Nd-Fe-B的应用及其性能

颜培洋，李琪琪

(滨州学院 化学化工学院，山东 滨州 256603)

Nd-Fe-B的应用及其性能

颜培洋，李琪琪

(滨州学院 化学化工学院，山东 滨州 256603)

介绍了近几年Nd-Fe-B永磁体的制备、应用、性能，对Nd-Fe-B永磁体的制备分为黏结磁体的制备和烧结磁体的制备，分别对这两种方法做了简单的介绍；Ne-Fe-B的应用很广泛，在计算机、汽车、医学以及其他很多方面都有应用；应用过程中稳定性和抗腐蚀性起重要作用，本文对Nd-Fe-B永磁体的稳定性做了简单的介绍。

Nd-Fe-B；黏结磁体；烧结磁体；稳定性

目前，不同的磁体应用在不同的场所，最大种类的磁体依然是陶瓷磁铁，占世界市场60%的份额，从体积来计，占全世界磁体量的90%。近年，全世界各类磁体的产量年增长率约为10%，比80年代增长的要快，主要因为Nd-Fe-B已进入成熟发展期，它开拓了铁磁体无法应用的新领域[1]。

在人们最初的认识中，铁磁体会逐渐衰退，而Nd-Fe-B会急剧增长，但是就目前世界市场情况来看，铁磁体依然占有最大份额，Nd-Fe-B也大大改善了其磁性能，开拓了新的铁磁体行业的应用市场。对于磁体的使用有着明确是选择原则，如果从费用的角度考虑，采用陶瓷磁体是最好的选择；从体积的角度考虑，就采用Nd-Fe-B磁体，有些情况也会采用Sm-Co磁体；从使用温度范围或热稳定方面考虑，采用Sm-Co磁体最好。

1 Nd-Fe-B磁体的制备

Nd-Fe-B磁体的制备分为烧结磁体和粘结磁体[1]。烧结磁体的制备：关于国内的Nd-Fe-B磁体的研究已经到了一个很高的水平，主要有以下几个方面的原因。Nd-Fe-B磁体的研究手段日益先进，生产工艺早已不是传统的烧结磁体制备工艺[2]，而是采纳了的氢处理粉碎、速凝薄带工艺制备合金、橡皮膜、气流磨工艺制粉等静压工艺成型这一系列技术[2]，是一种新的烧结磁体制造的技术，使磁性能够进行大幅的提升。国内在这方面比较落后，但是国外采用最先进的速凝薄带工艺制备合金、氢处理工艺破碎合金[3]，有效解决了制备高性能磁性材料的关键技术问题，也就是说解决了高性能Nd-Fe-B磁体制备中要求合金成分接近正分的各种成分。随着Nd-Fe-B磁体在电类领域的广泛应用，对磁体的性能要求不仅仅只限于高剩磁、高磁能积[4]，对使用温度的要求变得更高。高的使用温度，高矫顽力磁体的研究已经有了许许多多的文献报道，日本住友特殊金属公司开发的磁体使用温度已经高达250℃。此外，材料表面的处理技术等都是磁力材料的研究焦点。

黏结磁体的制备：对于黏结Nd-Fe-B永磁材料的使用性能，人们为了提高这种使用性能，对其制备工艺进行不断的改进，并在不断的改进过程中取得了优异的研究成果[5]。黏结Nd-Fe-B的制备工艺，可大概分为两个阶段：制粉和黏结，制粉即为制作磁粉，磁粉的制造方法主要是快淬法(MS)、机械合金法(MA)、气体雾化法(GA)等。黏结阶段主要是把Nd-Fe-B永磁材料、粘合剂和其他添加剂按特定的比例均匀混合以后，用压制、压延、注射或挤出成型等方法，按照用户的要求直接成型为各种各样的形状永磁材料[6]。黏结磁体制备方法简单，其工艺精度较高，有希望在大批量的连续生产中推广使用。

2 Nd-Fe-B磁体的应用

就全世界而言，Nd-Fe-B的生产增长率约为20%，约1600t的粘结磁体用于计算机产业，主要是用在作主轴马达和步进马达，有6400t的烧结磁体主要是用于硬盘驱动器、马达、核磁共振成像、音响、其他等领域。

