永磁材料的历史

第一篇：永磁材料的历史

主要有钡铁氧体和锶铁氧体，其电阻率高、矫顽力大，能有效地应用在大气隙磁路中，特别适于作小型发电机和电动机的永磁体。永磁铁氧体不含贵金属镍、钴等，原材料来源丰富，工艺简单，成本低，可代替铝镍钴永磁体制造磁分离器、磁推轴承、扬声器、微波器件等。但其最大磁能积较低，温度稳定性差，质地较脆、易碎，不耐冲击振动，不宜作测量仪表及有精密要求的磁性器件。

稀土永磁材料

主要是稀土钴永磁材料和钕铁硼永磁材料。前者是稀土元素铈、镨、镧、钕等和钴形成的金属间化合物，其磁能积可达碳钢的150倍、铝镍钴永磁材料的3～5倍，永磁铁氧体的8～10倍，温度系数低，磁性稳定，矫顽力高达800千安／米。主要用于低速转矩电动机、启动电动机、传感器、磁推轴承等的磁系统。钕铁硼永磁材料是第三代稀土永磁材料，其剩磁、矫顽力和最大磁能积比前者高，不易碎，有较好的机械性能，合金密度低，有利于磁性元件的轻型化、薄型化、小型和超小型化。但其磁性温度系数较高，限制了它的应用。

复合永磁材料

由永磁性物质粉末和作为粘结剂的塑性物质复合而成。由于其含有一定比例的粘结剂，故其磁性能比相应的没有粘结剂的磁性材料显著降低。除金属复合永磁材料外，其他复合永磁材料由于受粘结剂耐热性所限，使用温度较低，一般不超过150℃。但复合永磁材料尺寸精度高，机械性能好，磁体各部分性能均匀性好，易于进行磁体径向取向和多极充磁。主要用于制造仪器仪表、通信设备、旋转机械、磁疗器械及体育用品等。

永磁材料分类

第一大类是：合金永磁材料，包括稀土永磁材料（钕铁硼Nd2Fe14B）、钐钴(SmCo)、铝镍钴（AlNiCo）

第二大类是：铁氧体永磁材料（Ferrite）

按生产工艺不同分为：烧结铁氧体、粘结铁氧体、注塑铁氧体，这三种工艺依据磁晶的取向不同又各分为等方性和异方性磁体。

这些就是目前市面上的主要永磁材料，还有一些因生产工艺原或成本原因，不能大范围应用而淘汰，如Cu-Ni-Fe（铜镍铁）、Fe-Co-Mo（铁钴钼）、Fe-Co-V（铁钴钒）、MnBi（锰铋）

（3）、注塑钕铁硼（Zhusu NdFeB）——有极高之精确度、容易制成各向异性形状复杂的薄壁环或薄磁体。

烧结铁氧体

烧结铁氧体（Sintered Ferrite）的主要原料包括BaFe12O19和SrFe12O19，依据磁晶的取向不同分为等方性和异方性磁体。由于其低廉的价格和适中的磁性能而成为目前应用较为广泛的一种磁体。铁氧体磁铁是通过陶瓷工艺法制造而成，质地也比较坚硬，也属脆性材料，由于铁氧体磁铁有很好的耐温性及价格低廉，已成为应用较为广泛的永磁体。橡胶磁

橡胶磁（Rubber Magnet）是铁氧体磁材系列中的一种，由粘结铁氧体料粉与合成橡胶复合经挤出成型、压延成型、注射成型等工艺而制成的具有柔软性、弹性及可扭曲的磁体。可加工成条状、卷状、片状及各种复杂形状。橡胶磁体由磁粉（SrO6Fe2O3）、聚乙烯（CPE）和其它添加剂（EBSO、DOP）等组成，通过挤出、压延制造而成。橡胶磁材可以是同性的或异性的，它由铁氧体磁粉、CPE和某些微量元素制成，可弯、可捻、可卷。它无需更多机械加工即可使用，也可以按所需尺寸修整形状,橡胶磁也可以根据客户要求复PVC,背胶,上UV油等。它的磁能积在0.60 至1.50 MGOe之间。橡胶磁材的应用领域：冰箱、讯息告示架、将物件固定于 金属体以用作广告等的紧固件，用于玩具、教学仪器、开关和感应器的磁片。主要应用于微特电机、电冰箱、消毒柜、厨柜、玩具、文具、广告等行业。铝镍钴

铝镍钴（AlNiCo）是最早开发出来的一种永磁材料，是由铝、镍、钴、铁和其它微量金属元素构成的一种合金。根据生产工艺不同分为烧结铝镍钴（Sintered AlNiCo）和铸造铝镍钴（Cast AlNiCo）。产品形状多为圆形和方形。铸造工艺可以加工生产成不同的尺寸和形状；与铸造工艺相比，烧结产品局限于小的尺寸，其生产出来的毛坯尺寸公差比铸造产品毛坯要好，磁性能要略低于铸造产品，但可加工性要好。在永磁材料中，铸造铝镍钴永磁有着最低可逆温度系数，工作温度可高达600摄氏度以上。铝镍钴永磁产品广泛应用于各种仪器仪表和其他应用领域。

钐钴（SmCo）依据成份的不同分为SmCo5和Sm2Co17,分别为笫一代和笫二代稀土永磁材料。由于其原材料十分稀缺，价格昂贵而使其发展受到限制。钐钴（SmCo）作为第二代稀土永磁体，不但有着较高的磁能积（14-28MGOe）和可靠的矫顽力，而且在稀土永磁系列中表现出良好的温度特性。与钕铁硼相比，钐钴更适合工作在高温环境中（＞200℃）。

永磁材料的发展历程

随着社会的发展，磁铁的应用也越来越广泛，从高科技产品到最简单的包装磁，目前应用最为广泛的还是钕铁硼强磁和铁氧体磁铁。

从永磁材料的发展历史来看，十九世纪末使用的碳钢，磁能积（BH）max(衡量永磁体储存磁能密度的物理量)不足1MGOe(兆高奥)，而目前国外批量生产的Nd-Fe-B永磁材料，磁能积已达50MGOe以上。这一个世纪以来，材料的剩磁Br提高甚小，能积的提高要归功于矫顽力Hc的提高。而矫顽力的提高，主要得益于对其本质的认识和高磁晶各向异性化合物的发现，以及制备技术的进步。二十世纪初，人们主要使用碳钢、钨钢、铬钢和钴钢作永磁材料。二十世纪三十年代末，AlNiCo永磁材料开发成功，才使永磁材料的大规模应用成为可能。五十年代，钡铁氧体的出现，既降低了永磁体成本，又将永磁材料的应用范围拓宽到高频领域。到六十年代，稀土钴永磁的出现，则为永磁体的应用开辟了一个新时代。1967年，美国Dayton大学的Strnat等，用粉末粘结法成功地制成SmCo5永磁体，标志着稀土永磁时代的到来。迄今为止，稀十永磁已经历第一代SmCo5，第二代沉淀硬化型Sm2Co17，发展到第三代Nd-Fe-B永磁材料。此外，在历史上被用作永磁材料的还有Cu-Ni-Fe、Fe-Co-Mo、Fe-Co-V、MnBi、A1MnC合金等。这些合金由于性能不高、成本不低，在大多数场合已很少采用。而AlNiCo、FeCrCo、PtCo等合金在一些特殊场合还得到应用。目前Ba、Sr铁氧体仍然是用量最大的永磁材料，但其许多应用正在逐渐被Nd-Fe-B类材料取代。并且，当前稀土类永磁材料的产值已大大超过铁氧体永磁材料，稀土永磁材料的生产已发展成一大产业。

