稀土永磁材料在信息技术中的运用研究

董 睿

（济宁创新谷发展集团有限公司，山东 济宁 272100）

从实际应用操作角度来看，永磁材料的功能作用是为各个器件、装置提供一个磁场支持。在具体实施操作的时候在能量转换的旋转机械中作为转子存在，而在传感器、喇叭器件中则是作为一个恒定磁场源存在。伴随人们对磁性材料的研究和关注，其开始被人们广泛的应用到信息技术领域。当今，人们正处于电子信息技术飞速发展的时代。这一切均得益于近30年电子信息技术的快速发展，其中也包括了高性能磁性材料的快速发展。

1 稀土永磁材料的发展

稀土永磁材料是一种以稀土金属元素作为基本加工材料的融合金属化合物的基础永磁材料。从当前应用情况来看，稀土永磁材料具备良好的永磁性能，是磁性体积最大的一种永磁性材料[1]。稀土永磁材料在20世纪40年代的时候就有出现，经过十年的发展，出现了铁氧体永磁。后来经过多年的演变发展形成了更高性能的永磁体材料，SmCo5、Sm2Co17。稀土永磁材料在经过多年的发展衍变下显示出了良好的综合磁性能，被人们广泛的应用在计算机、通信、交通、医疗等服务领域，成为一种融合多个新型技术形式的先进材料。在国家工业化发展进程的加快下，稀土永磁材料在多个领域带动支持下实现了放射性发展。从实际操作角度来看，稀土永磁材料使用的特点是重量轻、体积小、磁性强、稳定性高的特点，因而在产生之后就得到了人们的广泛关注。稀土永磁材料广泛的出现在人们的实际生活中，包含汽车行业、机械设备等，在稀土永磁材料的作用下能够提升产品的性能。

2 稀土永磁材料的技术进步

（1）烧结钕铁硼。烧结钕铁硼技术的深入发展使得磁体的综合性能得到提升。从实际生产加工角度来看，伴随烧结钕铁硼在多个领域的广泛应用。在烧结钕铁硼稀土永磁材料使用的过程中为了能够提升稀土资源平衡水平，降低磁体的成本，稀土永磁材料在使用的过程中需要采取必要措施提升技术水平。第一，晶界扩散技术。晶界的扩散主要是指在磁体的表面上添加一些重稀土元素，在重稀土元素的综合作用下还能够使得重稀土原子沿着晶界的液相扩散，在经过热处理方式获得的重稀土原子会沿着晶界实现液态扩散，在扩散的过程中会替换其中的其他元素，由此会形成一个固溶体。置换操作所遭受到的干扰会比较少。在强化晶体表面磁晶向各个异性磁场转变的过程中还能够有效提升内禀矫顽力，在这个期间对磁体的剩磁和最大磁能积并不产生太大影响。第二，晶界调控技术。晶界调控技术是一种科学有效的提升矫顽力的方案。在具体实施操作的时候通过科学的配方和合理的工艺技术形式能够实现对晶界的有效调节控制，通过一系列的调节控制会降低晶界相的铁磁性，从而有效降低和去除晶体颗粒之间的磁性耦合作用，在现有的水平基础上更好的提升内禀矫顽力。第三，双主相技术。在稀土原材料价格的提升下，混合稀土材料的配比问题得到了人们的进一步关注。和以往的稀土材料相比，混合稀土材料的内禀磁性性能得到提升。在合金材料成分被替换之后，元素的混合状态会影响到烧结磁体的微结构，最终会影响到材料内部的禀矫顽力。第四，晶粒细化技术。细化颗粒是提升矫顽力的一个重要途径。在经过微磁学的模拟研究我们会发现，通过把控颗粒大小会在最大限度上减少磁场应力，提升材料内部的内禀矫顽力。

（2）粘结钕铁硼。粘结稀土永磁材料是永磁材料研究应用的一个重要分支体现，从实际应用操作角度来看粘结磁体会显示出较强的精准性，且构造简单、涡流损耗比较小，在加工操作的时候会和金属材料、塑料材料进行一体化加工处理。

粘结稀土永磁材料在传感器运行和精密器械的运作中起着十分重要的作用。在新时期，在人们对精密电机、传感器认识和研究的深入下，稀土永磁材料的研究应用范围更加广泛，在这个过程中材料的性能在不断增强，同性粘结铁氮磁体和各向异性粘结稀土磁体开始被人们研发。第一，各向同性磁粉、粘结磁体。第二，各向异性磁粉和粘结磁体。第三，增材制造粘结稀土磁体。

（3）热压/热变形钕铁硼。利用热压技术能够将快淬NdFeB磁粉在700摄氏度的环境下得到压制，最终会获得满足规范标准密度的同性磁体。在稀土永磁材料加工的过程中通过使用热压、热变形的工艺技术形式能够将纳米晶磁粉加工制作成同性密集磁体以及各个异性的致密磁体。在具体实施操作的时候由于热压、热变形的温度不够高，加上作用时间不长，就会使得磁粉的细晶体结构很难被长时间的保持。

（4）烧结钐钴。稀土永磁材料在烧结处理时对周围的温度有着一定的要求，如何实现对稀土永磁材料的高温化加工处理成为相关人员需要思考和解决的问题。当前，针对耐高温烧结磁体会按照2:17的比例进行配置，通过一系列加工工艺技术的优化会提升磁体的矫顽力，最终提升磁体材料的使用温度，强化磁体材料的使用性能[2]。

