1、NdFeB材料調查報告鉉鐵硼合金是第三代永磁材料，其試樣和產品的性能均是當今永磁材料中最高的，最大磁能積分別為431KJ/m3和366KJ/m3,室溫下剩磁B可高達1.47T,磁感應矯頑力Hc可達992kA/m。同時該合金的機械強度比其它永磁材料高，韌性好，密度小，但是居里溫度Tc較低（312C）,磁感應溫度系數較大（-0.126%C-1）,Br的溫度系數可達-0.13%C-1,Hci的溫度系數達-（0.60.7）%C-1,使用溫度低，熱穩定性和抗腐蝕性能差（合金中含有極易氧化的鉉），易生銹。一、NdFeB材料的組分、分類及制備Nd-Fe-B系永磁材料，是以Nd2Fe14B化合物為基體，含有少

2、量富Nd和富B相的永磁材料，其大體成分為：36wt%Nd,63wt%Fe,1wt%B，主要成分為稀土（RE）、鐵（Fe）、硼（B）。其中稀土Nd為了獲得不同性能可用部分鎬（Dy）、錯（Pr）等其他稀土金屬替代，鐵也可被鉆（Co）、鋁（Al）等其他金屬部分替代，硼的含量較小，但卻對形成四方晶體結構金屬間化合物起著重要作用，使得化合物具有高飽和磁化強度，高的單軸各向異性和高的居里溫度。鉉鐵硼永磁材料鉉鐵硼分為燒結鉉鐵硼和粘結鉉鐵硼兩種，其制備主要有熔煉-粉末冶金法、熔體快淬法、還原擴散法和粘接磁體四種方法。粘結鉉鐵硼各個方向都有磁性，耐腐蝕；而燒結鉉鐵硼因易腐蝕，表面需鍍層，一般有鍍鋅、鐐、環保鋅

3、、環保鐐、鐐銅鐐、環保鐐銅鐐等。除還原擴散法需要Nd2O3外，其它方法均需以金屬鉉或Nd-Fe合金為原料。鉉鐵硼的燒結體是多相體系，除Nd2Fe14B夕卜，還有富鉉存在，因此在熔煉時按Nd15Fe77B8標稱組分配料，獲得的合金錠經球磨至粒度約為3皿粉末，然后在垂直于外磁場（10kOe）方向壓制成型。壓制的坯料在約1380K下于保護氣氛中燒結，隨后迅速冷卻。然后在富鉉相熔點的溫度（約880K）下進行后燒結處理，再快速冷卻。這樣處理后的坯料再充磁，即可制得Nd2Fe14B永磁體。熔體旋淬工藝制備法即將熔融的金屬液流直接噴射到高速旋轉的冷襯底上，使熔體急速凝固，并用惰性氣體進行保護以防止氧化。制備

4、薄帶厚1530pm,薄帶可能是非晶態，也可能是微晶態。NdFeB的最佳矯頑力出現在適中的淬速下，即產生直徑小于100nm的晶粒（比燒結磁體的晶粒約小100倍）。就成分而言，快淬薄帶比燒結體更接近于Nd2Fe14B單相成分。鉉鐵硼磁體生產中原材料占總生產成本的比例為4550%,其中金屬鉉占原材料成本的比重高達60%。燒結鉉鐵硼一般分軸向充磁與徑向充磁，根據所需要的工作面來定。2.1 二、磁性能參數NdFeB材料的磁性能參數NdFeB磁體的磁性能遠高于Sm2Co17系列的第三代稀土永磁材料，其剩磁(Br)是錚鉆永磁的12倍，是鐵氧體的35倍，內稟矯頑力是鐵氧體的515倍。NdfeB材料主要磁性能參

5、數有剩磁Br,矯頑力Hcb，內稟矯頑力Hcj,最大磁能積(BH)max，居里溫度Tc,最高工作溫度等，具體牌號及相關參數見表2-1,2-2,2-3。表2-1常見NdFeB牌號及性能參數'性能牌號剩磁感應強度BrmT(KGs)矯頑力HcBKA/m(KOe)內稟矯頑力HcJKA/m(KOe)最大磁能積(BH)maxKJ/m(MGOe)最小值典型值最小值最小值最小值典型值N351180(11.8)1230(12.1)868(10.9)955(12)263(33)278(35)N381230(12.3)1250(12.5)899(11.3)955(12)287(36)295(37)N40127

6、0(12.7)1280(12.8)923(11.6)955(12)303(38)310(39)N421290(12.9)1310(13.1)923(11.6)955(12)318(40)326(41)N451330(13.3)1350(13.5)876(11.0)955(12)342(43)350(44)N481360(13.6)1380(13.8)836(10.5)955(12)366(46)374(47)N501410(14.1)1420(14.2)860(10.8)876(11)374(47)390(49)N521430(14.3)1440(14.4)836(10.8)876(11.0)