钕铁硼永磁

钕铁硼作为节能环保的朝阳产业，广泛用于信息技术、汽车、核磁共振、风力发电和电机等领域，预计未来3-5年的复合增长率在20%左右。由于中国具有明显的资源、成本和市场优势，世界钕铁硼产业正在向中国转移，2005年中国钕铁硼产量已经占到全球产量的70%以上。

钕铁硼产业概况

钕铁硼具有体积小、重量轻和磁性强的特点，是迄今为止性能价格比最佳的磁体。预计在未来20-30年里，钕铁硼产业环保节能将高速发展 在全球高油价时代的来临、《京都议定书》的生效以及世界各国对环保节能的日益重视之下，环保节能正在成为影响各国制造业发展的重要因素，而钕铁硼正是制造环保节能产品的主要原材料之一。如钕铁硼在汽车、压缩机、风力发电机等领域的应用，正是出于环保节能的考虑。钕铁硼作为环保节能的功能材料，其应用将更加广泛。钕铁硼行业正成为全新的朝阳环保产业。

我们预计在未来3-5年，钕铁硼的年需求增长率平均为20%左右。其增长主要来自于几个领域：传统汽车工业、信息技术产业、核磁共振成象工业和机床工业等。

在能源日趋紧张的时代，将风能转化为电能无疑将受到政府政策的支持，风力发电目前在欧洲已经大规模实施，在我国尚处于起步阶段，之前1兆瓦的机组使用钕铁硼大致在1吨左右，得益于风力发电行业的快速增长，钕铁硼在风力发电机组中的用量也将快速增加。

杭州永磁集团有限公司

地址：中国浙江杭州市萧山区钱江农场一分场

国内销售部

电话：86-571-82875111 82875517

传真：86-571-82875782

电子邮箱： sales@china-hpmg.com

杭州永磁集团有限公司始建于1980年12月，公司注册资本5000万元人民币，厂区面积14万m2，年产值6亿元人民币。公司有员工1000多人，其中工程技术人员250多人。公司为国家重点高新技术企业、浙江省“五个一批”重点骨干企业和“中国电子元件百强企业”，银行评定的信用等级AAA级企业。

公司主要产品类别有：铸造、烧结铝镍钴永磁；烧结、粘结钕铁硼永磁；钐钴永磁；永磁器件；永磁玩具；永磁电机等。产品广泛用于汽车、仪器仪表、医疗和通讯器械、家用电器、电机、电声器材、纺织机械、教学仪器、风力发电、自控开关及国防军工、航天航空等高科技领域。产品规格已形成多系列上万个品种。目前是世界上最大的铝镍钴永磁生产基地，年产铝镍钴永磁1800吨，约占世界产量的20%。钕铁硼生产线94年开始投产，年生产能力为2000吨。N48、N50、N38EH、N40UH、N42SH等高性能磁体质量稳定，位居同行业前列。烧结钐钴年产量200吨，能大批量生产磁能积为30MGOe的钐钴磁体。粘结钕铁硼和粘结钐钴的年产量150吨，粘结铝镍钴磁推轴承年产600万套以上。永磁器件包括永磁吸盘、永磁起重器、永磁玩具、永磁磁力棒和各种永磁吸力件等。永磁电机经过五年的发展，目前已形成年产100万台各式永磁电机的生产规模。

证券简称：中科三环

证券代码：000970

公司名称：北京中科三环高技术股份有限公司

法人代表：王震西

总经理：王震西

注册地址：北京市海淀区中关村东路66号甲1号楼27层

经营范围：钕铁硼永磁材料及其他新型材料、各种稀土永磁应用产品的研究开发、生产以及有关技术咨询、服务，工业自动化系统，计算机软硬件产品的技术开发、生产，销售自产产品。

主营业务：公司主营业务是稀土永磁和新型磁性材料及其应用产品的研究开发、生产和销售。公司简介

北京中科三环高技术股份有限公司是由隶属于中国科学院的北京三环新材料高技术公司作为主发起人于1999年7月23日发起设立的一家高新技术企业，并于2000年4月20日在中国深交所上市。中科三环延续了三环公司的主要业务，从事磁性材料及其应用产品研发、生产和销售。

中科三环下纳五家烧结；在下游产业控股南京大陆鸽高技术股份有限公司，生产由钕铁硼稀土永磁电机驱动的绿色环保电动自行车。

投资亮点

1、公司通过资本运作，控股了拥有粘结钕铁硼产品世界一流技术和市场占有率全球第二的上海爱普生磁性器件有限公司（公司持有70%的股权），致力于粘结钕铁硼磁体的发展。该产品在小型电动机方面的需求增加，将使公司的业绩得到提高。

2、公司的高档稀土永磁铁硼拥有国际最先进的用烧结和粘结两种工艺生产钕铁硼磁性材料的技术,占有15%以上的全球市场份额。

3、数字电视行业蕴藏的投资价值在15000亿元左右，在数字电视设备方面，市场规模在万亿元以上，未来10年平均每年近千亿元，公司的主要产品之一软磁铁氧体磁芯被广泛应用于数字电视设备的生产，这将给公司的发展带来的机遇。

杭州永磁集团永磁电机

第二篇：综述—永磁材料

Nd-Fe-B系稀土永磁材料的研究进展

邓少杰

合肥工业大学工业与装备技术研究院

摘要 钕铁硼磁体被称为第3代稀土永磁材料，是目前综合磁性能比较高的永磁材料。探讨了钕铁硼永磁材料的发展前景以及行业存在的问题，对钕铁硼永磁材料生产和应用现状进行了分析。概述了钕铁硼永磁材料的研究进展和应用领域，介绍了钕铁硼磁体的性能及先进制备工艺。纵观全文，钕铁硼永磁材料已进入一个崭新的发展阶段，应用前景广阔。

关键词 稀土永磁材料钕铁硼 磁性能 制备工艺

1绪论

1.1永磁材料的定义

永磁材料又称为硬磁材料，它是一种经过外加强磁场的磁化，再去掉外加磁场之后能长时期保留其较高的剩余磁性能，经受振动、温度等环境因素和不太强的外加磁场的干扰的强磁材料。又因为其具有高的矫顽力，能经受外加不太强的磁场的干扰，故又称硬磁材料。