在硬盘驱动器运用领域中，主要是用在决定读写磁头位置的电动驱动器。为了使驱动器的运行时间快，对磁体的高磁通密度有较高的要求，价格方面的因素考虑较少的情况下，加上温度环境等要求，最后会选择最高能量密度的Nd-Fe-B磁体。

Nd-Fe-B永磁体在生物医学应用中，磁性材料的抗腐蚀能力一般主要依赖于化学成分和加工技术[7]。在磁体的应用中，磁体的两种稳定性较为重要：一是在有害的工作条件下能保护物质的完整性；二是磁体在腐蚀性环境中暴露，依旧保持相当的稳定。体液是强腐蚀性的，有必要搞清磁体在这种环境下的稳定能力。Nd-Fe-B永磁体在医学应用其抗腐蚀能力是其他磁体抗腐蚀性的数倍，Nd-Fe-B运用表面技术，既能提高Nd-Fe-B的耐腐性，又能保证在腐蚀的环境下磁体在设计寿命内不损失磁性能的有效办法。

3 Nd-Fe-B永磁体的性能[8]

3.1 时效试验

在温度为50℃的情况下经500h时效后，Nd-Fe-B磁体开路磁通的不可逆损失大约为1%，保持了比较好的稳定性。在60℃到80℃范围内经500h时效后，Nd-Fe-B磁体不可逆损失为3%。

3.2 温度稳定性试验

用振动的样品磁强计测量了Nd-Fe-B磁体，由室温上升至102℃开路剩余磁矩随温度的升高而降低，样品由室温上升到102℃，其开路剩余磁矩的总损失为14%，可逆损失为8%，不可逆损失为6%。

3.3 外磁场退磁试验

Nd-Fe-B磁体的抗退磁稳定性甚至可以和Sm-Co磁体差不多，是因为Nd-Fe-B磁体具有强大的内禀矫顽里。

3.4 振动试验

随振动的时间增加，Nd-Fe-B磁体表面场略微有些降低，最后趋于不变。

3.5 腐蚀试验

Nd-Fe-B永磁体在空气中放置过久，表面会出现一些锈斑，表面粗糙的Nd-Fe-B永磁体更较为易锈蚀。在水中放置一段时间后，样品表面出现锈斑，Nd-Fe-B的通磁也随之下降。

4 总结

Nd-Fe-B永磁体发展前景越来越大，随着工艺的的越来越成熟，生产成本也会越来越低，无论是黏结Nd-Fe-B材料还是烧结Nd-Fe-B材料都有其各自的用处，Nd-Fe-B永磁体在国内外不断的创新下，生产技术已经达到最先进水平，Nd-Fe-B永磁体在稀土材料运用也将会越来越显著，在现代社会发挥的作用越来越大。随着我国经济建设的发展和国力的日益昌盛，利用稀土资源优势，Nd-Fe-B材料运用前景将更为广阔。

[1] 徐锦华.Nd-Fe-B磁体的高性能化[J].电工材料,1996(1):26-27.

[2] 张时茂.高性能烧结Nd-Fe-B永磁材料制备工艺的研究[D].呼和浩特:内蒙古大学,2012.

[3] 罗 阳,陈虞才.新技术、新设备在Nd-Fe-B稀土磁体生产中的应用之二-合金的氢爆及气流粉碎[J].磁性材料及器件,2006,37(5):24-25.

[4] 白 岗. 高矫顽力钕铁硼磁性材料的研究[J].济南:山东大学,2006.

[5] 李 慧,张敏刚,张雪山.黏结Nd-Fe-B永磁材料及其应用与发展[J].山西冶金,2011,34(1):5-7.

[6] 李文学,任慧平,周维娜.成型工艺对黏结钕铁硼永磁材料磁性能的影响[J].稀土,2006,27(3):85-87.

[7] 陈绍楷. Nd-Fe-B永磁体在生物医学应用中的腐蚀研究[J].中国材料进展,2003(2):17-18.

[8] 张光飞,周寿增,张富强.Nd-Fe-B永磁体的稳定性及其应用试验[J].功能材料,1988,2(1):61-63.

(本文文献格式：颜培洋，李琪琪.Nd-Fe-B的应用及其性能[J].山东化工,2017,46(15):74,76.)

2017-05-28

颜培洋(1993—)，男，就读于滨州学院化学化工学院化学工程与工艺专业。

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1008-021X(2017)15-0074-01