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永磁材料之钕铁硼简介

2529 人参与  2018年02月26日 12:18  分类 : 技术文章  评论


钕铁硼

钕铁硼,也称为钕铁硼磁铁NdFeB magnet),是由钕、铁、硼(Nd2Fe14B)形成的四方晶系晶体。于1982年由日本住友特殊金属的佐川真人(Masato Sagawa)发现钕磁铁。这磁铁的磁能积(BHmax)大于钐钴磁铁,是全世界那时磁能积最大的物质。后来,住友特殊金属发展成功粉末冶金法(powder metallurgy process)。通用汽车公司发展成功旋喷熔炼法(melt-spinning process),能够制备钕铁硼磁铁。这磁铁是现今磁性最强的永久磁铁,也是最常使用的稀土磁铁。


简单来讲是一种磁铁,和我们平时见到的磁铁所不同的是,其因优异的磁性能而被称为“磁王”。钕铁硼中含有大量的稀土元素钕、以及铁及硼,其特性硬而脆。由于表面极易被氧化腐蚀,钕铁硼必须进行表面涂层处理。表面化学钝化是很好的解决方法之一。

钕铁硼作为稀土永磁材料的一种具有极高的磁能积和矫顽力,同时高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用,从而使仪器仪表、电声电机、磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。钕铁硼的表磁测量可选用Tindun公司生产的GM500数字高斯计

钕铁硼的优点是性价比高,具良好的机械特性;不足之处在于工作温度低,温度特性差,且易于粉化腐蚀,必须通过调整其化学成分和采取表面处理方法使之得以改进,才能达到实际应用的要求。

钕铁硼磁性材料,作为稀土永磁材料发展的最新结果,由于其优异的磁性能而被称为“磁王”。钕铁硼磁性材料是镨钕金属,硼铁等的合金。又称磁钢。

  • 中文名:钕铁硼

  • 化学式:Nd2Fe14B

  • 别 称:钕铁硼磁铁

  • 类 别:磁性材料

  • 颜 色:银色

  • 光 泽:闪亮

  • 透明度:不透明

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分类

钕铁硼分为烧结钕铁硼和粘结钕铁硼两种,粘结钕铁硼各个方向都有磁性,耐腐蚀;而烧结钕铁硼因易腐蚀,表面需镀层,一般有镀锌、镍、环保锌、环保镍、镍铜镍、环保镍铜镍等。而烧结钕铁硼一般分轴向充磁与径向充磁,根据所需要的工作面来定。

钕铁硼表面处理:

随着烧结钕铁硼日本,德国,欧盟等在专利技术的解冻,我国各大烧结厂家的协同努力,烧结钕铁硼产品品位大幅提高.作为高科技应用领域的对其综合性能的不断提高,对其烧结钕铁硼表面处理的要求也大幅提高,传统的处理方法已经无法满足产业链进步的要求.电子科大,川大,交大,瑞仕莱斯等科研院校,从微观分子结构入手,从本质上完善表面处理的原理和工业应用工艺的开发,经过4年的努力并取得了关键技术的

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钕铁硼

突破.纳米(3010)螯合薄膜无镀层处理,该技术是原创性技术工艺,纳米膜层含有的活性基团具有很强的耐湿气,氧气,氯离子(Cl),二氧化碳(co2)等.耐腐蚀和有机树脂的黏合能力性能大幅提高.其优异的表面物理化学性能对应用领域将产生重大影响.


2013年12月,该处理工艺经川大,中科院系统检测 .其耐腐蚀性能满足在海洋气候条件使用20-30年,可广泛用于海基风力发电.表面黏结力20Mpa以上,可广泛用于永磁高速电机,特种电机,电动汽车电机,特高压,高压直流供电系统,快速充电系统,航空航天军工等领域。


常见表面处理方法:

1,纳米(Royce3010)螯合薄膜无镀层处理;(3010是指膜层含3个以上三个以上活性螯合基团,膜层厚度10纳米);2,磷化;3,电镀;4,电泳;5,真空气相沉积;6,化学镀;7,有机喷塑;


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应用

钕铁硼断层扫描-GM500高斯计-磁偏角测试系统

3010 断面扫描电镜

烧结钕铁硼永磁材料具有优异的磁性能,广泛应用于电子、电力机械、医疗器械、玩具、包装、五金机械、航天航空等领域,较常见的有永磁电机、扬声器、磁选机、计算机磁盘驱动器、磁共振成像设备仪表等。

纳米(Royce3010)螯合薄膜无镀层处理可以满足在海洋气候条件使用20-30年,可广泛用于海基风力发电.表面黏结力20Mpa以上,可用广泛于永磁高速电机,特种电机,电动汽车电机,特高压,高压直流供电系统,快速充电系统,航空航天军工等领域。


钕铁硼断面扫描-GM500高斯计


化学成分

钕铁硼永磁材料是以金属间化合物Re2Fe14B为基础的永磁材料。主要成分为稀土元素钕 (Nd)、铁(Fe)、硼(B)。其中稀土元素主要为钕(Nd),为了获得不同性能可用部分镝(Dy)、镨(Pr)等其他稀土金属替代,铁也可被钴(Co)、铝(Al)等其他金属部分替代,硼的含量较小,但却对形成四方晶体结构金属间化合物起着重要作用,使得化合物具有高饱和磁化强度,高的单轴各向异性和高的居里温度。