7、390(49)406(51)30M1080(10.8)1140(11.4)796(10)1114(14)223(28)246(31)33M1130(11.3)1150(11.5)836(10.5)1114(14)247(31)255(32)35M1180(11.8)1200(12.0)868(10.9)1114(14)263(33)271(34)38M1230(12.3)1250(12.5)899(11.3)1114(14)287(36)295(37)40M1270(12.7)1280(12.8)923(11.6)1114(14)303(38)310(39)42M1290(12.9)1310(

8、13.1)955(12.0)1114(14)318(40)326(41)45M1330(13.3)1350(13.5)995(12.5)1114(14)342(43)350(44)48M1360(13.6)1380(13.8)1027(12.9)1114(14)358(45)374(47)50M1410(14.1)1420(14.2)1050(13.2)1114(14)374(47)390(49)30H1080(10.8)1100(11.0)796(10)1353(17)223(28)239(30)33H113011508361353247255'.性能牌號剩磁感應強度BrmT(KGs

9、)矯頑力HcBKA/m(KOe)內稟矯頑力HcJKA/m(KOe)最大磁能積(BH)maxKJ/m(MGOe)最小值典型值最小值最小值最小值典型值(11.3)(11.5)(10.5)(17)(31)(32)35H118012008681353263271.性能牌號剩磁感應強度BrmT(KGs)矯頑力HcBKA/m(KOe)內稟矯頑力HcJKA/m(KOe)最大磁能積(BH)maxKJ/m(MGOe)最小值典型值最小值最小值最小值典型值(11.8)(12.0)(10.9)(17)(33)(34)38H1230(12.3)1250(12.5)899(11.3)1353(17)287(36)295(

10、37)40H1270(12.7)1280(12.8)923(11.6)1353(17)303(38)310(39)42H1290(12.9)1310(13.1)955(12.0)1353(17)318(40)326(41)45H1330(13.3)1340(13.4)995(12.5)1353(16)342(43)350(44)48H1360(13.6)1380(13.8)1027(12.9)1353(16)358(45)366(46)28SH1050(10.5)1080(10.8)764(9.6)1592(20)207(26)215(27)30SH1080(10.8)1100(11.0)80

11、4(10.1)1592(20)223(28)239(30)33SH1130(11.3)1150(11.5)844(10.6)1592(20)247(31)255(32)35SH1180(11.8)1200(12.0)876(11.0)1592(20)263(33)271(34)38SH1230(12.3)1250(12.5)907(11.4)1592(20)287(36)295(37)40SH1270(12.7)1280(12.8)939(11.8)1592(20)303(38)310(39)42SH1290(12.9)1310(13.1)955(12.0)1592(20)318(40)326

12、(41)45SH1320(13.2)1340(13.4)995(12.5)1592(20)334(42)342(43)28UH1050(10.5)1080(10.8)764(9.6)1990(25)207(26)223(28)30UH1080(10.8)1100(11.0)812(10.2)1990(25)223(28)239(30)33UH1130(11.3)1150(11.5)852(10.7)1990(25)247(31)255(32)35UH1180(11.8)1200(12.0)860(10.8)1990(25)263(33)271(34)38UH1230(12.3)1250(12.

13、5)907(11.4)1990(25)287(36)295(37)性能牌號剩磁感應強度BrmT(KGs)矯頑力HcBKA/m(KOe)內稟矯頑力HcJKA/m(KOe)最大磁能積(BH)maxKJ/m(MGOe)最小值典型值最小值最小值最小值典型值40UH1260(12.6)1270(12.7)923(11.6)1990(25)303(38)310(39)'.性能牌號剩磁感應強度BrmT(KGs)矯頑力HcBKA/m(KOe)內稟矯頑力HcJKA/m(KOe)最大磁能積(BH)maxKJ/m(MGOe)最小值典型值最小值最小值最小值典型值42UH1290(12.9)1310(13.1)

14、923(11.6)1990(25)318(40)326(41)28EH1050(10.5)1080(10.8)764(9.6)2388(30)207(26)223(28)30EH1080(10.8)1100(11.0)812(10.2)2388(30)223(28)239(30)33EH1130(11.3)1150(11.5)812(10.2)2388(30)247(31)255(32)35EH1180(11.8)1200(12.0)812(10.2)2388(30)263(33)271(34)38EH1230(12.3)1250(12.5)868(10.9)2388(30)287(36)29

15、5(37)30TH1080(10.8)1100(11.0)812(10.2)2627(33)223(28)239(30)33TH1130(11.3)1150(11.5)812(10.2)2627(33)247(31)255(32)35TH1180(11.8)1200(12.0)812(10.2)2627(33)263(33)271(34)表2-2常見NdFeB材料牌號最高工作溫度系列最局工作溫度C(Pc=1)N80M100H120SH150UH180EH200TH250表2-3磁性能參數單位及換算項目單位換算剩磁(Br)高斯(Gs)或mT、T1T=10KGs內稟矯頑力(Hcj)奧斯特(Oe)或

