第四章++材料的磁學

1、第四章第四章 材料的磁學材料的磁學主要內(nèi)容主要內(nèi)容第一節(jié)第一節(jié) 材料的磁性材料的磁性 第二節(jié)第二節(jié) 材料的抗磁性和順磁性材料的抗磁性和順磁性第三節(jié)第三節(jié) 材料的鐵磁性材料的鐵磁性第五節(jié)第五節(jié) 稀土永磁材料稀土永磁材料第四節(jié)第四節(jié) 材料的磁性指標材料的磁性指標固體的磁性起源材料的磁性材料的磁性物理學原理：任何帶電體的運動都必然在周圍的空間產(chǎn)生磁場電動力學定律：一個環(huán)形電流還應該具有一定的磁矩，即它在磁場中行為像個磁性偶極子。設(shè)環(huán)形電流的強度為I（A），它所包圍的面積為A（m2）,則該環(huán)流的磁矩為：m=I*A(A m3)玻爾（Bohr）原子模型:原子內(nèi)的電子在固定的軌道上繞著原子核作旋轉(zhuǎn)運動，同時

2、還繞自身的軸線作自旋運動。前一種運動產(chǎn)生“軌道磁矩”，后一種運動產(chǎn)生“自旋磁矩”。A(m2)I(A)m材料磁性的微觀機理材料的磁性材料的磁性物質(zhì)磁性的本質(zhì)：原子磁矩原子磁矩原子核磁矩：約為電子磁矩的1/2000電子磁矩軌道磁矩電子磁矩磁性物質(zhì)的分類及分類原因材料的磁性材料的磁性 原子磁矩為零的物質(zhì)具有抗磁性（Diamagnetism）。原子內(nèi)具有未成對的電子使得原子的固有磁矩不為零是物質(zhì)磁性的必要條件。但是，由于近鄰原子共用電子（交換電子）所引起的靜電作用，及交換作用可以影響物質(zhì)的磁性。交換作用所產(chǎn)生能量，通常用A表示，稱作交換能，因其以波函數(shù)的積分形式出現(xiàn)，也稱作交換積分。它取決于近鄰原子未

3、填滿的電子殼層相互靠近的程度，并決定了原子磁矩的排列方式和物質(zhì)的基本磁性磁性物質(zhì)的分類及分類原因材料的磁性材料的磁性抗磁性：在外磁場作用下，感生出與磁場方向相 反的磁矩現(xiàn)象。抗磁性起源于原子中運動著的電子相當于閉合電路，在受到外磁場作用時，回路的磁通發(fā)生變化，回路中將產(chǎn)生感應電流，感應電流產(chǎn)生的磁通反抗原來磁通的變化。閉合感應電流產(chǎn)生的磁矩作用使外磁場磁化作用減弱，呈抗磁性現(xiàn)象。所以，抗磁性現(xiàn)象存在于一切物質(zhì)中，是所有物質(zhì)在外磁場磁化作用下所具有的屬性。物質(zhì)磁性來源的同一性材料的磁性材料的磁性 原子磁矩應該是構(gòu)成原子的所有基本粒子磁矩的疊加。但是實際上原子核磁矩要比電子磁矩小三個數(shù)量級，在一般

4、情況下可以忽略不計。因此，原子磁矩主要來源于原子核外電子的自旋磁矩與軌道磁矩。 如果原子中所有起作用的磁矩全部抵消，則原子的固有磁矩為零。但在外磁場作用下仍具有感生磁矩，并產(chǎn)生抗磁性。 如果如果原子中所有起作用的磁沒有完全抵消，則原子的固有磁矩不為零，那么原子就具有磁偶極子的性質(zhì)。 原子內(nèi)電子的運動便構(gòu)成了物質(zhì)的載磁子。盡管宏觀物質(zhì)的磁性是多種多樣的，但這些磁性都來源于這種載磁子。這是物質(zhì)磁性來源的同一性。材料的磁性材料的磁性 當A大于零時，交換作用使得相鄰原子磁矩平行排列，產(chǎn)生鐵磁性（ferromagnetism）。當A小于零時，交換作用使得相鄰原子磁矩反平行排列，產(chǎn)生反鐵磁性（Antife