已近千吨。而上百吨生产规模的企业有20余家，但所产磁体大部分都是中低档产品，绝大多数应用在性能要求不高的领域。所以，中国烧结钕铁硼产量虽处于世界前列，但所得利润却很有限。从世界范围来看，高性能钕铁硼永磁体发展前景看好，市场竞争力也较强。永磁材料是一种重要的基础功能材料，它的基本功能是提供稳定持久的磁通量，不需要消耗电能，是节约能源的重要手段之一。同时永磁材料使器械和设备结构简单，制造成本和维修保养成本降低。因此，永磁材料的应用面越来越广，应用量越来越大。当今，永磁材料按磁性能的高低，大致可分为2类。一是一般永磁材料，如铝镍钴、铁氧体，磁性能较低，但价格低；二是稀土永磁材料，如钐系磁体（如SmCo5）及钕系磁体（Nd-Fe-B），磁性能较高，但价格贵。随着电子器件的小型化、微型化的发展要求，高性能稀土永磁材料应用越来越广泛。钕铁硼的最大磁能积最高，由于不含贵重金属Sm和Co，价格较低，近年来发展迅速。也因为Nd-Fe-B系永磁材料的性能比传统的永磁材料的要高，称为创世界纪录的磁性材料。并且用金属铁代替稀土永磁一、二代所用的金属钴，以成本低、资源丰富的金属钕代替资源较少的稀土金属钐。再者永磁材料有矫顽力高、剩余磁感应强度高、最大磁能积高和稳定性高这四大优势。而随着当今世界的飞速发展的要求，永磁材料的研究就显得极为必然。

也因钕铁硼是重要的金属功能材料，作为第三代稀土型永磁材料，由于其良好的磁性能被科技人员称为“磁王”，利用其能量的转换

[2]

[1]1.2钕铁硼系稀土永磁材料的现状及研究意义

在钕铁硼刚开始生产应用之初，世界钕铁硼生产能力主要集中在日、美、中、欧等少数国家手中。其中，日、美在永磁的开发、生产和推广应用方面的技术一直处于世界前茅，同时也是最大的永磁消费市场，并形成了几家能力大、质量好、竞争力强的超大规模企业。目前，日本住友特殊金属公司、日本信越化学实业公司、TDK 等在钕铁硼的销量上分居世界第一、二、三位，而中国的北京中科三环高技术股份有限公司与日本的TDK 并列排在第三位。

中国在20世纪80年代初开始从事稀土永磁材料的研究。目前，中国钕铁硼产业已经占全球近80%市场份额，是全球烧结钕铁硼磁体的产业中心。2010年，中国铁硼磁体产量已经超过世界总产量的80%。随着中国对稀土出口限制管理日趋严格，未来中国高性能钕铁硼永磁材料产量将继续扩大，占全球总产量比例有望继续提升。目前，中国钕铁硼永磁材料生产企业已达120多家，国内有5家企业的生产规模功能和磁的各种物理效应可制成多种样式的功能器件。钕铁硼磁性材料已被广泛应用于航空、航海、电子等众多领域，成为高科技、新兴产业与社会进步的重要物质基础之一。钕铁硼永磁材料的应用可以大大减小整机的体积和质量，如在磁盘上的应用，可以使磁盘驱动器微型化,而且性能更好。在音响器件中，钕铁广泛应用于微型扬声器、耳机及高档汽车的扬声器，大大提高了音响的保真度和信噪比。此外还可以应用于直流电机及核磁共振成像，特别是在磁悬浮列车上的应用不仅数量大,而且可以实现高速运输、安全可靠及噪声小等特点。综上所述，钕铁硼实属高科技新材料。

2钕铁硼系稀土永磁材料的制备工艺

目前我国研究的方法有粉末冶金法、熔体快淬法、还原扩散法、HDDR法、热变形法、双合金法与机械合金法等等。近些年来生产高性能稀土永磁材料常用的方法为快速凝固鳞片铸锭+氢破碎+气流粉碎及SC+HD+JM的工艺。以下是上述的常用或者重点方法的具体介绍。

2.1粉末冶金法

目前我国主要用粉末冶金法（烧结法）生产这种磁体。其主要过程如下：原材料→预处理→配料→熔炼→破碎→细磨→混料→压型→烧结→热处理→机加工→电镀→充磁→检验→包装→入库[3]。合金成分及其微观组织最优化是高性能化烧结Nd-Fe-B永磁的关键。烧结钕铁硼磁体采用粉末冶金工艺，使得烧结磁体内部必然存在一定数目的气孔和缺陷，这在过去的研究中已经发现[4]

。气孔和缺陷的存在，一方面使磁体的密度下降，连续性降低，容易产生应力集中；另一方面，气孔的存在使有效承载面积下降。这两方面均为造成材料塑韧性差的原因。

2.2熔体快淬法

在Nd-Fe-B的制取工艺方面除了传统的粉末冶金工艺外，美国GM公司采用先进的快淬工艺技术制备快淬钕铁硼磁体。经对比实验发现，快淬钕铁磁体的矫顽力是普通烧结钕铁磁体的1.5—2倍，温度特性也得到了相应的改善该公司用快淬工艺研制出树脂粘合型Nd-Fe-B

磁体，具有生产能力。

2.3 HDDR法

HDDR过程分为氢化、歧化、脱氢与重组合四个阶段。它是制备稀土金属间化合物磁性粉末的行之有效的方法。1989年，三菱公司的T Takeshita，K kayama发现在相近温度下，对歧化物进行强制脱氢处理，歧化物再脱氢后重新形成细小的Nd2Fe14B相和少量的富Nd相，从而获得了具有高矫顽力的NdFeB磁粉。这四个过程简称为HDDR。脱氢、重合反应是前一个反应的逆反应，反应后的Nd2Fe14B相已经不是铸锭原来的粗大颗粒，而成为细小晶粒的集合体，由于吸氢时产生体积膨胀；很容易破碎成粉末

[5,6]

。多年来，三菱公司、伯明翰大学、爱知制钢和北京科技大学等企业、高等院校的研究小组对HDDR法制备各向异性粘结Nd-Fe-B磁粉、粘结Nd-Fe-B磁体，取得了显著进展。

3钕铁硼系稀土永磁材料的性能及影

响其因素

3.1性能

钕铁硼永磁材料的主要磁性能参量可分为2类：非结构敏感参量（即内禀参量），如居里温度Tc，主要由材料的化学成分和晶体结构来决定；结构敏感参量，如剩磁Br，最大磁能积Mmax和矫顽力Hcj，这些参量除与内禀参量有关外，还与材料的晶粒尺寸、晶粒取向、晶体缺陷等显微结构有关[7]。

钕铁硼的居里温度低（312℃），对温度极敏感，在受热时其剩磁、特别是内禀矫顽力下降很快，磁性温度系数很大，改善热稳定性的主要途径是合金化。矫顽力高的永磁材料具有较好的温度稳定性[8]

。因此，永磁材料的矫顽力越高,可工作的环境温度也就越高。要使磁体的磁能积达到最大值，必须做到：烧结体的密度接近或达到材料的理论密度；尽可能减少非磁性相的体积分数；铁磁性相晶粒的取向度尽可能高。