16、A/m1KOe=79.6KA/m矯頑力(Hcb)奧斯特(Oe)或A/m最大磁能積(BH)max兆高奧(MGOe)或KJ/m31MGOe=7.96KJ/m3環境條件的變化將引起磁性能兩個方面的變化，一是磁疇結構變化引起的，被稱為磁時效，磁時效是可逆的，當磁鐵再一次磁化或充磁時又能恢復原來的磁性能；另一種是磁鐵的顯微組織變化引起的，稱為組織時效，是不可逆的，當再一次充磁時，不能恢復原來的磁性能。2.2永磁材料的溫度穩定性表2-4NdFeB材料溫度穩定性參數Br溫度系數(%/C)Hcj溫度系數(%/C)居里溫度(C)-0.08-0.12-0.42-0.70310380磁鐵的剩磁B是隨溫度的升高而減小

17、的，設B(T0)是永磁體的起始B,當溫度變化到Ti時，磁通B降低到B(Ti);當環境溫度又恢復到T0時，一般情況下磁通不能恢復到B(T0),而只能恢復到B'(T>)<B(To);當溫度變化不大時，B的變化是線性可逆的，定義hT=B(T0)-B(T1)為B的總損失，hirr=B(T0)-B'(T)為B的不可逆損失，hrer=B'(T)-B(Ti)為B的可逆損失，a=dB/B'0)(TT*100%(%/C)為某一溫度T時的可逆溫度系數。對于矯頑力較小的磁體，長徑比L/D對hirr和hrer的影響較大，當L/D較大時，hT、hirr和hrer較小；對于高矯

18、頑力永磁體，L/D對其影響較小。一般來講，永磁體矯頑力越高，其hT、hirr和hrer參量就越小。永磁體在使用之前或測試性能之前，在某一溫度加熱一段時間，這一處理稱為老化處理。在老化處理過程中，使磁鐵不穩定的組織或疇結構的因素將得到消除，顯著地降低hT、hirr、hre和g輕稀土金屬化合物的磁化強度隨溫度的升高是降低的，它的磁通B具有負的溫度系數。但是在一定的溫度范圍內，重稀土金屬化合物的磁化強度隨溫度的升高而升高，在相應的溫度范圍內具有正的溫度系數，可見輕稀土化合物與重稀土化合物的磁化強度隨溫度的變化具有補償作用。將輕稀土化合物中的LR元素部分的用重金屬化合物HR取代，做成復合稀土金屬化合物

19、，當重金屬含量達到某一適當的量時，就可使得該化合物在某一溫度范圍內磁化強度或磁感應強度B不隨溫度變化，即a8。2.3工藝對NdFeB材料磁性能的影響熔煉過程中，應盡快將原材料熔化，這樣不僅可以減少Nd、Dy等低熔點的稀土元素揮發，還可以減少a-Fe的出現，提高合金主相的相對含量，從而最終提高永磁體的磁性能。高矯頑力的燒結鉉鐵硼磁鐵中稀土的含量一般較高，鑄錠中a-Fe會比高剩磁的磁體鑄錠少，但也不可忽視。研究者為了減少a-Fe,普遍采用了SC工藝和薄板鑄錠工藝，加快了鑄錠的冷卻，減少了a-Fe的出現，矯頑力也得到較大提高。制粉時加入抗氧化劑，能有效地降低氧含量，矯頑力也比傳統工藝生產的磁體矯頑力

20、高160kA/m左右。燒結鉉鐵硼磁體的內稟矯頑力隨成型時取向度的提高而下降。取向磁體和未取向磁體的矯頑力差別是很大的。但是，經取向成型磁體的剩磁比未取向磁體的剩磁高1/2以上，磁能積就高得更多了。這是因為未取向成型的磁體是各向同性的，剩磁低，測試曲線方形度也大大降低，嚴重影響了磁體的磁能積。所以，在成型壓制之前一定要充磁取向，而且充磁取向磁場還應較高，一般為2.0T左右。減少氧含量可提高矯頑力，因為氧的相對含量上升將使稀土的相對含量下降，而主相和富Nd相的相對含量也會減少。富Nd相包覆主相使其彌散分布,是矯頑力提高的原因，因此這兩種相的減少都會導致矯頑力的降低。燒結被鐵硼磁體的內稟矯頑力隨成型