5、rromagnetism）。當原子間距離足夠大時，A值很小時，交換作用已不足于克服熱運動的干擾，使得原子磁矩隨機取向排列，于是產(chǎn)生順磁性（Paramagnetism）鐵氧體磁性材料具有亞鐵磁性（Ferrimagnetism）, 其中金屬離子 具有幾種不同的亞點陣晶格，因相鄰的亞點陣晶格相距太遠，因此在其格點的金屬離子之間不能直接發(fā)生交換作用，但可以通過位于它們之間的氧原子間接發(fā)生交換作用，或稱超交換作用（Superexchange）。材料的磁性材料的磁性磁性物質(zhì)的分類示意圖第二節(jié)第二節(jié) 材料的抗磁材料的抗磁性和順磁性理論性和順磁性理論材料的抗磁性材料的抗磁性和順磁性理論和順磁性理論2 2、材料

6、的順磁性理論、材料的順磁性理論 材料的抗磁性材料的抗磁性和順磁性理論和順磁性理論 1 1、材料的抗磁性理論、材料的抗磁性理論 3 3、晶體場理論與軌道角動量淬滅、晶體場理論與軌道角動量淬滅 1、材料的抗磁性理論材料的抗磁性來源：外加磁場所感生的軌道矩改變材料的抗磁性來源：外加磁場所感生的軌道矩改變拉莫（拉莫（Larmor）定理：）定理：L在磁場中電子繞中心核的運動，除了其原有運動外，還會在磁場中電子繞中心核的運動，除了其原有運動外，還會以恒定的角速度以恒定的角速度 （稱為（稱為“拉莫頻率拉莫頻率”）繞磁場方向進動，）繞磁場方向進動，且且002HmeeL附加的磁化強度附加的磁化強度M材料的抗磁性

7、材料的抗磁性d則抗磁性材料的磁化率則抗磁性材料的磁化率結(jié)論（抗磁性半經(jīng)典理論）：結(jié)論（抗磁性半經(jīng)典理論）：抗磁性材料的磁化率抗磁性材料的磁化率 隨隨原子中電子數(shù)原子中電子數(shù)Z的增大而增大，的增大而增大， 還與還與 成正比，成正比， 始終為負值。始終為負值。dddZiir12由量子理論可得到相同的表達式由量子理論可得到相同的表達式d2、材料的順磁性理論材料順磁材料順磁性的來源性的來源（1） 組成原子的電子的固有自旋組成原子的電子的固有自旋（2） 電子繞核旋轉(zhuǎn)的軌道角動量電子繞核旋轉(zhuǎn)的軌道角動量1、順磁性居里（、順磁性居里（Curie）定律：）定律：材料的順磁性材料的順磁性式中式中 為順磁性磁化率

8、，為順磁性磁化率，C C為為CurieCurie常數(shù)，常數(shù)，T T為絕對溫度?？梢婍槾判源呕手慌c溫為絕對溫度?？梢婍槾判源呕手慌c溫度有關(guān)，而與磁場無關(guān)。度有關(guān)，而與磁場無關(guān)。pTcp2、朗之萬（、朗之萬（Langevin）自由磁矩順磁性理）自由磁矩順磁性理論：論： 材料的順磁性材料的順磁性原子磁偶極矩之間無相互作用，為自由磁偶極矩，熱平衡下為無規(guī)則分布，外加磁場后，原子磁偶極矩的角度分布發(fā)生變化，沿著接近外磁場方向做擇優(yōu)分布，從而引起順磁磁化強度設(shè)第i個原子的磁偶極矩 與外加磁場H成 的角度在外磁場中的磁位能 為：jiiijiHcos若在單位體積內(nèi)有N個原子，受磁場作用有角度 在0范圍連續(xù)

9、變化，并遵守波爾茲曼統(tǒng)計分布，則系統(tǒng)狀態(tài)配分函數(shù)Z（H）為：i材料的順磁性材料的順磁性NiikTHdedHZijsin)(0cos20NjjkTHshHkT)(4則磁化強度M為)(0LNMj式中 為Langevin函數(shù))1()(chL高溫情況下 1，所以有：材料的順磁性材料的順磁性從而從而可得順磁性磁化率可得順磁性磁化率p材料的順磁性材料的順磁性在低溫強磁場下在低溫強磁場下式中式中 為飽和磁化強度。可見在低溫下磁場足夠強時，為飽和磁化強度?？梢娫诘蜏叵麓艌鲎銐驈姇r，原子磁偶極矩可趨于與磁場方向一致。原子磁偶極矩可趨于與磁場方向一致。0M材料的順磁性材料的順磁性)(kTHj弱磁場或高溫情形弱磁場

