:1。2.4 2.4 非晶态、微晶与纳米晶软磁合金非晶态、微晶与纳米晶软磁合金 非晶态金属（金属玻璃）非晶态金属（金属玻璃）：当液态金属凝固的冷却当液态金属凝固的冷却速率高于一临界值时，晶体的形核与生长被抑制，速率高于一临界值时，晶体的形核与生长被抑制，形成原子排列为短程有序而长程无序的固态结构。形成原子排列为短程有序而长程无序的固态结构。（一）（一） 非晶态合金非晶态合金非晶态软磁合金分类非晶态软磁合金分类: :(1)过渡金属过渡金属- -类金属系类金属系( (TM-M)，其中，其中Fe，Ni，Co等磁性元素
24、一般占等磁性元素一般占7084%，类金属元素类金属元素B，Si，C，P占占1630%；(2)稀土稀土- -过过渡金属系渡金属系( (RE-TM)；(3)过渡金属过渡金属- -金属系金属系( (TM-MT)，其中其中Fe，Ni，Co等过渡元素含量约等过渡元素含量约90%，金属元素，金属元素Zr，Hf等约等约10%。也可按主要成分将其分为铁基、。也可按主要成分将其分为铁基、钴基和铁镍基合金等。还可按磁性分为高饱和磁感和钴基和铁镍基合金等。还可按磁性分为高饱和磁感和高磁导率两类。高磁导率两类。 铁基非晶合金的种类铁基非晶合金的种类：主要有主要有Fe-B、Fe-B-C、Fe-B-Si、Fe-B-Si-
25、C和和Fe-Co-B-Si五个系列，以及添加五个系列，以及添加Mn、Mo、Cr、Al、Nb元素合金化发展的新合金系列。元素合金化发展的新合金系列。用途：用途：对应于硅钢和中镍含量的铁镍合金，主要用于功对应于硅钢和中镍含量的铁镍合金，主要用于功率器件如配电变压器、电力变压器、电动机等。从使用率器件如配电变压器、电力变压器、电动机等。从使用的角度出发，的角度出发，性能特点性能特点：矫顽力低、磁导率高，电阻率是硅钢的三倍矫顽力低、磁导率高，电阻率是硅钢的三倍左右，铁损仅为取向硅钢的四分之一，为无取向硅钢的左右，铁损仅为取向硅钢的四分之一，为无取向硅钢的十分之一，激磁功率一般仅为取向硅钢的十分之一，对
26、十分之一，激磁功率一般仅为取向硅钢的十分之一，对于节约能源具有相当重要的意义。不足之处在于饱和磁于节约能源具有相当重要的意义。不足之处在于饱和磁感应强度低于硅钢，带材较薄因而填充系数较低，存在感应强度低于硅钢，带材较薄因而填充系数较低，存在退火脆化问题及成本偏高等。退火脆化问题及成本偏高等。钴基非晶态合金钴基非晶态合金：主要包主要包括括Co-Fe、Co-Mn和和Co-Fe-Ni。具有很高的磁导率、很低的矫顽力和损耗、具有很高的磁导率、很低的矫顽力和损耗、良好的高频性能，适于制作电子变压器、磁记录头、良好的高频性能，适于制作电子变压器、磁记录头、磁放大器等电子元件；主要性能特点和应用范围同磁放大
27、器等电子元件；主要性能特点和应用范围同高镍坡莫合金相对应。高镍坡莫合金相对应。铁镍基合金铁镍基合金：性能介于铁基和钴基合金之间的一个性能介于铁基和钴基合金之间的一个系列。此类材料的饱和磁感、动态磁导率、矫顽力系列。此类材料的饱和磁感、动态磁导率、矫顽力、损耗等性能高于铁基而低于钴基非晶态合金。在、损耗等性能高于铁基而低于钴基非晶态合金。在价格方面也介于铁基与钴基合金之间。此类合金的价格方面也介于铁基与钴基合金之间。此类合金的成分范围很宽，在性能上可以与坡莫合金相比。成分范围很宽，在性能上可以与坡莫合金相比。(二二) 快淬微晶与超微晶合金快淬微晶与超微晶合金3 3 永磁材料永磁材料主要用途主要用
28、途：提供永磁场提供永磁场主要种类主要种类：铝镍钴系永磁合金、永磁铁氧体、铁铝镍钴系永磁合金、永磁铁氧体、铁铬钴系永磁合金、稀土永磁材料和复合粘结永磁铬钴系永磁合金、稀土永磁材料和复合粘结永磁材料。材料。主要性能要求主要性能要求：高的磁能积，高的轿顽力，高的居高的磁能积，高的轿顽力，高的居里点，高稳定性，好的经济性。里点，高稳定性，好的经济性。汽车上使用永汽车上使用永磁材料的部件磁材料的部件烧结铁氧体产品3.1 3.1 永磁材料永磁材料主要永磁材料主要永磁材料 （一）铝镍钴系合金（一）铝镍钴系合金 成分特点成分特点：Fe、Ni、Al等元素为主要成分，并加入等元素为主要成分，并加入Cu、Co和和T