21、時的取向度提高而下降。取向磁體和未取向磁體的矯頑力差別是很大的。但是，經取向成型磁體的剩磁比沒有取向磁體的剩磁高一半以上，磁能積就高的更多了。這是因為沒有取向成型的磁體是各向同性的，剩磁低，測試曲線方形度也低，嚴重影響了磁體的磁能積。如果合金的基體是單相，在后期的熱處理中沒有相變發生，僅是改變晶界的狀態，一般把燒結后的熱處理稱為后燒處理，或叫回火，反之則叫做時效處理。時效處理后剩磁增加較小，但矯頑力卻能成倍的增加。在通過工藝改善材料磁性能時應當注意的是，磁晶各向異性導致了單晶磁致伸縮的各向異性和熱膨脹性質的各向異性，單晶體的磁致伸縮各向異性和熱膨脹的各向異性將會導致磁體由高溫向低溫冷卻過程中內

22、部產生很大的內應力，會使材料的力學性能變差。由于具有優良磁性能的永磁體具有高的磁晶各向異性,所以磁體的磁性能越高,力學性能越差。三、物理性能參數3.1 NdFeB材料的物理性能稀土永磁材料機械加工性能普遍較差。現有產品的加工是以降低10%20%的成品率為代價的，并且在生產和使用過程中容易出現開裂、掉邊掉角、剝落等問題。燒結NdFeB可進行鉆孔加工，但仍然很脆。根據不同研究者對各種牌號燒結NdFeB磁體力學性能指標的測試，其機械強度參數值如表3-1所示。其斷裂韌性比普通金屬材料低12個數量級，與陶瓷材料相當，是一種強脆性材料。表3-1鉉鐵硼材料物理性能參數項目(單位)抗彎強度(MPa)抗拉強度(

23、MPa)抗壓強度(MPa)彈性模量(MPa)硬度(Hv)數據200350701608001160137170500600項目(單位)撓曲強度(kg/mm2)剛度(N/m2)密度(g/cm3)沖擊韌性(KJ/m2)斷裂韌性(MPa*m1/2)數據250.647.47.627472.55.5項目(單位)泊松比壓縮率(m2/N)橫向變形系數比熱(kJ/C)熔點(C)數據0.249.8x10-120.240.121185項目(單位)導熱系數(cal/m.h.C)熱傳導率(W/(moK)電阻率(q?cm熱膨脹系數(平行取向方向K-1)熱膨脹系數(垂直取向方向K-1)數據7.7681401603.23.6

24、x10-6-4.6-5.0x10-63.2工藝對NdFeB材料物理性能的影響添加微量晶界合金后磁體具有較高的抗彎強度。當添加的晶界合金中B含量為0.95%原子分數時，抗彎強度可達最高值397MPa,而單合金法制得的磁體抗彎強度僅為309MPa,添加晶界合金幾乎不影響磁體的磁性能。當加入0.5%的Cu時，可使NdFeB的抗彎強度提高26.4%（從205.4MPa提高到259.7MPa）,使三元系NdFeB燒結磁體的抗彎強度提高68.6%（從154MPa提高到259.7MPa）;但同時使NdFeB的斷裂韌性下降9.9%（從3.47MPam1/2下降到3.12MPam1/2）,使NdFeB燒結磁體的

25、斷裂韌性下降37.4%,（從5MPam1/2下降到3.127MPam1/2）。與Cu元素相比，Nb元素具有更明顯的強化效果。加入0.5%（重量百分比）Nb時，可使NdFeB燒結磁體的抗彎強度提高52.2%（從205.4MPa提高到312.7MPa）,使三元系NdFeB燒結磁體的抗彎強度提高103.1%（從154MPa提高到312.7MPa），使NdFeB燒結磁體的斷裂韌性達到3.677MPa-m1/2（提高了5.9%），使三元系NdFeB燒結體的斷裂韌性下降了26.4%。Nb含量提高到1%時，使NdFeB燒結磁體的抗彎強度提高89.9%。加入1%的Nb使NdFeB燒結磁體的斷裂韌性達到3.93

26、7MPam1/2,提高了13.3%，但比三元系NdFeB燒結體的斷裂韌性下降了21.5%。用富Pr的晶界相合金取代Nd可以提高磁體的抗沖擊性，重稀土元素Dy在晶界相的大量添加可導致磁體力學性能的降低。鉉鐵硼合金的熔點隨成分變化而變化，例如Nd17Fe76B7合金的熔點約為1170C,Nd的含量越高，合金的熔點就越低。壓坯是許多粉末顆粒的機械堆積體，它的相對密度只有60%70%,內部空隙很大，強度低，磁性能也很低。燒結時，由于原子的擴散，不同的粉末顆粒彼此熔合在一起而形成一個整體。燒結后的磁體不僅密度增加（94%98%）,機械強度，磁性能如剩磁、矯頑力、磁能積等都大大的提高。四、NdFeB材料加