10、或高溫情形 下的順磁性磁化率下的順磁性磁化率:采用量子計算采用量子計算材料的順磁性材料的順磁性則得出磁化率則得出磁化率dppHM此式為朗之萬此式為朗之萬德拜（德拜（Langevin-Debye）公式）公式材料的順磁性材料的順磁性p原子固有磁矩在磁場中取向?qū)е碌捻槾判源呕试庸逃写啪卦诖艌鲋腥∠驅(qū)е碌捻槾判源呕蔾TEnzopnenMnkTZN)0(20結(jié)論：結(jié)論： 只與溫度有關(guān)，而與磁場無關(guān)。這與經(jīng)典理結(jié)果一致。只與溫度有關(guān)，而與磁場無關(guān)。這與經(jīng)典理結(jié)果一致。p第三節(jié) 材料的鐵磁性理論鐵磁材料的分子場理論鐵磁材料的分子場理論材料的反鐵磁性和亞鐵磁性理論材料的反鐵磁性和亞鐵磁性理論鐵磁材料的相

11、互作用能鐵磁材料的相互作用能磁疇的形成及其穩(wěn)定狀態(tài)磁疇的形成及其穩(wěn)定狀態(tài)材料的鐵磁性材料的鐵磁性鐵磁性材料的磁化率和磁導率很大，其磁化強鐵磁性材料的磁化率和磁導率很大，其磁化強度度M和磁感應強度和磁感應強度B與磁場強度與磁場強度H之間不是單值之間不是單值函數(shù)關(guān)系，而是磁滯現(xiàn)象，如下圖所示：函數(shù)關(guān)系，而是磁滯現(xiàn)象，如下圖所示： 鐵磁性材料的磁滯回線鐵磁性材料的磁滯回線1、鐵磁材料的分子場理論材料的鐵磁性材料的鐵磁性1907年，外斯（年，外斯（Wciss）提出了分子場理論?？梢远ㄐ缘模┨岢隽朔肿訄隼碚?。可以定性的解釋鐵磁材料的自發(fā)磁化現(xiàn)象。解釋鐵磁材料的自發(fā)磁化現(xiàn)象。兩個假說兩個假說1、分子場假說

12、：鐵磁材料在一定溫度范圍、分子場假說：鐵磁材料在一定溫度范圍 內(nèi)存在與外加磁場無關(guān)的自發(fā)磁化內(nèi)存在與外加磁場無關(guān)的自發(fā)磁化2、磁疇假說：自發(fā)磁化是按區(qū)域分布的，各、磁疇假說：自發(fā)磁化是按區(qū)域分布的，各 個自發(fā)磁化區(qū)域為磁疇，在無外磁場時都是自個自發(fā)磁化區(qū)域為磁疇，在無外磁場時都是自發(fā)磁化到飽和，但各磁疇自發(fā)磁化的方向有一發(fā)磁化到飽和，但各磁疇自發(fā)磁化的方向有一定分布，使宏觀磁體的總磁矩等于零定分布，使宏觀磁體的總磁矩等于零材料的鐵磁性材料的鐵磁性Heisenberg將氫分子交換作用模型推廣到將氫分子交換作用模型推廣到N個原子組成的系個原子組成的系統(tǒng)，經(jīng)過計算可得居里溫度統(tǒng)，經(jīng)過計算可得居里溫度

13、 與交換積分與交換積分A的關(guān)系式為：的關(guān)系式為：cT) 1(32SSkZATc結(jié)論：鐵磁性材料的居里溫度正比于交換積分結(jié)論：鐵磁性材料的居里溫度正比于交換積分A，居里溫度的本質(zhì)，居里溫度的本質(zhì)是鐵磁材料內(nèi)靜電交換作用強弱的宏觀表現(xiàn)。交換作用越強，居是鐵磁材料內(nèi)靜電交換作用強弱的宏觀表現(xiàn)。交換作用越強，居里溫度就越高。里溫度就越高。材料的鐵磁性材料的鐵磁性2、材料的反鐵磁性和亞鐵磁性材料的鐵磁性材料的鐵磁性由于反鐵磁性和亞鐵磁性材料的內(nèi)部，是由磁性離子和非由于反鐵磁性和亞鐵磁性材料的內(nèi)部，是由磁性離子和非磁性離子相互間隔而組成的化合物，需要采用超交換作用磁性離子相互間隔而組成的化合物，需要采用超

