1 、磁性材料概述
通常所说的磁性材料是指强磁性物质,是古老而用途十分广泛的功能材料,而物质的磁性早在 3000 年以前就被人们所认识和应用,例如中国古代用天然磁铁作为指南针。早期的磁性材料主要是软铁、硅钢片、铁氧体等;二十世纪六十年代起,非晶态软磁材料、纳米晶软磁材料、稀土永磁材料等一系列的高性能磁性材料相继出现。磁性材料广泛应用于计算机及声像记录用大容量存储装置如磁盘、磁带,电工产品如变压器、电机,以及通讯、无线电、电器和各种电子装置中,是电子和电工工业机械行业和日常生活中不可缺少的材料之一。磁性材料按磁化后去磁的难易可分为软磁性材料和硬磁性材料。磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁性材料,不容易去磁的物质叫硬磁性材料。一般来讲软磁性材料剩磁较小,硬磁性材料剩磁较大。
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(1)永磁/硬磁材料
永磁材料,又称硬磁材料,是当磁化场去掉之后,仍能具有磁性的材料,是一种不可缺少的重要基础功能材料。它的应用遍及几乎所有生产部门、科技和军事领域。永磁材料的基本功能是提供稳定持久的磁通量,不需要消耗电能,具有节约能源的优势;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,并降低了机械噪音,减少了废气排放,保护了环境。因此,永磁材料具有节能和环保的优势,为国家产业投资鼓励发展的方向,其应用面越来越广,应用量也越来越大。
(2)稀土永磁
稀土永磁材料是将钐、钕混合稀土金属与过渡金属(如钴、铁等)组成的合金,用粉末冶金方法压型烧结,经磁场充磁后制得的一种磁性材料。稀土永磁材料自 60 年代问世以来,其科研、生产和应用都一直高速发展,按其开发应用的时间顺序可分为四代:第一代为 SmCo5 型磁体,其在 70 年代获得了长足的进步;随后不久开发了第二代 Sm2Co17 型磁体(其磁能积和热稳定性要高于第一代);第三代则为 80 年代初期开发成功的 Nd-Fe-B(钕铁硼)磁体,因其优异的性能和较低的价格很快在许多领域取代了 Sm2Co17 型磁体,并很快实现了工业化生产;第四代为稀土铁氮(Re-Fe-N 系)和稀土铁碳(Re-Fe-C系),当前仍处于理论研究开发状态。其中钐钴系列磁体的磁能积最高能到 30MGOe,而钕铁硼系列磁体的磁能积能达到 52MGO