27、工工藝及對性能參數的影響4.1 NdFeB加工工藝流程4.1.1粉末冶金法采用粉末冶金法熔煉1kgNd15Fe77B8所需的原材料包含33%的純金屬Nd（98%99%）或鉉鐵合金，65.7%的工業純鐵和1.3%的B粉或B-Fe。用B-Fe比B粉好，B-Fe成本低，易于加入，成分易于控制，熔煉方便；若用B粉加熱至540870C時B粉會急劇氧化生成氧化物，同時會噴濺與揮發；若用B粉做原材料，可將B粉與Fe粉壓成塊。一般的NdFeB粉末冶金法工藝可以概括為：原材料準備"冶煉"鑄錠"破碎與制粉"磁場取向與壓型"燒結回火r機加工與表面處理r檢測幾個步驟。

28、熔煉的目的是將純金屬料（Fe、Nd、B-Fe、Dy、A1、Nb、Co、Cu等）熔化，并確保所有的金屬料熔清。純Fe和金屬Nd等的熔點較高，應設法使它們完全熔清；金屬的揮發和氧化損失會造成成分不準確，為此一般采用真空感應爐熔煉，真空度應達10-210-3Pa以上。鑄錠組織不僅對制粉、取向、燒結工藝，而且對粉末性質和最終燒結磁性能均有重要影響。沒有優良的鑄錠組織，就不可能制造出高性能燒結永磁體。良好的鑄錠組織應是：柱狀晶生長良好，其尺寸細小，富Nd相沿晶界均勻分布，但不得有大塊的富Nd相，以及不存在a-Fe晶體。鑄錠凝固是一個形核長大的過程。在結晶過程中，形核率越大，將有更多的晶核同時成長。這樣，

29、得到的片狀晶尺寸會更細小。為了制造高性能Nd-Fe-B系永磁體，將鑄錠組織的片狀晶尺寸控制在5ni以下是較為理想的。制粉目的是將大塊合金錠破碎成一定尺寸的粉末。包括粗破和磨粉兩個工藝過程。粗破碎方法有兩種：一種是氫破碎（HD）,另一種是機械破碎。將粗破后的246m175m（GO-80目）的中等粉末研磨至34細粉，該種磁粉絕大多數為單晶體。一般采用球磨制粉或氣流磨制粉兩種方法。球磨制粉有滾動球磨、振動磨、高能球磨等。氣流磨制粉是利用氣流將粉末顆粒加速到超音速，使之相互對撞而破碎。鉉鐵硼的熱穩定性較差，大塊樣品在被磨成粉末狀的時候熱穩定性要下降，所以在制粉過程中要有保護截止以防止氧化。破碎制粉時所

30、用的介質可以是汽油，甲苯，石油酰，或其它有機液體或惰性氣體如氮氣、氯氣等，然后再進一步研磨。磨粉是將粗顆粒研磨到35m,通常的方法有振動球磨、滾動球磨和氣流磨。球磨介質可用甲苯、航空汽油、石油酰、環乙烷、氟氯烷等，球磨后在真空中或氯氣流中干燥。粉末磁場取向是制造高性能燒結Nd-Fe-B永磁體的又一關鍵工藝技術之一。燒結Nd-Fe-B系永磁體的磁性能主要來源于具有四方結構的Nd2Fei4B基體相，它是單軸各向異性晶體，c軸為易磁化軸，a軸為難磁化軸。對于單晶體來說，當沿其易磁化軸磁化時，有最大的剩磁。如果燒結永磁體的各個粉末顆粒的c軸是混亂取向的，則得到的是各向同性磁體，這是最低的。如果使每一個

31、粉末顆粒的易磁化方向（c軸）沿相同方向取向，制成各向異性磁體，則沿粉末顆粒c軸取向的方向有最大的剩磁。在制粉階段得到的35mi的粉末顆粒，一般來說它們是單晶體，但不是單疇體，所以粉末顆粒在磁場中的取向分兩個階段完成。第一階段是各個粉末顆粒變成單疇體。第二階段是磁疇內的磁矩轉動過程。粉末壓形有兩個目的，一是將粉末壓制成一定的形狀與尺寸的壓坯，二是保持在磁場取向中所獲得的晶體取向度。目前，普遍采用的壓形方法有三種，即模壓法、模壓加冷等靜壓、橡皮模壓（加冷等靜壓）。也可分為干壓和濕壓兩種。燒結過程是將Nd-Fe-B粉末壓坯加熱到粉末基體相熔點以下的溫度，并進行保溫處理一段時間。目的是提高壓坯密度，改