29、i等元素进一步提高合金性能。包括铝镍等元素进一步提高合金性能。包括铝镍型、铝镍钴型和铝镍钴钛型三种。其中又有各向同性型、铝镍钴型和铝镍钴钛型三种。其中又有各向同性合金、磁场取向合金和定向结晶合金。合金、磁场取向合金和定向结晶合金。制备方法制备方法：铸造磁钢与烧结磁钢，铸造铝镍钴合金具铸造磁钢与烧结磁钢，铸造铝镍钴合金具有生产工艺简单和产品性能高等特点。绝大部分铝镍有生产工艺简单和产品性能高等特点。绝大部分铝镍钴合金都采用铸造法生产。钴合金都采用铸造法生产。 性能特点性能特点：高剩磁与低温度系数，最大磁能积仅低高剩磁与低温度系数，最大磁能积仅低于稀土永磁。于稀土永磁。 Tc：757907、 (B
30、H)max约为约为1672 kJ/m3, Br：0.781.30T, HCB：52112 kA/m。（二）（二） 永磁铁氧体永磁铁氧体主要种类主要种类：钡铁氧体钡铁氧体(BaO6Fe2O3)和锶铁氧体和锶铁氧体(SrO6Fe2O3)。晶。晶体结构均属六角晶系。体结构均属六角晶系。制备方法制备方法：以以Fe2O3、BaCO3和和SrCO3为原料，经为原料，经混合、预烧、球磨、压制成型、烧结制成。混合、预烧、球磨、压制成型、烧结制成。根据成根据成型过程中加磁场与否，烧结铁氧体材料可制成各向型过程中加磁场与否，烧结铁氧体材料可制成各向同性磁体和各向异性磁体。各向异性磁体是在压制同性磁体和各向异性磁体
31、。各向异性磁体是在压制成型过程中加上强磁场，使铁氧体的单畴粒子在磁成型过程中加上强磁场，使铁氧体的单畴粒子在磁场下转动，得到易磁化轴与磁场方向一致的强各向场下转动，得到易磁化轴与磁场方向一致的强各向异性磁体。异性磁体。此类材料此类材料具有高的磁晶各向异性常数。具有高的磁晶各向异性常数。性能特点性能特点：T Tc c：450460，具有高矫顽力和低剩，具有高矫顽力和低剩磁，磁，但剩磁和最大磁能积偏低但剩磁和最大磁能积偏低,其剩磁温度系数是铝其剩磁温度系数是铝镍钴磁体的镍钴磁体的10倍，不适于制作要求高稳定性的精密倍，不适于制作要求高稳定性的精密仪器；仪器；在产量极大的家用电器、音响设备、扬声器、
32、在产量极大的家用电器、音响设备、扬声器、电机、电话机、笛簧接点元件和转动机械等方面得电机、电话机、笛簧接点元件和转动机械等方面得到普遍应用，是目前产量和产值最高的永磁材料。到普遍应用，是目前产量和产值最高的永磁材料。（三） 铁铬钴系合金铁铬钴系合金成分特点成分特点：以铁、铬（以铁、铬（23.527.5%）、）、钴（钴（11.521.0%）为主）为主；加入适量硅、钼、钛。此；加入适量硅、钼、钛。此类合金可以通过成分调节将其低的单轴各向异性常类合金可以通过成分调节将其低的单轴各向异性常数提高到铝镍钴合金的水平。数提高到铝镍钴合金的水平。制备方法制备方法：定向凝固定向凝固+磁场处理磁场处理(结晶与磁
33、双重织结晶与磁双重织构构)，以及塑性变形与适当热处理的方法，以及塑性变形与适当热处理的方法(形变时效形变时效)显著提高合金性能。显著提高合金性能。性能特点性能特点：高剩磁高剩磁Br 1.53T，Hc 66.5KA/m，(BH)max 76kJ/m3。 二十世纪八十年二十世纪八十年代称为第三代稀代称为第三代稀土永磁材料。土永磁材料。 稀土永磁合金Re-Co永磁稀土Co永磁铁基稀土永磁型Nd2Fe14B合金为代表的Re-Fe-B系永磁材料1:5型Re-Co磁体SmCo5单相与多相合金第一代稀土永第一代稀土永磁；二十世纪磁；二十世纪六十年代六十年代2:17型Re-Co磁体Sm2Co17基合金二十世纪
34、七十二十世纪七十年代年代; ;第二代稀第二代稀土永磁土永磁性能ReCo5Re2Co17NdFeB型Br(T)0.88-0.921.08-1.121.18-1.25HCB(kA/m)680-720480-544760-920Hci (kA/m)960-1280496-560800-1040(BH)max(kJ/m3)152-168232-248264-288各类稀土永磁材料的性能比较各类稀土永磁材料的性能比较 SmCo5化合物理论磁能积为化合物理论磁能积为244.9kJ/m3。采用强。采用强磁场取向等静压和低氧工艺，磁场取向等静压和低氧工艺，SmCo5的的 (BH)max达达227.6kJ/m3