钕铁硼的稳定性包括3个内容：热稳定性；受外界磁场干扰的稳定性；时间稳定性[9]

。钕铁硼永磁材料热稳定性，即其由于所处环境温度改变而产生的磁性能变化用材料的温度系数来表征。永磁材料的磁性能变化分为不可逆损失和可逆损失两部分：不可逆损失是指温度恢复到原来温度后永磁材料的磁性能不能恢复到原值，从而导致有的电机随着使用电气性能逐步下降[10]，应尽量避免；而可逆损失是难以避免的，在电机设计之初就必须充分考虑在稳定温升运行时必须达到的性能。随着钕铁硼永磁材料的发展，温度系数很小的永磁材料已经问世，可小到万分之一[11]。

永磁体一般作为磁场源，在一定空隙内提供恒定的磁场。对于精密仪器仪表和磁性器件，要求在工作环境下，当外界条件变化时，磁体提供的磁场要稳定。与其他永磁材料相比，烧结钕铁硼永磁材料的稳定性要差很多，一般只能在小于100℃温度下工作，而高矫顽力系列的工作温度也不能超过150℃，适用于200℃以上的非常罕见。在永磁电机中，对永磁体的稳定性要求很高，磁能积要求却不是那么严格。目前，制约烧结钕铁硼永磁材料推广应用的关键问题就是其热稳定性，解决好这一问题有着非常重要的意义。

3.2影响因素

一是晶体结构；其晶体结构复杂，滑移系少。烧结 Nd-Fe-B 的晶体结构与密排六方晶格相似，同为层状堆垛结构，但其对称性远较密排六方晶格差，由此可以推断烧结Nd-Fe-B的滑移系较密排方六晶体的滑移系少，所以烧结钕铁硼塑韧性很差。

二是磁晶各向异性导致力学性能各向异性；磁晶各向异性、形状各向异性和应力各向异性等基本现象在某些方向可以改善磁性材料的性能。由于磁性和弹性的相互耦合作用，必然会引起材料力学性能的各向异性，如单晶体的磁致伸缩各向异性、热膨胀各向异性和抗拉抗弯强度的各向异性等等

[12]

。因为在不同方向磁体的热膨胀不同，所以在降温过程中磁体内部会产生很大的内应力，这也是烧结 Nd-Fe-B力学性能差的重要原因之一。

三是晶界富钕相力学性能弱化；在烧结钕铁硼的显徽组织中，富Nd相主要呈薄层状沿晶界分布，而此种晶界富Nd相的硬度（HV）仅有262，远低于基体的硬度。研究表明：烧结钕铁硼本身晶界弱化，断裂方式主要为沿晶断裂，穿晶断裂比率在5%以上，而且在富钕相聚

集较多的三叉晶界处，由于应力集中，会首先出现裂纹扩展发散点。

四是磁体制备工艺—粉末冶金的烧结工艺；烧结钕铁硼磁体采用粉末冶金工艺，使得烧结磁体内部必然存在一定数目的气孔和缺陷，这在过去的研究中已经发现[4]

。气孔和缺陷的存在，一方面使磁体的密度下降，连续性降低，容易产生应力集中；另一方面，气孔的存在使有效承载面积下降。这两方面均为造成材料塑韧性差的原因。

4钕铁硼系稀土永磁材料的应用及发

展前景

4.1应用

新材料开发的目的在于应用，但是一种新材料开发到应用往往需要经过一个相当长的时间，而当代永磁之王的稀土铁基永磁材料问世以来从未有过的高速度占领了永磁市场，到目前为止经过多年的商品化发展，已经证明它确实成为一个应用范围广、潜力大的极为重要的永磁材料。欧洲共同体委员会曾对稀土铁基永磁材料做过分析，在分析报告中指出：稀土铁基永磁材料不仅将作为与配件配套的现有各类磁体的替代者，而且在取代电磁与非电磁设计的器件的新市场中也将获得广泛应用。

钕铁硼作为第三代稀土永磁材料，广泛应用于电机中。与传统电机相比，具有高效节能、质量轻、体积小、控制调速性好、可靠性强等特点，可广泛应用于风力发电、电动汽车、工业电机、家用电机等领域，其很高的性价比使得其应用领域还在不断拓展，因此近几年在科研、生产、应用方面都得到了持续高速发展。近年来由于钕铁硼永磁材料综合性能的进一步提升，钕铁硼磁体正在逐步替代其他磁性材料而成为主流磁性材料，应用领域不断扩展。在“节能、环保”的大背景及国家政策的鼓励下，风力发电、新能源汽车及节能家电等行业未来将迅猛发展。随着全球高性能永磁电机的逐步普及，高性能钕铁硼永磁材料需求量不断提高。

4.2发展前景与展望

中国的稀土永磁材料的发展着实令人振奋，也令世界瞩目。中国发展稀土永磁材料具

有得天独厚的条件和国家的大力支持：中国的稀土产量和储量居世界第一，中国的稀土资源储量占了全世界的70%-80%，如中国的总设计师邓小平指示：“中东有石油，中国有稀土”。要将稀土的资源的优势变为经济优势必须作稀土精加工。稀土永磁材料则为稀土资源利用的精加工产品。中国科技部一直将此列为鼓励发展的高科技产品。每年均给予优惠政策、资

金支持。

稀土永磁材料发展几十年来，已经从第一代稀土钴基发展到第三代稀土铁基材料，已成功地应用于电机、电脑、电声器材、医疗、工农、国防科技各领域，是现代科学技术发展的基础。稀土永磁材料逐渐由永磁材料家族的普通一员变成主体。21世纪将是稀土永磁材料大发展的世纪，也必是我们大展宏图之时。致谢

白驹过隙，转眼一个多月的论文写作课就此告一段落。在此期间，收获良多。在此对鲁颖炜老师、左如忠老师以及对此课做出贡献的老师们表以诚挚的谢意。感谢你们的授业、传道、解惑的师德。

参考文献 宋后定．永磁材料的应用 [J]．磁性材料及器件，2007（4）：65—67． 2 林河成．稀土永磁材料的进展 [J]．稀土，1994（3）：5—7． 钟俊辉．高性能永磁材料发展概况 [J]．材料导报，1990（2）：83—85． 4 闫兆杰，于旭光．钕铁硼的微观结构研究 [J] ．河北冶金，2004（4）：24． Nakamara H，Kato K，et al．Proc，15th Int．Woncshop on RE Magncts．1998．507． 6 万永．金属材料研究．2003，29(1)：52． 张修海，熊惟皓，李燕芳等．烧结钕铁硼永磁材料的研究进展 [J] ．机械工程材料，2008，32（11）；5—9． 8 VIAL F，JOLY F，NEVALAINEN E，et al．Improvement of coercivity of sintered NdFeB permanent magents by heattreatment [J]．Joural of Mangnetism and Magnetic Materials，2002，242：1329—1334． 9 王景海，钕铁硼．最理想的永磁材料 [J] ．上海金属，1991，12（3）：12—19． 林岩，姜代维，陈海玲等．国产SH系列烧结钕铁硼永磁体的性能分析 [J] ．沈阳工业大学学报，2006，28（5）：510—512． 林岩，周广旭，唐任远等．烧结钕铁硼材料的热稳定性对电机设计的影响及合理选择[J] ．沈阳工业大学学报，2007，29（6）：618—622． 周寿增．稀土永磁材料及其应用［M］．北京：冶金工业出版社，1999：349．