32、進粉末顆之間的接觸性質，提高強度。使磁體具有高永磁性能的顯微組織特征。燒結可粗略地分為固相燒結和液相燒結。除了傳統的在氯氣保護下燒結和在真空中燒結方式，目前還出現有電火花燒結、放電等離子燒結、微波燒結、電場快速反應燒結等新的方法。Nd-Fe-B永磁合金燒結并快冷后（燒結態），磁性能較低，回火處理可顯著提高Nd-Fe-B合金的磁性能，尤其是矯頑力。回火處理有一級回火和二級回火處理兩種。兩級回火處理可獲得較好的磁性能。NdFeB材料后期加工處理方法主要有車削，磨削，電火花，超聲波，超聲波輔助電火花等。4.1.2還原擴散法（R/D）還原擴散法制造稀土永磁的基本原理是用金屬鈣還原稀土氧化物，使之變成純

33、稀土金屬，再通過稀土金屬與鉆或鐵等過渡族金屬原子的互擴散，直接得到稀土永磁粉末。4.2組分對NdFeB材料性能的影響在NdFeB中加入適量的Nb、Mo、V、W、Zr、Ti元素，可以提高矯頑力，增強耐腐蝕性。Nb的添加能提高Hci,且幾乎不影響Br,少量Nb能有效提高含Dy、Co合金的磁性能，使退磁曲線保持良好的方形度；Mo可以使含Co的合金晶粒細化，粒度分布變窄，并在一定程度上抑制軟磁性相出現；當Ti含量小于1.2%時，Cu(0.8%)和Ti晶間復合添加可大幅增加燒結NdFeB磁體的矯頑力，剩磁變化不大。當Ti含量大于1.2%時矯頑力略有下降，剩磁急劇下降。加入適量的Co、Al和重稀土元素，可

34、使Tc升高到450500C,缶下降到0.050.07%K-1,加入一定量的鈦、鎘等元素可以提高合金磁極化強度矯頑力，降低高溫不可逆損失，增強熱穩定性，同時Al還可以提高材料的矯頑力。Co可以改善磁體的耐腐蝕性，提高居里溫度。隨著Co含量增加，合金的居里溫度線性地提高，磁感可逆溫度系數a明顯地降低。當Co含量小于5%(原子分數)時，(BH)max和Br幾乎不降低，但Hcj明顯地降低。當Co含量在10%25%at時，Br和(BH)max稍有降低，而Hci幾乎保持不變。當Co含量大于30%時，會導致Br和Hci的降低，并且磁通不可逆損失急劇地上升，添加少量Cu后可以抵消這種負作用。Cu提高矯頑力和剩

35、磁，過量添加則可能對晶界的濕潤不利，引起密度降低，進而使矯頑力，剩磁降低。目前耐熱燒結NdFeB磁體中Co的添加量均在10at%左右。Ga代替Fe將影響磁性原子的交換作用，使正交換作用增強，Tc上升，并減少可逆磁通損失，提高溫度穩定性。Ga對提高矯頑力和降低不可逆損失優于其它20多種兀素，Ga與Nb或W聯合加入可改善方形度，且可獲得相當低的不可逆損失。在NdDyFeAIB合金中添加sn能顯著改善矯頑力熱穩定性，減少磁通不可逆損失，從而使合金的工作溫度大大提高。隨著合金中Th含量在00.86%范圍內增加，Hcj顯著增加，Br則顯著減小，Br基本上沒有變化。當Th增加到0.86%(at)時，Br仍

36、然沒有變化，Hcj和汨卻有明顯增加。在所研究的范圍內，Th含量由0%增加到0.43%(at)時，Hcj增加最快，當Th含量超過0.43%(at)時，Hcj增加速度減緩。Dy元素是一類重要的添加元素，它能顯著提高燒結被鐵硼永磁體的矯頑力，確保較高溫度下的耐熱性。Dy含量較低時，Hci上升很明顯，以后逐漸平緩；Tb提高Ha的效果比Dy顯著。但是它的價格太昂貴，故較少在實際中應用。Ni能部分置換Fe,使居里溫度升高，但使飽和磁化強度和矯頑力下降。Ni能顯著改善抗蝕性，起作用比Co還強。添加Sn能顯著降低磁通不可逆損失，使居里溫度Tc提高。Si也有使居里溫度提高的作用。總的來說，加入Al、Nb、Sn、

37、Mo、Ga等元素可改善矯頑力。這些元素是非磁性的，加入過多會降低磁體的Br和(BH)max，然而，重稀土元素取代部分的Nd既能改善矯頑力，又能保證磁體具有較高的磁能積。在進行配料時，應該遵循每種合金元素的量盡量少加，但要多加合金元素的種類的原則，從而提高磁體矯頑力。表4-1RE2Fe14B化合物基本參數化合物晶格常數p/g*cm34dMs/T-1HA/kA*m1Tc/Ka/nmc/nmLa2Fei4B0.8820.12347.401.22000530Ce2Fei4B0.8760.12117.811.22600424Pr2Fei4B0.8800.12237.471.48000565Nd2Fei4