3 稀土永磁材料未来研究趋势

（1）高磁能积粘结磁体的开发应用。稀土永磁材料的加工应用会以钕铁硼为主要加工材料，在具体使用的时候会被加工划分为两个类型，即烧结磁体和粘结磁体。以钕铁硼为主要加工材料的稀土永磁材料烧结磁体具备各向异性的基本应用属性，且具体较高操作时所使用的材料密度比较高，随着长时间的开发应用发展，关于材料性能的研究也开始朝着纵深的方向发展。和以钕铁硼为主要加工材料的稀土永磁材料烧结磁体相比钕铁硼粘结磁体是各向同性的，以钕铁硼为主要加工材料的稀土永磁材料烧结磁体的不足之处也日益凸现出来。第一，磁粉会呈现出各向同性的基本特点，最大磁能积的上部分数额比较低，在具体实施操作的时候能够更好的满足不同阶段对稀土永磁材料的要求。第二，稀土永磁材料的成型加工工艺存在局限性。伴随电器小型化的发展，如何开发高磁能积粘结磁体成为社会主义市场经济发展过程中需要思考和解决的问题。

（2）以钕铁硼为主要加工材料的高性能稀土永磁材料开发。以钕铁硼为主要加工材料的稀土永磁材料的开发要能够满足社会范围内低碳环保的发展要求，因而，站在社会可持续发展角度来看，以钕铁硼为主要加工材料的高性能稀土永磁材料开发是稀土永磁材料应用发展的重要方向。从实际研究角度来看，在加工制造的时候依托这种新工艺、新技术形式能够完善钕铁硼各向异性磁粉的结构类型，使得磁粉的应用范围和应用有效性得到提升。

（3）纳米稀土永磁材料的研发。在纳米稀土永磁材料研发成功之后人们还会思考如何更好的将稀土材料和纳米技术结合在一起，通过将先进的技术和适合的材料结合在一起能够更好的生产出性能优劣的材料，经过改进升级之后的材料能够提升磁粉的含量，最终降低烧结温度，增高磁能的性能。在经过不断改进后磁体材料会具备较高的自由度，加工处理之后所获得的尺寸精准度也会进一步提升，使得永磁体开始迎来更广阔的应用前景。

4 稀土永磁材料在信息技术中的运用

第一，稀土永磁材料在手机研究领域中的应用。从人们常用的手机构成来看，性能较强的钕铁硼磁体就有2个地方被使用，一是手机振动电机，另一个是手机微型电声元件喇叭。第二，稀土永磁材料在计算机和笔记本电脑中的应用。不管是在计算机系统中还是在笔记本上都存在一个外存储器（硬盘驱动器），在硬盘驱动器中存在两个使用稀土永磁体制造的驱动性元件单元，这两个单元分别是音圈马达和主轴马达。硬盘驱动器中音圈马达的结构如图一所示。在具体实施操作的时候，主轴马达会控制硬盘旋转，音圈马达控制磁头会在径向位置上寻找。在具体实施操作的时候，受体积的限制，主轴马达会采用无传感器的无刷直流马达、高能积的粘结Nd-Fe-B磁体。音圈马达的首选磁体是高性能的烧结Nd-Fe-B磁体，而出现这类现象的原因是HDD的空间会出现限制，只有高能积、高矫顽力的各向以异性烧结Nd-Fe-B磁体会以最小的体积磁体来实现所需要的转矩，并在强的电枢电流变化下来使得磁体性能不受影响。第三，稀土永磁材料在办公自动化领域中的应用。在信息时代背景下，各个计算机外围设备和办公自动化设备得到了快速的发展，在设备快速䦺的过程中也对一些与之配套的关键零部件电机提出了较大的需求，即要求电机能够朝着小型化、高速度、长寿命、低噪声的方向发展。在办公领域中的各个设备，诸如打印机、光盘驱动、传真机、复印机等设备也多是以Nd-Fe-B磁体为支撑的永磁无刷直流电动机。第四，稀土永磁材料在卫星通信和卫星广播播音管中的应用。卫星通信和卫星广播播音管在运行的过程中离不开低温度系数、高温度稀土永磁材料。借助高温稀土永磁材料控制带电粒子的运动，并在这个过程中获得高频率或者超高频率微波信号。在速调管、磁控管、行波管中，各个器件的磁场由周期反向聚焦磁体产生，而反向聚焦磁体则是由稀土永磁材料构成，在构成分配上临近两个磁体的极性会呈现出一种相反的状态。

图1 硬盘驱动器中音圈马达的结构

5 结语

综上所述，稀土永磁材料应用日益广泛，因而被人们广泛的应用到各个领域，在推进现代文明发展方面起到了十分重要的作用。稀土永磁材料在推进中国制造的深化发展起到了十分重要的作用。从实际应用操作角度来看，这个材料在推动各个领域的深化发展方面起到了十分重要的作用，应用场景多元、应用范围广泛。稀土永磁材料在各个领域中的应用会显示出较强的优势性，对于信息产业的发展来说是一项十分重要的功能性材料，这类材料在实际应用中会和电信网、电视网、智能电网等密切结合在一起，在稀土永磁材料的作用下促进了各个领域的发展。