The reaearch progress of the NdFeB rare earth permanent magnets materials Deng Shaojie

The research institute of industrial and equipment technology As the third generations of rare earth permanent magent material，the NdFeB magnets possess better integrated magnetic properties by now.The development prospects of NdFeB permanent magnet materials and the problems in development was discussed.The production and application status of NdFeB permanent magnet materials was summarized and analyzed focusing on application field.The reaearch progress and applicantion fields of the NdFeB magnets are reviewed.The property and advanced production technologies of NdFeB magnets are introduced.Throughout the full，It is show that NdFeB permanent magnet materials have been stepping into a new stage of development，and the future is bright.Rare earth permanent magent material，NdFeB，Magnetic property，Production technology

第三篇：永磁风力发电机核心技术

发电机工作原理：和电动机一样在定子铁芯槽内放有A、B、C三相并且线圈匝数相等的线圈，在转子铁芯槽上也有线圈分N极和S极，当外面的直流电经电刷、滑环通入转子线圈后在转子线圈上会产生磁力线，这磁力线的方向从N极到S极，发电机转子被汽轮机转子带动以n1(3000转每分钟)速旋转时，相当于该转子磁力线也以n1的速度在旋转，这过程被定子线圈所切割在定子线圈中产生感应电动势（感应电压），发电机和外面线路上的负载连接后输出发电，这是基本的原理。

螺杆式单级压缩空压机工作原理：是由一对相互平行齿合的阴阳转子（或称螺杆）在气缸内转动，使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端，阴转子的槽与阳转子的齿被主电机驱动而旋转。

由电动机直接驱动压缩机，使曲轴产生旋转运动，带动连杆使活塞产生往复运动，引起气缸容积变化。由於气缸内压力的变化，通过进气阀使空气经过空气滤清器（消声器）进入气缸，在压缩行程中，由於气缸容积的缩小，压缩空气经过排气阀的作用，经排气管，单向阀（止回阀）进入储气罐，当排气压力达到额定压力

第四篇：关于永磁耦合器的市场调研

关于永磁耦合器的市场调研

永磁耦合器的有点让厂家吹的可以了，那么我就限矩形耦合器来讲一下缺点 第一，最致命的是价格太高，与液力耦合器相比差太多大约的20倍 第二，需要现场去安装。麻烦

第三，给电机和减速机的轴增加额外的负荷

第五篇：烧结钕铁硼永磁材料国家标准

烧结钕铁硼永磁材料国家标准

本标准是以GB／T 1．3 一1997《标准化工作导则 第l 单元：标准的起草与表述规则 第 3 部分：产品标准编写规定》为原则，对GB／T 13560 一1992《烧结钕铁硼永磁材料》的修订。

在修订本标准时，依据国内生产厂家的产品情况及用户对产品的要求，参考了IEC 404-8-1(1986)及其补充2(1992)《磁性材料 第8部分：特殊材料规范 第一节 硬磁材料标 准规范》和国内外有关企业标准。对原标准的技术内容进行了必要的补充和修改。本标准参考 了IEC 标准的永磁材料分类，钕铁硼合金的小类分类代号为R7。

本标准与GB／T 13560 一1992 的主要技术差异如下：

1．在“引用标准”项中增加了标准GB／T 8170-1987《数值修约规则》、GB／T 9637-1988 《磁学基本术语和定义》和GB／T 17803一1999《稀土产品牌号表示方法》。

2.对原标准中“术语、符号、单位”修改为“术语与定义”。由于引用GB／T 9637—1988 《磁学基本术语和定义》，取消了原来的磁学术语定义。采用了IEC 404-8-l(1986)对永磁材料 的磁性能划分为主要磁性能和辅助磁性能的方法，并对这两个术语分别进行了定义。3．修改并增加了材料的牌号。

4．对附录A 的机械物理性能范围值修订为典型值。

5．新增加了附录C“钕铁硼永磁材料的主要成分、制造工艺及应用”内容。本标准自实施之日起代替GB／T 13560一1992。本标准的附录A、附录B、附录C 均为提示的附录。本标准由国家发展计划委员会稀土办公室提出。本标准由全国稀土标准化技术委员会归口。本标准由包头稀土研究院负责起草。

本标准主要起草人：刘国征、马 婕、王 标、李泽军。1 范围

本标准规定了烧结钕铁硼永磁材料的主要磁性能、试验方法、检验规则和标志、包装、运 输、贮存。本标准同时给出了主要机械性能和辅助磁性能等其他物理性能的典型值。本标准适用于粉末冶金工艺生产的烧结钕铁硼永磁材料。引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所 示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可 能性。

GB／T 2828 一1987 逐批检查计数抽样程序及抽样表(适用于连续批的检查)GB／T 3217—1992 永磁(硬磁)材料磁性试验方法 GB／T 8170 一1987 数值修约规则 GB／T 9637 一1988 磁学基本术语和定义 GB／T 17803—1999 稀土产品牌号表示方法 术语与定义

本标准采用下列定义，其它术语定义按G／T 9637 规定。3.1 主要磁性能principal magnetic properties 包括永磁材料的剩磁(Br、磁极化强度矫顽力(内禀矫顽力)(Hcj)、磁感应强度矫顽力(Hcb)、最大磁能积((BH)max)。

3.2 辅助磁性能 additional magnetic properties.包括永磁材料的相对回复磁导率(μrec)、剩磁温度系数(α(Br))、磁极化强度矫顽力温度系 数(α(Hcj))、居里温度(Tc)。材料分类与牌号

4.1 材料分类

烧结钕铁硼永磁材料按磁极化强度矫顽力大小分为低矫顽力N、中等矫顽力M、高矫顽力H、特高矫顽力SH、超高矫顽力UH、极高矫顽力EH六类产品。4.2 牌号

每类产品按最大磁能积大小划分为若干个牌号(详见表1)。4.3 牌号表示方法 4.3.1 数字牌号

04 80 ××

第三层次 表示钕产品级别（规格）第二层次 表示钕次类产品（应用产品）第一层次 表示钕大类产品（钕）

牌号示例：048021 表示（BH）max为366～398kJ/m3,Hcj为800kA/m的烧结钕铁硼永磁材料。4.3.2 字符牌号

烧结钕铁硼永磁材料的牌号由主称和两种磁特性三部分组成。第一部分为主称，有钕元素 的化学符号Nd、铁元素的化学符号Fe 和硼元素化学符号B 组成，即NdFeB。第二部分为斜线前 的数字，是材料最大磁能积（BH）max的标称值（单位为kJ/m3）；第三部分为斜线后的数字，是 磁极化强度矫顽力Hcj值（单位为kA/m）的十分之一，数值采用四舍五入取整。