14、交換作用模型來解釋。模型來解釋。OMn以為以為 例說明超交換作用的原理例說明超交換作用的原理材料的鐵磁性材料的鐵磁性由超交換作用原理和洪特規(guī)則可知：由超交換作用原理和洪特規(guī)則可知： 當當n 5時，交換積分為負就導致反鐵磁性，為正就時，交換積分為負就導致反鐵磁性，為正就導致鐵磁性導致鐵磁性 當當n5時，交換積分為負就導致鐵磁性，為正就導時，交換積分為負就導致鐵磁性，為正就導致反鐵磁性致反鐵磁性材料的鐵磁性材料的鐵磁性3、磁鐵材料的相互作用能鐵磁材料的五種相互作用能： 交換能 磁晶各向異性能 磁彈性能 退磁場能 外磁場能exFkF材料的鐵磁性材料的鐵磁性FdFHF總自由能或總能量總自由能或總能量F

15、為：為：HdkexFFFFFF4、磁疇的形成及其穩(wěn)定狀態(tài)材料的鐵磁性材料的鐵磁性 根據(jù)熱力學定律，穩(wěn)定的磁狀態(tài)一定是對應于鐵磁材根據(jù)熱力學定律，穩(wěn)定的磁狀態(tài)一定是對應于鐵磁材料內(nèi)總自由能為極小值的狀態(tài)。磁疇的形成和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)料內(nèi)總自由能為極小值的狀態(tài)。磁疇的形成和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)狀態(tài)也是對應于滿足總自由能為極小值的條件。狀態(tài)也是對應于滿足總自由能為極小值的條件。dE退磁場能退磁場能 為為20sdME結(jié)論：退磁場能是形成磁疇的原因。結(jié)論：退磁場能是形成磁疇的原因。 經(jīng)過計算可知，分成磁疇后比分成磁疇前能量縮小經(jīng)過計算可知，分成磁疇后比分成磁疇前能量縮小的比值約為的比值約為1/3200。故鐵磁材料自發(fā)磁

16、化后必然分成小。故鐵磁材料自發(fā)磁化后必然分成小區(qū)域的磁疇，使總能量最低，從而滿足能量最低原理。區(qū)域的磁疇，使總能量最低，從而滿足能量最低原理。材料的鐵磁性材料的鐵磁性exE由于相鄰原子電子自旋的交換能由于相鄰原子電子自旋的交換能則交換能增量的表達式：則交換能增量的表達式：則單位體積的交換能為：則單位體積的交換能為：材料的鐵磁性材料的鐵磁性第四節(jié) 材料的磁性指標1、材料的磁導率和磁能積、材料的磁導率和磁能積2、材料的磁損耗和品質(zhì)因子、材料的磁損耗和品質(zhì)因子3、材料的磁性頻譜、材料的磁性頻譜4、材料磁性能的穩(wěn)定性、材料磁性能的穩(wěn)定性5、鐵氧體磁性材料、鐵氧體磁性材料1、材料的磁導率和磁能積材料的磁

17、性指標材料的磁性指標由于磁性材料往往在不同磁場程度下工作，可定義多種磁導率：由于磁性材料往往在不同磁場程度下工作，可定義多種磁導率：max（1）起始磁導率）起始磁導率（2）最大磁導率）最大磁導率（3）振幅磁導率）振幅磁導率（4）增量磁導率）增量磁導率（5）可逆磁導率）可逆磁導率irev2、材料的磁損耗與品質(zhì)因子材料的磁性指標材料的磁性指標材料在交變磁場作用下被反復磁化形成的磁滯回線稱材料在交變磁場作用下被反復磁化形成的磁滯回線稱為動態(tài)磁滯回線。由于交變磁場的快速變化，使材料為動態(tài)磁滯回線。由于交變磁場的快速變化，使材料的磁化狀態(tài)的改變往往在時間上落后于交變磁場的變的磁化狀態(tài)的改變往往在時間上落

