釹鐵硼永磁及其在電機(jī)中的應(yīng)用
王學(xué)正（上海躍龍有色金屬有限公司）
【摘 要】釹鐵硼永磁磁性能優(yōu)異，在電機(jī)中應(yīng)用廣泛。文中介紹美國(guó)、日本和我國(guó)研制釹鐵硼永磁的概況及與其它永磁材料的性能比較，指出釹鐵硼永磁在電機(jī)中的應(yīng)用前景。
【敘 詞】釹鐵硼系永磁材料性能應(yīng)用電機(jī)
1 引言
稀土釹鐵硼(ndfeb)具有高剩磁(br)、高矯頑力(hc)和高磁能積(bh)的特點(diǎn)，是當(dāng)代****的高性能永磁材料，因而近年來(lái)生產(chǎn)應(yīng)用發(fā)展很快。它應(yīng)用于電機(jī)，可顯著地提高永磁直流電機(jī)技術(shù)指標(biāo)，大大減少電機(jī)的體積和重量。它和其它永磁直流電機(jī)相比，具有轉(zhuǎn)矩大、效率高、重量輕、體積小、耗電省、節(jié)約材料等優(yōu)點(diǎn)，是電機(jī)行業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變革的方向。因此國(guó)內(nèi)外電機(jī)界正在競(jìng)相研制、積極開(kāi)發(fā)，并努力根據(jù)市場(chǎng)需要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
2釹鐵硼永磁的研制概況
1983年6月，日本住友特殊金屬公司佐川開(kāi)發(fā)了釹鐵硼合金，使全世界磁學(xué)界和生產(chǎn)廠受到了極大的震動(dòng)，各國(guó)立即掀起了一股研究釹鐵硼的熱潮。在短短的幾年內(nèi)，釹鐵硼的理論研究和生產(chǎn)技術(shù)都有了飛躍的發(fā)展。
2.1釹鐵硼的研究及其制造技術(shù)水平
利用燒結(jié)法制成的釹鐵硼，國(guó)際上實(shí)驗(yàn)室的****記錄，(bh) max達(dá)405.16kj/m3．為極限值的百分之77.6。我國(guó)在實(shí)驗(yàn)室的記錄，(bh)max值達(dá)到415. 5kj/m3，為極限值的百分之79. 9，這個(gè)記錄為包頭稀土院謝宏祖高工等所創(chuàng)造。摻鏑(dy)、鉆(co)、鋁(ai)、鈮(nb)和鎵(ga)等元素材料的熱磁穩(wěn)定性大大改善。為降低生產(chǎn)成本的還原擴(kuò)散法已取得很大的進(jìn)展，增加抗氧化因素的表面涂復(fù)等防蝕措施都已用于制造。
目前粘結(jié)磁體只能用快淬粉末，使釹鐵硼處于粉末狀態(tài)仍具有高矯頑力的其它途徑正在探索中。
美國(guó)通用汽車公司已大量生產(chǎn)供應(yīng)快淬釹鐵硼粉。我國(guó)北京鋼鐵研究總院和上海鋼研所已鑒定并開(kāi)始批量生產(chǎn)。
目前，對(duì)釹鐵硼永磁體進(jìn)行大規(guī)模研究的主要有日本、美國(guó)和中國(guó)3個(gè)國(guó)家。
2.2釹鐵硼永磁材料的生產(chǎn)
磁性材料用途廣泛，全世界各種各樣的磁性材料，產(chǎn)值達(dá)30億美元，其中永磁材料占6億美元，而稀土永磁材料有2億多美元，約占磁性材料的百分之七.占永磁材料的1/3。
近年來(lái)，國(guó)外許多公司陸續(xù)投入巨資，相繼建成能力百噸級(jí)以上的釹鐵硼專業(yè)工廠。日本有22家，其中燒結(jié)磁體生產(chǎn)廠有10家，日本住友公司(ssm)的粉末燒結(jié)ndfeb年生產(chǎn)能達(dá)480t。美國(guó)生產(chǎn)ndfeb的廠家有10家，其中美國(guó)通用汽車公司(gm)投資1億美元，建成世界上****進(jìn)的快淬mq磁粉生產(chǎn)線和磁體工廠，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為450t。1987年竣工投產(chǎn)，百分之八十以上的磁粉推向世界。德國(guó)金匠公司(gs)的還原擴(kuò)散釹鐵硼粉，生產(chǎn)能力達(dá)到200t。
目前西方各國(guó)釹鐵硼的產(chǎn)量迅速增加。日本1988年釹鐵硼永磁合金產(chǎn)量為370—400t，1990年已達(dá)1050t，預(yù)計(jì)2000年將達(dá)到6000t；美國(guó)1988年產(chǎn)量為240t，1990年達(dá)380t，預(yù)計(jì)2000年達(dá)3000t，遞增速度為百分之三十至********，成為永磁材料發(fā)展最快的一種材料。
我國(guó)由于擁有世界百分之八十的稀土資源，所以發(fā)展釹鐵硼磁體具有得天獨(dú)厚的優(yōu)越條件，這幾年對(duì)釹鐵硼的研究迅速發(fā)展，取得的成果均在世界之列。目前參與釹鐵硼研究和生產(chǎn)單位多達(dá)300多家，總生產(chǎn)能力約1000t。但實(shí)際產(chǎn)量，根據(jù)國(guó)務(wù)稀土辦統(tǒng)計(jì)資料，1989年為53t，1990年為85. 62t。
目前具有較高知名度、較大生產(chǎn)規(guī)模的企業(yè)有上海躍龍有色金屬有限公司、宜賓899廠、吉林8272廠、中科院寧波三環(huán)磁廠、包頭稀土院、電子部九所等。
3釹鐵硼永磁材料的優(yōu)點(diǎn)
目前世界上永磁材料有4種，即鐵氧體、鋁鎳鈷、釤鉆及釹鐵硼，這4種材料磁性能及目前應(yīng)用的比例如附表所示。從附表看出，釹鐵硼磁能積及矯頑力****，是目前世界上最強(qiáng)的永磁體。
3.1磁能積高
理論推算，釹鐵硼磁能積達(dá)517. 4kj/m 3，目前實(shí)驗(yàn)室已突破398kj/m 3大關(guān)。世界上突附表各種永磁材料的性能破318. 4kj/m 3的有日本、美國(guó)和中國(guó)。從上面的對(duì)比知道，釹鐵硼的磁能積比釤鉆高1倍左右，而比鐵氧體高10多倍，因此用釹鐵硼磁體制成的器件， |