牌号示例：NdFeB380／80 表示(BH)max为366～398kJ／m3，Hcj为800kA／m的烧结钕铁硼永 磁材料。要求

5.1 材料在23℃±3℃下的主要磁性能应符合表l的规定。如需方有特殊要求，供需双方可另 行协商。

材料的辅助磁性能仅供用户设计使用参考，不作验收依据。

表1 烧结钕铁硼永磁材料23℃±3℃下的磁性能 材 料 主要磁性能 Br T Hcj kA／m Hcb kA／m(BH)max 种 类 数字牌号 字符牌号 kJ／m3 最小值 最小值 最小值 范围值

048021 NdFeB 380／80 1.38 800 677 366～398 048022 NdFeB 350／96 1.33 960 756 335～366 048023 NdFeB 320／96 1.27 960 876 302～335 048024 NdFeB 300／96 1.23 960 860 287～320 048025 NdFeB 280／96 1.18 960 860 263～295 048026 NdFeB 260／96 1.14 960 836 247～279 N 048027 NdFeB 240／96 1.03 960 796 223～256 048031 NdFeB 320／110 1.27 l100 910 302～335 M 048032 NdFeB 300／110 1.23 1100 876 287～320 048033 NdFeB 280／110 1.18 1100 860 263～295 H 048041 NdFeB 300／135 1.23 l350 890 287～318 048042 NdFeB 280／135 1.18 l350 876 263～295 048043 NdFeB 260／135 l.14 1350 844 247～279 048044 NdFeB 240／135 1.08 1350 812 223～255 表1（完）

材 料 主要磁性能 Br T Hcj kA／m Hcb kA／m(BH)max 种 类 数字牌号 字符牌号 kJ／m3 最小值 最小值 最小值 范围值

048051 NdFeB 280／160 1.18 1600 876 263～295 048052 NdFeB 260／160 1.14 1600 836 247～279 048053 NdFeB 240／160 1.08 1600 796 223～255 SH 048054 NdFeB 220／160 1.05 1600 756 207～239 048061 NdFeB 240／220 1.08 2000 756 223～255 UH 048062 NdFeB 220／200 1.05 2000 756 207～239 048063 NdFeB 210／200 1.02 2000 732 191～223 048071 NdFeB 240／240 1.08 2400 756 223～255 EH 048072 NdFeB 240／220 1.05 2400 756 207～239 辅助磁性能的典型值：

α(Br)=-0.12％／K 测量温度范围为298～413K α(Hcj)=-0．6％／K 测量温度范围为298～413K μrec-1.05 Tc=585 K 注：

1.厂商可提供其它补充牌号的材料，如低温度系数等牌号的材料。

2.α(Br)和α(Hcj)的温度范围是298～413K，但并不排除这些材料可以在这温度范围以外的使用。3.SI与CGS单位制下磁性能的换算关系：1T=10kGs，1kOe=79.6kA／m，lMGOe=7.96kJ／m3。4.产品磁性能检验结果的数值修约按GB／T 8170规定进行。

5.2 材料的主要机械物理性能参见附录A（提示的附录）。

5.3 材料的尺寸偏差、形状和位置偏差（简称形位偏差）参见附录B（提示的附录）。具体要求有 供需双方共同商定。

5.4 材料的主要成分、制造工艺及应用参见附录C（提示的附录）。

5.5 产品表面部允许有影响使用的裂纹、砂眼、夹杂、和边角脱落等缺陷，具体要求由供需双方 共同商定。6.1 材料磁性能试验方法按GB/T 3217规定执行。

6.2 产品尺寸、行为偏差采用满足精度要求且符合国家计量标准的量具检测，或由供需双方确认 的专用量具检验。

6.3 产品外观质量检查用目测。7 检验规则 7.1 检查与验收

7.1.1 产品由供方质量技术监督部门进行检验，保证产品符合本标准规定，并填写质量证明书。7.1.2 需方应对收到的产品按本标准的规定进行检验。如检验结果与本标准规定不符时，应在 自收到

产品之日起，一个月内向供方提出，由供需双方协商解决。如需仲裁，可委托双方认可的单位 进行，并在需方共同取样。7.2 组批

每批产品应由同一牌号、同一生产工艺制成的同一规格和尺寸的材料组成。7.3 检验项目

每批产品应进行磁性能、尺寸、形位偏差、外观质量和合同中规定项目的检验，7.4 取样

检验用抽样数量按GB/T 2828 规定，其材料的主要磁性能合格水平为特殊检查水平S2 的 1.5 级，其它项目检验合格水平为检查水平Ⅱ的1.5 级。7.5 检验结果判定

产品主要磁性能检验结果与本标准规定不符时，则从该批产品中取双倍试样对不合格项目 进行复验，如仍不合格，则判定该批产品为不合格。8 标志、包装、运输、贮存 8.1 标志、包装

8.1.1 产品一般以磁中性状态交货。如需方要求充磁并在合同中注明，可充磁交货，对取向方 向不易辨别的产品，应标明充磁方向。

8.1.2 产品用箱（盒）包装，并保证在运输和贮存过程中不损坏。充磁产品的包装要求，应符 合运输和贮存方式的相应规定。每个包装箱(盒)应附标签，注明：供方名称、产品名称、牌号、规格尺寸、批号、件数、净质量、出厂日期。8.2 运输、贮存

产品的运输过程应小心轻放，存放于通风、干燥、无腐蚀气氛的场所。8.3 质量证明书

每批产品应附质量证明书，注明： a)供方名称；

b)产品名称、牌号、规格尺寸； c)批号； d)净质量、件数；

5.6 每一牌号的材料可分为毛坯状态和机加工状态。试验方法

磁学名词

关于钕铁硼永磁体常用的衡量指标有以下四种：

剩磁（Br）单位为特斯拉（T）和高斯（Gs）1T=10000Gs

将一个磁体在外磁场的作用下充磁到技术饱和后撤消外磁场，此时磁体表现的磁感应强度我们称之为剩磁。它表示磁体所能提供的最大的磁通值。从退磁曲线上可见，它对应于气隙为零时的情况，故在实际磁路中没有多少实际的用处。钕铁硼的剩磁一般是11500高斯以上。

磁感矫顽力（Hcb）单位是奥斯特（Oe）或安/米（A/m）1A/m=79.6Oe 磁体在反向充磁时，使磁感应强度降为零所需反向磁场强度的值称之为磁感矫顽力（Hcb）。但此时磁体的磁化强度并不为零，只是所加的反向磁场与磁体的磁化强度作用相互抵消。（对外磁感应强度表现为零）此时若撤消外磁场，磁体仍具有一定的磁性能。钕铁硼的矫顽力一般是10000Oe以上。

内禀矫顽力（Hcj）单位为奥斯特（Oe）或安/米（A/m）

使磁体的磁化强度降为零所需施加的反向磁场强度，我们称之为内禀矫顽力。内禀矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的一个物理量，是表示材料中的磁化强度M退到零的矫顽力。在磁体使用中，磁体矫顽力越高，温度稳定性越好。磁能积(（BH）max)单位为兆高·奥（MGOe）或焦/米3（J/m3）