38、B0.8800.i2207.55i.69000585Sm2Fei4B0.8880.i2i57.73i.4>i50006i2Gd2Fei4B0.8790.i2097.850.9240066iTb2Fei4B0.8770.i2057.930.7>i5000639Dy2Fei4B0.8670.i20i8.020.7>i5000592Ho2Fei4B0.8750.ii998.050.97000576Er2Fei4B0.8740.ii968.24i.0/554Tm2Fei4B0.8740.ii958.23i.i80054iLu2Fei4B0.8700.ii858.47i.2260053

39、5Yb2Fei4B0.8770.i2046.98i.42600565注：La-57例，Ce-58鋪，Pr-59金普，Nd-60敏，Pm-61矩，Sm-62錚，Eu-63銷，Gd-64包，Tb-65鉞，Dy-66鎬，Ho-67欽，Er-68鉗，Tm-69卷，Yb-70鏡，Lu-71樗。4.4工藝對化學性能的影響提高鉉鐵硼合金的抗腐蝕性除降低合金中氧含量外，常在永磁體表面涂或鍍保護層如鍍鋅、鍍鐐、鍍鐐銅鐐、烤漆、涂敷環氧樹脂、鋁離子噴鍍、電泳漆、磷化、鍍金、鍍銀、鍍銘、氮化鈦耐磨損涂層等，一般涂層厚度為1040"。不同涂層的抗腐蝕能力不同，環氧樹脂涂層抗溶劑、抗沖擊能力、抗鹽霧腐蝕能力良

40、好，電泳涂層抗溶劑、抗沖擊能力良好，抗鹽霧腐蝕能力極好，電鍍有極好的抗溶劑、抗沖擊能力，但抗鹽霧能力較差，為增強圖層防護能力，往往采用多種涂層的復合。表4-2列出了不同鍍層工藝參數及對材料的影響。表4-2不同鍍層參數對比樣叩編與鍍層種類生產周期鍍層厚度耐鹽霧性剪切強度minumhMPai復合鍍層ii5i6.7596i3.98電鍍鐐銅鐐90i6.5i2845.78r化學鍍鐐460i6.68i443i.582復合鍍層i6022.8436045.i8電鍍鐐銅鐐i052i.i34043.78化學鍍鐐6002i.3824040.583復合鍍層ii5i6.9ii9246.23電鍍鐐銅鐐90i6.5i284

41、5.78化學鍍鐐460i6.68i443i.58在鍍Zn,Ni,環氧樹脂，PARYLENE-C涂層幾種方法中，高分子材料和環氧樹脂涂層對磁體的保護作用最大，但是成本比較高，對施鍍的環境和質量也有較高的要求。Ni涂層的成本比Zn涂層高，所以在一些沒有太多腐蝕性介質的環境中，可以對NdFeB磁體采取化學鍍Zn的方式來加以保護，從而有效降低成本；對有些酸堿鹽介質，如果濃度很小，則可以采用Ni涂層來保護磁體；如果酸堿鹽的濃度比較大，則一定要采用高分子材料或者環氧樹脂涂層.各種涂層對磁體的性能都有一定的影響。表中的Br為剩余磁通密度，可以看出高分子材料涂層使其降低了0.09T,而其他幾種涂層影響較小。H

42、cj為內稟矯頑力，高分子和Ni涂層使其略有增長，其他兩種涂層變化不大。最大磁能積(BH)max方面,Ni涂層使其增加了4.22kJ/m3；Zn涂層使其增加了0.46kJ/m3；高分子材料涂層使其減少了31.68kJ/m3;環氧樹脂涂層使其減少了12.66kJ/m3O總的來說,Ni涂層和Zn涂層對磁體的性能影響較小，環氧樹脂涂層和PARYLENE-C涂層對磁體的性能影響相對較大。這是因為Zn和Ni屬于金屬材料，本身導磁；而環氧樹脂和PARYLENE2C不導磁，但是由于其涂層很薄，所以影響不大。磁體涂覆涂層后抗腐蝕性能得到提高，但是不同的涂層提高的程度有所不同：其中PARYLENE2C涂層對磁體的

43、保護作用明顯，環氧樹脂和Ni涂層次之，Zn涂層的效果較差。涂層對磁體的磁性能在一定程度上都有影響。PARYLENE2C高分子材料和環氧樹脂涂層使磁體磁性能的某些指標有所減弱；Ni涂層和Zn涂層對磁體的磁性能影響不大。在生產中，應該根據使用環境成本等具體要求來選擇適當的涂層。五、原材料礦產及工廠分布分析5.1國內稀土礦產主要分布中國占世界稀土資源的41.36%,主要稀土礦有白云鄂博稀土礦、山東微山稀土礦、冕寧稀土礦、江西風化殼淋積型稀土礦、湖南褐鈕鋸礦和漫長海岸線上的海濱砂礦等等。我國稀土礦主要分為以內蒙古包頭白云鄂博稀土礦為代表的混合型輕稀土礦、四川冕寧氟碳鋪輕稀土礦和以南方中重離子稀土礦。以