35、、居里温度为、居里温度为740，可在，可在-50150的温度范围内工作，是一种较为理想的永磁的温度范围内工作，是一种较为理想的永磁体 ， 其 缺 点 是 含 有 较 多 的 战 略 金 属 钴体 ， 其 缺 点 是 含 有 较 多 的 战 略 金 属 钴 ( w(Co)66%)和蕴藏量稀少的稀土金属元素和蕴藏量稀少的稀土金属元素Sm。原材料昂贵，受到资源与价格的限制。原材料昂贵，受到资源与价格的限制。 用用Pr 、Ce或或Mm(混合稀土混合稀土)取代部分取代部分Sm，可适当，可适当降低成本，降低成本， (SmPr)Co5磁体的磁能积最高可达到磁体的磁能积最高可达到219.7kJ/m3。Ce(C
36、o,Cu,Fe)5，MmCo5磁体的磁体的(BH)max=120kJ/m3。着着FeFe含量的增多，内禀饱和含量的增多，内禀饱和磁化强度迅速提高磁化强度迅速提高 以以Sm2Co17型化合物为基型化合物为基的的ReCo17型永磁材料型永磁材料Sm-Co-Cu系Sm-Co-Cu-Fe系Sm-Co-Cu-Fe-M系(M=Zr,Ti,Hf,Ni)加入少量的加入少量的Zr,Ti,Hf,Ni等等元素，进一步提高磁性能元素，进一步提高磁性能 商业化材料商业化材料 Nd-Fe-B系合金是以系合金是以Nd2Fe14B化合物为基的一种不含化合物为基的一种不含Co的高性能永磁材料。自的高性能永磁材料。自1983年问
37、世以来发展极为迅速，年问世以来发展极为迅速，目前此类材料磁性已达如下的水平：最大磁能积目前此类材料磁性已达如下的水平：最大磁能积407.6 kJ/m3，矫顽力，矫顽力2244.7kA/m。是迄今为止磁性能最。是迄今为止磁性能最高的永磁材料，被誉为高的永磁材料，被誉为“磁王磁王”。Nd-Fe-B系合金的另系合金的另外一个最大的优点是原材料丰富，价格便宜，其价格只外一个最大的优点是原材料丰富，价格便宜，其价格只相当于钐钴合金的相当于钐钴合金的50%左右。左右。 目前工业上广泛应用的目前工业上广泛应用的Nd-Fe-B系永磁体包括烧结磁系永磁体包括烧结磁体、热压磁体、铸造磁体、粘结磁体和注塑磁体等。体
38、、热压磁体、铸造磁体、粘结磁体和注塑磁体等。但其剩磁温度系数较高仍难以取代但其剩磁温度系数较高仍难以取代AlNiCoAlNiCo和和Re-CoRe-Co合金，合金，且易于腐蚀需表面处理。且易于腐蚀需表面处理。3.2 3.2 永磁材料永磁材料制备技术制备技术 不足之处在于硬度高、脆性大、难以进行机械加工。不足之处在于硬度高、脆性大、难以进行机械加工。 永磁体的制备方法主要包括铸造法、粉末冶金永磁体的制备方法主要包括铸造法、粉末冶金(烧结烧结)法和粘结法法和粘结法 真空真空熔炼熔炼制粉制粉 (单畴粒子单畴粒子)铸锭破碎磨粉铸锭破碎磨粉 粉末磁场取粉末磁场取向与成型向与成型平行取向平行取向垂直取向垂
39、直取向烧结烧结（磁场下）（磁场下）热处理、热处理、磁体加工磁体加工烧结磁烧结磁体元件体元件烧结法烧结法烧结NdFeB粘结法：磁粉与树脂、塑 料 或 低 熔点 合 金 等 粘结剂混合压制、挤出或注射成型，固化粘结磁体性能特点： 尺寸精度高、形状自由度大、机械强度好、尺寸精度高、形状自由度大、机械强度好、易于调整磁性能、易于批量生产易于调整磁性能、易于批量生产施加取向磁场各向异性粘结磁体粘结磁体的磁性能：取决于磁粉的性能和磁体的相对粘结磁体的磁性能：取决于磁粉的性能和磁体的相对 密度。密度。粘结磁体的力学性能：取决于粘结剂的性质与粘结工粘结磁体的力学性能：取决于粘结剂的性质与粘结工 艺。艺。铁氧体
40、磁粉：铁氧体磁粉：磁粉：磁粉：Nd-Fe-B磁粉：磁粉：熔体急冷熔体急冷(RQ)氢化氢化(HDDR)、机械合金化、机械合金化(MA)普遍采用普遍采用纳米复合磁粉：纳米复合磁粉：纳米复合增强效应：纳米复合增强效应：纳米尺寸软磁相与永磁相之间纳米尺寸软磁相与永磁相之间的交换耦合作用，使剩磁和最大磁能积明显增大。的交换耦合作用，使剩磁和最大磁能积明显增大。纳米复合磁体：NdFeB/-Fe、SmFeN/-Fe磁体粘结磁体中产量最大的一种约占粘结磁体中产量最大的一种约占永磁材料总产量的永磁材料总产量的810%；Since 19882019POWERPOINTSUCCESS2022-5-252019THANK YOUSUCCESS2022-5-25