退磁曲线上任何一点的B和H的乘积既BH我们称为磁能积,而B×H的最大值称之为最大磁能积，为退磁曲线上的D点。磁能积是恒量磁体所储存能量大小的重要参数之一。在磁体使用时对应于一定能量的磁体，要求磁体的体积尽可能小。

·各向同性磁体： 任何方向磁性能都相同的磁体。

·各向异性磁体： 不同方向上磁性能会有不同；且存在一个方向，在该方向取向时所得磁性能最高的磁体。

烧结钕铁硼永磁体是各向异性磁体。

·取向方向： 各向异性的磁体能获得最佳磁性能的方向称为磁体的取向方向。也称作“取向轴”，“易磁化轴”。·磁滞回线： 铁磁材料在经过充磁、退磁、反向充磁、再退磁周期性变化时，所获得的关于磁感应强度（横坐标）相对于磁场强度（纵坐标）变化的闭合曲线。

退磁曲线（即B-H曲线）：磁滞回线中，位于第二象限中的部分我们称之为退磁曲线。也即我们所说的B-H的曲线。如图所示：·退磁曲线的膝点： 磁体退磁曲线上发生突变、明显发生弯曲的点。室温时退磁曲线呈直线的磁体，在温度升高到一定程度时都会出现膝点。如果磁体的工作点在膝点以下，磁体在动态磁路中工作时会产生不可逆损失。

·负载线： 连接工作点和退磁曲线坐标原点的一条直线（见上图）。·磁化强度： 指材料内部单位体积的磁矩矢量和，用M表示，单位是安/米（A/m）。·磁感应强度： 磁感应强度B的定义是：B=μ0(H+M)，其中H和M分别是磁化强度和磁场强度，而μ0是真空导磁率。磁感应强度又称为磁通密度，即单位面积内的磁通量。单位是特斯拉（T）。CGS 单位制中的单位为高斯（Gauss）。

·磁通： 给定面积内的总磁感应强度。当磁感应强度B均匀分布于磁体表面A时，磁通?的一般算式为? =B×A。磁通的SI单位是麦克斯韦。

·漏磁通： 磁体回路中未能通过工作气隙而被泄漏的那部分磁通。

·磁场强度： 指空间某处磁场的大小，用H表示，它的单位是安/米（A/m）。

·相对磁导率： 媒介磁导率相对于真空磁导率的比值，即μr = μ/μo。在CGS单位制中，μo=1。另外，空气的磁导率在实际使用中往往值取为1。

·磁导： 磁通Φ与磁动势F的比值，类似于电路中的电导。是反映材料导磁能力的一个物理量。

·磁导系数,Pc ： 即为导磁率，磁感应强度Bd与其磁化强度的比率，即Pc = Bd/Hd。也即我们所说的“负载线”或磁体的工作点。导磁率可用来衡量磁性材料被磁化的容易程度，或者说是材料对外部磁场的灵敏程度。磁导系数可用来估计各种条件下的磁通值。在磁路中，近似有：Bd/Hd = lm/Lg，其中lm是磁体的长度；Lg是相对应磁体气隙的长度。因此Pc是磁路设计中的一个重要的物理量。

·居里温度： 对于所有的磁性材料来说，并不是在任何温度下都具有磁性。一般地，磁性材料具有一个临界温度Tc，在这个温度以上，由于高温下原子的剧烈热运动，原子磁矩的排列由有序变成无序。在此温度以下，原子磁矩一致排列，产生自发磁化，材料呈铁磁性。

·磁路： 磁通流经的回路称为磁路。永磁体和磁轭、气隙、极靴等构成闭合磁路。·气隙： 磁回路中磁导率为1的间隙部分，一般为空气间隙，但是也可为其它介质。·气隙长度-Lg： 磁路中气隙的长度。

·磁动势-F： 它是磁路中任意两点间磁势的差值，类似于电路中的电压。

·磁阻-R： 磁动势与磁通的比值称为磁阻，即R= F/?（类似于欧姆定律），其中F是磁动势，? 是磁通（CGS单位制）。类同于电路中的电阻。

·磁轭： 放置在磁体回路或两磁极中心、引导磁力线通过以减少磁通损失的高磁导率材料，一般为软磁铁、纯铁或低碳钢。·极靴： 放置在磁极处的用来约束磁束的分布及改变其流向的铁磁性材料。

·涡流： 当磁场发生变化时，传导电流之中所产生的环形电流称之为涡流。涡流能产生反向磁场。涡流对于转动速度或者其它大多数磁路设计都是有害的，故涡流应尽量降低到最小。

·磁饱和度： 任何可导磁材料在一定条件下都可达到饱和的状态。铁磁材料在将其磁化时会达到饱和。钢铁的磁饱和度为16000到20000高斯。

·稳定性： 是衡量磁体抗退磁能力的物理量；影响磁体稳定性的因素有温度或外磁场等。·可逆温度系数： 一个衡量由温度变化引起的磁性能可逆变化的物理量。

日本磁性材料的现状及发展唐敏

磁性材料是电磁力学的主要支柱材料。在社会生活中,它的作用相当于能量仓库的钥匙,可用以取出“能量”并使其发挥作用,成为国民经济发展的一种必不可少的“维生素”。磁性材料及其应用产品是典型的节能、节材、资源综合利用及出口创汇产品,因此,磁性材料的产量是表示一个国家或地区工业发达程度的指标,其需求量则能粗略体现一个国家或地区的国民生活水平。

由于日本在磁性材料的开发生产、推广应用等方面居世界之首,也是磁性材料最大的市场,该国的情况是一只“晴雨表”。因此,了解日本磁性材料的现状及发展动向,对我国该行业的进一步发展有着非常重要的意义。

日本磁性材料的生产及应用现状

从总的情况看,在各类磁性材料中,自90年代初期以来,日本除了在新兴的第三代稀土永磁—NdFeB上仍有较大发展外,其它磁性材料的产量、产值均为负增长或持平。其中,日本铁氧体软磁的产量、产值由1991年的约4.9万吨、7.7亿美元降至1998年的4.3万吨、5.8亿美元,年递减分别为2.0%和3.9%,其产量约占世界总量的17%,产品主要用于消费类家用电器(包括小家电)、开关电源及抗电磁干扰等领域。在烧结永磁中,烧结铁氧体永磁的产量、产值由8.1万砘、4.2亿美元降至到4.8万吨、2.9亿美元,年均分别减少7.1%和5.2%,目前占世界产量的12.6%,产品主要用在汽车、摩托车电机及电声器件上;烧结稀土永磁由1698吨、3.9亿美元增至4600吨、6.1亿美元,年增长率分别达15.3%和6.6%,但这种高速增长主要发生在NdFeB永磁上,1999年日本烧结NdFeB已达6404吨,占世界产量的42.4%,处于绝对的领先地位,产品大部分用在计算机硬盘驱动器(HDD)用音圈电机(VCM)、核磁共振成像仪(MRI)及其它电机上;烧结Sm－Co稀土永磁近年来呈下滑趋势,目前日本年产量约350吨,占世界产量的50%,产品主要作在军用电子对抗、电机及导航系统上。铸造AlNiCo永磁由于处在廉价铁氧体和高性能NdFeB永磁的夹攻中,加之贵金属Co的价格居高不下,在日本的发展也不乐观,其产量、产值呈下降趋势,年均分别减少6.5%和7.4%,目前产量约为1000吨,占世界的16.4%,产品主要用于工作条件恶劣、温度稳定性要求很高的仪表领域(如汽车传感器等)。