44、區域稀土資源為核心，中國稀土產業形成了三大基地和南北兩大稀土生產體系的格局。三大基地：一是以包頭混合型稀土為原料的北方稀土生產基地，分離能力約8萬噸。二是以江西等南方七省的離子型稀土礦為原料的中重稀土生產基地，分離能力約6萬噸。三是以四川冕寧氟碳鋪為原料的氟碳飾礦生聲墓地分離能力約3萬噸。廣西稀土礦產資源主要有獨居石、磷鈕礦、離子吸附型稀土礦和伴生在鈦鐵礦、鎰礦和鋁土礦中的伴生礦，儲量在全國名列前茅。其中，離子吸附型稀土資源預測總量居全國第一位。到目前為止，廣西稀土資源基本未開發，是全國稀土資源豐富的省區中唯一沒有進行規模開發利用的地方。全球稀土資源的80%在我國，而國內的資源主要集中在內蒙和

45、江西兩地。我國稀土資源三大產地（包頭、江西、四川）為了延伸發展燒結鉉鐵硼磁體產業鏈，目前都在大力發展金屬鉉（錯鉉）的生產，正在形成壟斷優勢。國內外燒結鉉鐵硼磁體廠商為了獲取原料也紛紛向稀土資源和產地靠攏。5.2國外主要鉉鐵硼生產商分布目前，日本企業是全球高性能鉉鐵硼永磁材料行業的領先者，其中日立NEOMAX是全球最大的高性能鉉鐵硼永磁材料生產廠商，其研制出的磁能積為59.5MGOe的高性能鉉鐵硼永磁材料，是迄今國際公開報道的磁能積水平最高的燒結鉉鐵硼永磁體。日本TDK公司是全球磁性材料最全的企業。住友特殊金屬公司是燒結鉉鐵硼永磁的專利擁有者和最大生產企業。德國VAC公司通過生產工藝的不斷改進和

46、新金屬的不斷采用，研制出了磁能積為56.7MGOe的高性能鉉鐵硼永磁材料。日本愛普生公司將粘結鉉鐵硼工廠全部移到上海（上海愛普生磁性器件有限公司）。目前包括日本TDK、FDK、EPSON,荷蘭PHILIP，美國MG公司等都已經或計劃在中國建鉉鐵硼磁體、器件或終端應用工廠。日本昭和電工株式會社作為日本最大的永磁材料公司，2002年與包鋼稀土高科技股份有限公司等合資成立了包頭昭和稀土高科新材料有限公司。美國約有6家公司生產燒結鉉鐵硼永磁，塔蝸公司第一，其它還有Vgimag、GM公司的Magnequench（粘結鉉鐵硼磁粉的主要供應廠商）、日立應用磁學和電子能量公司等。高性能鉉鐵硼永磁材料磁性能水平

47、的高低很大程度上決定于產品的生產工藝.傳統的高性能鉉鐵硼永磁材料生產工藝以日本住友的干法工藝和日本日立的濕法工藝為代表，此兩種工藝可將產品的含氧量控制在2000PPM左右.為進一步降低氧的含量，經過不斷的改進,合并后的NEOMAX（2007年日本日立和日本住友合并）開發出了低氧干法工藝，可將產品的氧含量控制在1,000-2,000PPM.目前，國內開發出的較為先進的生產工藝為煙臺正海磁性材料有限公司的無氧工藝，可將磁體中的氧含量控制在100-900ppm范圍內，達到了世界領先水平。5.3國內主要鉉鐵硼生產商分布自1990年以來，在我國逐漸形成了浙江、山西和京津三大鉉鐵硼磁體生產基地。隨后，包頭和煙臺等地區的燒結鉉鐵硼磁體產業也取得快速發展，大有形成五大基地的趨勢。浙江寧波已成為我國著名的“鉉鐵硼城”，除了有中科三環寧波科寧達公司外、還有寧波韻升高科磁業公司、寧波永久磁業有限公司、寧波招寶磁業有限公司、寧波金雞鉉鐵硼強磁材料有限公司、等近20家鉉鐵硼磁體生產企業。其下屬的慈溪市就有12家鉉鐵硼磁體生產廠，其中最大者為寧波合力磁材技術有限公司，年產能力達5000噸，全慈溪市產能超過10000噸。金華地區的浙江橫店集團也是很有實力的鉉鐵硼生產企業，擁有東磁有限公司和浙江英洛華磁業公司。此外浙江還有杭州永磁集團（稀