18、后于交變磁場的變化，即具有磁化時間效應?；?，即具有磁化時間效應。復數(shù)磁導率復數(shù)磁導率 的表達式為：的表達式為：)sin(cosiim 可見，磁性材料在動態(tài)磁化過程中，既有磁能的儲存（含可見，磁性材料在動態(tài)磁化過程中，既有磁能的儲存（含 的部分），又有磁能的損耗（含的部分），又有磁能的損耗（含 的部分）的部分） 材料的磁性指標材料的磁性指標 對于永磁性材料，希望其在外加磁場去除后對于永磁性材料，希望其在外加磁場去除后仍能長久的保持較強的磁性，其主要指標為：仍能長久的保持較強的磁性，其主要指標為：rB2、剩余磁感應強度、剩余磁感應強度max)(BH3、最大磁能積、最大磁能積1、矯頑力、矯頑力cH說

19、明：說明：這三個指標越大越好，并要求材料對溫度、震這三個指標越大越好，并要求材料對溫度、震動、時間、輻射及其它干擾因素的穩(wěn)定性越高越好。動、時間、輻射及其它干擾因素的穩(wěn)定性越高越好。材料的磁性指標材料的磁性指標 虛部虛部 又稱粘滯性磁導率，與磁能損耗成正比，又稱粘滯性磁導率，與磁能損耗成正比，B落后落后H的相位的相位 稱為損耗角。能量的儲存與能量的損稱為損耗角。能量的儲存與能量的損耗之比稱為耗之比稱為品質(zhì)因子品質(zhì)因子Qtan1 Q 在工程技術(shù)上，對于矯頑力在工程技術(shù)上，對于矯頑力 很小的軟磁材料，很小的軟磁材料，總希望總希望Q值和值和 值都越高越好，并常用值都越高越好，并常用 Q來表示來表示軟

20、磁材料的技術(shù)指標。軟磁材料的技術(shù)指標。cH3、材料的磁性頻譜材料的磁性指標材料的磁性指標 材料的磁性頻譜一般指在弱交變磁場中復數(shù)磁導材料的磁性頻譜一般指在弱交變磁場中復數(shù)磁導率率 中中 的的 和隨頻率和隨頻率f變化的關(guān)系。變化的關(guān)系。 i材料的磁性指標材料的磁性指標上圖可具體分為以下五個區(qū)域：上圖可具體分為以下五個區(qū)域： （2） 中頻區(qū)域：中頻區(qū)域： 特點與低頻類似，但有時特點與低頻類似，但有時 會出現(xiàn)峰值會出現(xiàn)峰值（3） 高頻區(qū)域：高頻區(qū)域： 特點是特點是 急速下降，急速下降， 急急速增加速增加（4） 超高頻區(qū)域：超高頻區(qū)域： 特點為特點為 繼續(xù)下降，繼續(xù)下降， 1 可能出現(xiàn)負值，而出現(xiàn)自然

21、共振引起的峰值可能出現(xiàn)負值，而出現(xiàn)自然共振引起的峰值（5） 極高頻區(qū)域：極高頻區(qū)域： 特點是對應為自然交換共振特點是對應為自然交換共振區(qū)域區(qū)域（1） 低頻區(qū)域：特點是低頻區(qū)域：特點是 較高、較高、 較低兩者較低兩者隨頻率隨頻率f的變化小。的變化小。4、材料磁性能的穩(wěn)定性材料的磁性指標材料的磁性指標1Ks 隨著高可靠工程技術(shù)的發(fā)展，對材料的磁性能隨著高可靠工程技術(shù)的發(fā)展，對材料的磁性能的穩(wěn)定性的要求也在提高。包括磁性能隨溫度的變的穩(wěn)定性的要求也在提高。包括磁性能隨溫度的變化小，隨時間的老化小以及隨濕度、外力、電磁輻化小，隨時間的老化小以及隨濕度、外力、電磁輻射等影響小。射等影響小。 提高溫度穩(wěn)定