适应电子信息整机轻、薄、短、小要求而发展起来的粘结永磁,可分为粘结铁氧体和粘结稀土两类。其中粘结铁氧体永磁应用最早、用量最大,但发展趋势于平缓,目前日本年产约2万吨(产值近1.9亿美元),占世界产量的33%,传统用途是电冰箱门封条、复印机和打印机磁辊及各种磁片;粘结Sm－Co永磁60年代末进入市场,在粘结NdFeB出现后其产量明显下降,但因其热稳定性好,在精密电机和大功率电机中仍有一席之地,目前日本的产量约70吨,占世界产量的44%,预计今后几年日本的粘结氧体和粘结Sm－Co的产量将保持相对稳定;在粘结永磁中发展最快的是1987年才开始商品化的各向同性粘结稀土NdFeB,日本的产量由1987年的约15吨增至1999年的930吨左右,年均增长高达45.5%,目前约占世界的60%,产品主要用在HDD、FDD(软驱)CD－ROM、DVD－ROM及家电中的微型直流主轴电机和步进电机上。

对于性能更优异、潜在应用市场更广阔的各向异性粘结NdFeB永磁,目前日本三菱和旭化成等公司已开始进行小批量生产。这类磁体将给汽车挡风玻璃雨刮驱动电机、玻璃清结电机、观后镜驱动电机、电动门锁和电动调节座椅电机等带来使用性变化。预计2004年日本各向异性粘结NdFeB永磁产量将达到3000吨以上。值得一提的是,从上述数据中虽反映出日本近年来多种磁性材料的产量和产值均为负增长,但这并不意味着日本磁性材料需求量的相应用下降,比如铁氧体永磁,该国正继续将其生产转移到海外,以低成本来对付日元升值、劳动力成本增加以及满足日本在海外生产的整机的需求。目前日本在海外工厂生产的铁氧体永磁已高达8万吨,加上本土生产的约5万吨,这就是说其实际产量在13万吨左右,仍比中国的产量略高,中国要成为真正的世界第一尚需持续努力。表1是不完全统计的日本在海外发展的铁氧体永磁工厂情况。

而在NdFeB永磁上,日本之所以能不断增长,主要有三方面的原因:一是新用途不断被开发出来;二是计算机领域的需求量不断增大;三是国外特别是我国价格低廉的NdFeB永磁(仅为日本产品价格的1/3左右)无法进入受专利保护的日本市场,使其受冲击较少。

日本现约有60家厂商在从事磁性材料的开发与生产,其中TDK公司生产各类磁性材料元器件及磁应用制品,是全球磁性材料品种最全的生产厂家,该公司在铁氧体软磁、铁氧体永磁生产上长期稳居世界第一位,其稀土永磁生产也颇具有规模(在日本排第三位),是举世公认的磁性材料王国中的“王中王”。住友特殊金属公司是世界烧结NdFeB永磁的专利拥有者和最大生产厂家,其AlNiCo永磁在日本也排第一位(其次是三菱制钢公司)。但日本磁性材料行业一些人士评论,日本信越化学工业公司的NdFeB生产有可能赶超住友公司。在粘结稀土永磁的开发生产上,日本精工—爱普森公司多年来一直稳坐世界“第一把交椅”,目前其产量在400吨以上,占日本总产量的40%左右;紧跟其后的是大同特殊金属公司,该公司于1992年停止生产铁氧体永磁而把重心放在发展粘结稀土永磁上。此外,意欲在永磁方面不落后于其它大公司而对产品结构作调整的还有日立金属、东北金属、三菱制钢等著名磁材公司。

日本磁性材料的科研进展

在铁氧体软磁高频低功耗材料方面,自70～90年代,日本TDK、FDK、东京铁氧体川崎制铁等铁氧体知名公司已先后开发出四代开关电源用功率铁氧体材料,目前这些公司都能大批量生产PC40、PC44、PC50等第三、四代材料,其使用频率一般可达数百kHz～1MHz,为开关电源的小型化作出了显著贡献。另外,为适应计算机显示器和HDTV发展的需要,TDK等公司在90年代初还开发出用于制作回扫变压器的HV22、HV38、HV45高频铁氧体材料,也有极低的功耗和高饱和磁感应强度。在铁氧体高磁导率(ui)材料方面,TDK公司在过去生产H5C2(ui=1000)的基础上,90年代又先后开发出H5C3(ui=13000)、H5D(ui=15000)和H5E(ui=18000)材料;FDK、东京铁氧体等公司也相继开发出ui=12000～15000的材料。用这类材料制作的电感器、滤波器、扼流圈、宽带变压器和脉冲变压器,需求量很大,可广泛用在数字技术和光纤通信等高新技术领域。

在铁氧体抗电磁干扰材料及元件方面,目前TDK公司已开发出6种EMI吸收材料、23个抗EMI器件71个品种,是目前世界上开发生产铁氧体吸收材料及抗EMI元器件品种最全、水平最高的企业。

在铁氧体永磁方面,尽管日本早已实现“444”即Br≥4000Gs(0.4T)、HCJ≥4000Oe(320kA/m)、(BH)m≥4MGOe(32kJ/m3)的目标,但因离铁氧体的理论值还有一段不长不短的路要走,为此许多日本企业仍在想办法推进永磁性能的发展。如TDK公司继在90年代初率先推出具有世界领先水平的FB5、FB6系列材料后,近年又通过选用高纯原材料、合理调整配方、掺杂、提高取向和密度、严格控制产品的显微结构等措施铁氧体永磁的性能指标再次发生飞跃,已大大接近其理论值(FB9系列)。

日本铁氧体磁体开发的另一个动向,是从磁性能的改进转入便于使用的改进上,如发展超大弧度、超长、超厚磁体等等。

在NdFeB永磁方面,日本科研开发的方向主要有四个方面,一是向高磁能积方向发展,目前批量生产水平在400kJ/m3左右,如住友特殊金属公司的Neomax50、Neomax48BH、TDK公司的Neorec－50、日立金属公司的Hirorex－super52等;二是向特高内禀矫顽力方向发展,如住友特殊金属公司的28EH、32EH产品,其HCJ超过2000kA/m(25kOe),工作温度最高可达240℃;三是研究开发(BH)m≥256kJ/m3、耐腐蚀性优于烧结磁体的各向异性粘结NdFeB永磁;四是积极探索纳米复合双相稀土永磁,向(BH)m≥800kJ/m3的目标迈进。表2列出了当前日本高档磁性材料大批量生产的代理牌号及水平。

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