第三代稀土永磁钕铁硼是当代磁体中性能最强的永磁体,它的主要原料有 稀土金属钕29%-32.5% 金属元素铁 63.95-68.65% 非金属元素硼1.1-1.2% 少量添加镝0.6-1.2% 铌0.3-0.5% 铝0.3-0.5% 铜0.05-0.15%等元素 。

辨别

1.通常和一个相同规格的磁铁放在一个可以吸附的平面上,如:贴片、刀片、铁门等,用手感来辨别磁力的大小

2.用电子秤:磁力弱的磁铁一般和他的密度有关系,密度小的话磁力也相对比较小,重量重的话磁力相对比较大,相反重量轻磁力就小如果对磁铁要求比较高就需要仪器的测试了。

概述

每类产品按最大磁能积大小划分若干个牌号

钕铁硼磁性材料牌号有:N35—N52,35M—50M,30H—48H,30SH—45SH,28UH—35UH,28EH—35EH。

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。

烧结钕铁硼永磁材料的牌号由主称和2种磁特性三部分组成,第一部分为主称,由钕元素的化学符号ND,铁元素的化学符号FE和硼元素的化学符号B组成,第二部分为线前的数字,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,磁极化强度矫顽力值(单位为KA/m)的十分之一,数值采用四舍五入取整。

牌号示例:NdFeb380/800表示(BH)max为366~398kj/m3,Hcj为800KA/MR的烧结钕铁硼永磁材料。

钕铁硼表面处理:

1,磷化;

2,无机盐钝化;

3,电镀;

4,电泳;

5,真空沉积;

应用

烧结钕铁硼永磁材料具有优异的磁性能,广泛应用于电子、电力机械、医疗器械、玩具、包装、五金机械、航天航空等领域,较常见的有永磁电机、扬声器、磁选机、计算机磁盘驱动器、磁共振成像设备仪表等。

居里温度

铁氧体的居里温度为 465℃,

钕铁硼的居里温度为 320℃-460°C,

铝镍钴的居里温 度为 800℃,

钐钴的居里温度在 700——800℃

铁铬钴居里温度是680度

牌号

剩磁感应强度

矫顽力

内禀矫顽力

最大磁能积

最高工作温度

Br mT

bHc KA/m

iHc KA/m

(BH)max KJ/m3

Tw ℃


(KG)

(kOe)

(kOe)

(MGOe)



N35

1170-1210

≥868

≥955

263-287

80

(11.7-12.1)

(≥10.9)

(≥12)

(33-36)



N38

1210-1250

≥899

≥955

287-310

80

(12.1-12.5)

(≥11.3)

(≥12)

(36-39)



N40

1250-1280

≥923

≥955

318-342

80

(12.5-12.8)

(≥11.6)

(≥12)

(38-41)



N42

1280-1320

≥923

≥955

318-342

80

(12.8-13.2)

(≥11.6)

(≥12)

(38-41)



N45

1320-1380

≥876

≥955

342-366

80

(13.2-13.8)

(≥11.0)

(≥12)

(43-46)



N48

1380-1420

≥835

≥876

366-390

80

(13.8-14.2)

(≥10.5)

(≥11)

(46-49)



N33H

1130-1170

≥836

≥1353

247-241

120

(11.3-11.7)

(≥10.5)

(≥17)

(31-34)



N35H

1170-1210

≥868

≥1353

263-287

120

(11.7-12.1)

(≥10.9)

(≥17)

(33-36)



N38H

1210-1250

≥899

≥1353

287-310

120

(12.1-12.5)

(≥11.3)

(≥17)

(36-39)



N40H

1240-1280

≥923

≥1353

302-326

120

(12.4-12.8)

(≥11.6)

(≥17)

(38-41)



N42H

1280-1320

≥955

≥1353

318-342

120

(12.8-13.2)

(≥12.0)

(≥17)

(40-43)



N45H

1320-1360

≥955

≥1353

342-366

120

(13.2-13.6)

(≥12.0)

(≥17)

(43-46)



N33SH

1130-1170

≥844

≥1592

247-272

150

(11.3-11.7)

(≥10.6)

(≥20)

(31-34)



N35SH

1170-1210

≥876

≥1592

263-287

150

(11.7-12.1)

(≥11.0)

(≥20)

(33-36)



N38SH

1210-1250

≥907

≥1592

287-310

150

(12.1-12.5)

(≥11.4)

(≥20)

(36-39)



N40SH

1240-1280

≥939

≥1592

302-326

150

(12.4-12.8)

(≥11.8)

(≥20)

(38-41)





工艺流程

钕铁硼退磁曲线-GM800磁通计-磁偏角测试系统

退磁曲线图

工艺流程:配料 → 熔炼制锭/甩带→ 制粉 → 压型 → 烧结回火 → 磁性检测 →磨加工 → 销切加工 → 电镀 → 成品。 其中配料是基础,烧结回火是关键。

钕铁硼磁铁毛坯生产工具和性能检测工具:有熔炼炉、甩带炉、鄂破机、气流磨、压制成型机、真空封装机、等静压机、烧结炉、热处理真空炉、磁性能测试仪、高斯计。

钕铁硼磁铁机加工工具:无心磨,滚圆机,双端磨,平磨,切片机,双面磨,线切割,台钻,异形磨等。



发展历史

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本文链接:http://mag-in.com/technology/nv-fe-b.html

GM500高斯计现货供应。GM500高斯计具有手持易操作,内部警报筛选,开关量输出,蜂鸣器输出,RS485通讯接口等功能。GM500高斯计可选配横向霍尔探头,轴向铝制/铜质探头,超薄探头低至0.25mm。同时可定制各类非标测试夹具,满足不同测试条条件。

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