22、性的首要方法是在適當?shù)臏囟确短岣邷囟确€(wěn)定性的首要方法是在適當?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，使圍內(nèi)，使 趨于零，和趨于零，和 趨于零。磁性材料研趨于零。磁性材料研磨加工會導致表層內(nèi)應力增大，導致磁導率的溫度磨加工會導致表層內(nèi)應力增大，導致磁導率的溫度系數(shù)劇增，可采用退火、腐蝕等措施消除這種內(nèi)應系數(shù)劇增，可采用退火、腐蝕等措施消除這種內(nèi)應力，從而減小其對穩(wěn)定性的影響。力，從而減小其對穩(wěn)定性的影響。5、鐵氧體磁性材料材料的磁性指標材料的磁性指標鐵氧體：含鐵酸鹽的陶瓷磁性材料鐵氧體：含鐵酸鹽的陶瓷磁性材料鐵氧體的磁鐵氧體的磁性與鐵磁性性與鐵磁性1）相同點：都具有自發(fā)磁化和磁疇）相同點：都具有自發(fā)磁化和磁疇2）不同點）

23、不同點: 鐵氧體一般都是多種金屬鐵氧體一般都是多種金屬的氧化物復合而成，磁性來自兩種不的氧化物復合而成，磁性來自兩種不同的磁矩同的磁矩材料的磁性指標材料的磁性指標鐵氧體按結(jié)構(gòu)分類：鐵氧體按結(jié)構(gòu)分類：尖晶石型石榴石型磁鉛石型鈣鈦礦型鈦鐵礦型鎢青銅型材料的磁性指標材料的磁性指標鐵氧體材料按磁鐵氧體材料按磁滯回線特征分類滯回線特征分類1、軟磁材料、軟磁材料2、 硬磁（永磁）材料硬磁（永磁）材料3、矩磁材料、矩磁材料軟磁材料特點：軟磁材料特點：矯頑力小、磁導率高、磁損耗低、飽和磁感矯頑力小、磁導率高、磁損耗低、飽和磁感應強度大、電阻率高、截止頻率高。應強度大、電阻率高、截止頻率高。硬磁材料特點硬磁材料

24、特點: 剩磁大、矯頑力大、最大磁能積大。剩磁大、矯頑力大、最大磁能積大。矩磁材料特點：矩磁材料特點：磁滯回線近似為矩形，矩形度的剩磁比大、磁滯回線近似為矩形，矩形度的剩磁比大、矯頑力小、磁損耗小、開關(guān)系數(shù)小。矯頑力小、磁損耗小、開關(guān)系數(shù)小。稀土永磁材料稀土永磁材料稀土永磁材料主要內(nèi)容主要內(nèi)容NdFeB材料的研究材料的研究稀土永磁材料的應用稀土永磁材料的應用RFeB系的置換系的置換制備制備RFeB的新工藝的新工藝新一代磁體的探索新一代磁體的探索粘結(jié)磁體的崛起粘結(jié)磁體的崛起永磁材料的進步對永磁器永磁材料的進步對永磁器件的影響件的影響永磁材料應用的分類永磁材料應用的分類稀土永磁應用的典型實例稀土永磁

25、應用的典型實例NdFeB材料的研究材料的研究稀土永磁材料稀土永磁材料 1983年年NdFeB稀土材料問世。北京研究了稀土材料問世。北京研究了NdFeB的三元相圖，糾正了前蘇聯(lián)專家的一些原則性錯誤。的三元相圖，糾正了前蘇聯(lián)專家的一些原則性錯誤。 用單晶作試樣，研究熱退磁效應和熱退磁后磁疇成核的隨機用單晶作試樣，研究熱退磁效應和熱退磁后磁疇成核的隨機性。性。1、RFeB系的置換稀土永磁材料稀土永磁材料 為了改進磁體的熱穩(wěn)定性、抗蝕行為了改進磁體的熱穩(wěn)定性、抗蝕行或改進磁性能，對或改進磁性能，對RFeB進行了全面進行了全面的置換。的置換。R=Y，Nd，Pr，Gd，Dy，M包括第三周期的包括第三周期的

26、Al，Si，第四周期的，第四周期的Cr，Mn，Co，Ni，Cu，Ca，Ge。至于類。至于類金屬硼，則可完全有金屬硼，則可完全有C置換。置換。 低溫度系數(shù)和零溫度系數(shù)的磁體，低溫度系數(shù)和零溫度系數(shù)的磁體，可以大幅提高這類磁體的矯頑力，從而可以大幅提高這類磁體的矯頑力，從而實現(xiàn)高性能磁體的廉價生產(chǎn)工藝磁體的實現(xiàn)高性能磁體的廉價生產(chǎn)工藝磁體的使用溫度可高達使用溫度可高達200攝氏度。攝氏度。2、制備RFeB的新工藝稀土永磁材料稀土永磁材料制備制備RFeB的的新工藝新工藝還原擴散工藝還原擴散工藝快淬工藝快淬工藝鑄造工藝鑄造工藝 快淬工藝為快淬工藝為GM公司開發(fā)的，特點是能提供粘結(jié)磁體所需公司開發(fā)的，特

27、點是能提供粘結(jié)磁體所需要的原料。北京要的原料。北京85年以來開發(fā)的快淬工藝，用真空快淬設(shè)備，年以來開發(fā)的快淬工藝，用真空快淬設(shè)備，以及快淬以及快淬NdFeB工藝和粘結(jié)工藝和粘結(jié)NdFeB磁體。實驗表明：磁體。實驗表明：快淬快淬NdFeB材料的性能與淬速密切相關(guān)，不同淬速下的材料的性能與淬速密切相關(guān)，不同淬速下的材料性能不同，最佳性能對應的淬速范圍極窄。材料性能不同，最佳性能對應的淬速范圍極窄。稀土永磁材料稀土永磁材料稀土永磁材料稀土永磁材料鑄造工藝：對鑄造工藝：對RFeB系鑄態(tài)合金作廣泛研系鑄態(tài)合金作廣泛研究后，發(fā)現(xiàn)某些成分的合金，只要適當進行熱究后，發(fā)現(xiàn)某些成分的合金，只要適當進行熱處理，就

28、能獲得高矯頑力，而且這些鑄態(tài)合金處理，就能獲得高矯頑力，而且這些鑄態(tài)合金在高溫下可發(fā)生塑性形變，從而產(chǎn)生織構(gòu)。高在高溫下可發(fā)生塑性形變，從而產(chǎn)生織構(gòu)。高矯頑力和產(chǎn)生各向異性的結(jié)合，形成一種新的矯頑力和產(chǎn)生各向異性的結(jié)合，形成一種新的高磁能積磁體。這種磁體制作工藝極為簡單：高磁能積磁體。這種磁體制作工藝極為簡單：鑄造鑄造/熱壓熱壓/退火。取消了磁粉裝薄片的制作，退火。取消了磁粉裝薄片的制作，而且磁體的氧含量極低。而且磁體的氧含量極低。4、粘結(jié)磁體的崛起稀土永磁材料稀土永磁材料3、新一代磁體的探索稀土永磁材料稀土永磁材料潛在的永磁材料潛在的永磁材料1、具有單軸各向異性結(jié)構(gòu)、具有單軸各向異性結(jié)構(gòu)2、

29、高的局里溫度、高的局里溫度3、高的各向異性場、高的各向異性場人們本著這三條原則探索新一代磁體人們本著這三條原則探索新一代磁體稀土永磁材料稀土永磁材料粘結(jié)工藝的優(yōu)點粘結(jié)工藝的優(yōu)點1、能加工各種復雜形狀的器件、能加工各種復雜形狀的器件2、成品尺寸準確，壓制成形后無需再、成品尺寸準確，壓制成形后無需再加工加工3、適宜自動化，工業(yè)性大批量生產(chǎn)、適宜自動化，工業(yè)性大批量生產(chǎn)粘結(jié)磁體的主要缺點：加入粘結(jié)劑而性能降低粘結(jié)磁體的主要缺點：加入粘結(jié)劑而性能降低稀土永磁材料的應用稀土永磁材料稀土永磁材料 永磁材永磁材料性能的提料性能的提高，可使器高，可使器件尺寸變小，件尺寸變小，這是現(xiàn)代產(chǎn)這是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)中的各種業(yè)中的各種永磁器件小永磁器件小型、微型輕型、微型輕量化稱為可量化稱為可能。能。稀土永磁材料稀土永磁材料 永磁材料應用的分類方法有多種，其中最基本的是從永磁材料