烧结钕铁硼的原料成份及其功效

科技   科技   2024-12-29 11:30   北京  

我们都知道烧结钕铁硼永磁体的主要原料是钕、铁和硼这三种元素,但除此之外,原料中还会添加很多种其他元素,这些元素在磁体中发挥的作用各不相同,生产厂家常常是根据用户的使用需求来做产品的配方设计,原料配方可以说是各个厂家的绝密信息。
烧结钕铁硼的十几种元素就像我们做一道美食所需加入的各种调味料一样,正是由于这些不同内秉特性和功能的元素进行科学的规律的组合,才成就了我们钕铁硼各种各样不同的牌号和性能。搞清楚每种元素存在的意义,对我们更好地理解不同的牌号性能和制造成本意义重大。下面我们简要介绍一下这些元素存在的价值。
为了更方便理解,我们可以将钕铁硼的组成元素分成三类:
◇ 一是主体元素RE(Ce,Gd,Nd,Dy等),Fe,B,其主要负责形成RE2Fe14B主相晶粒。
◇ 二是Al,Co,Ga,Zr等小元素,主要负责优化晶界相对主相晶粒的包覆。
◇ 三是杂质元素,如碳,氧等,是原材料和生产不可避免的引入。
钕铁硼元素种类示意图如下图所示。
通常在生产过程中我们为了让不同配方发挥出更优的性能效果,在使用前我们还需要对原材料进行一定的检验和处理,以达到一些基本要求,部分元素常用要求如下表。
以上为常用原材料典型参考值,实际原材料厂商在生产过程中由于采用不同工艺路线往往会出现一定的偏差,如PrNd中二者的比例会从20:80变化至25:75,GdFe会出现小于75%,不同批次BFe中B含量会出现较大波动等现象,这就要求我们在使用过程中要结合每一批次质检单实际含量进行配比使用。
钕铁硼磁体中所包含的每一种元素都有自己独特的特性,如:
◇ La,Ce元素引入会降低磁体的剩磁Br和矫顽力Hcj,但其价格非常便宜,可以降低成本
◇ 纯Nd元素取代PrNd组成的REFeB具有非常高的饱和磁化强度,可以用来制备超高剩磁磁体;
◇ Tb元素引入可以大幅提升磁体的Hcj,但其成本极其昂贵;
◇ Gd元素价格相对便宜,其形成的REFeB具有最高的居里温度,可以制备耐高温磁体,但是会较大幅度降低Br。

要想搞清楚如何组合才能用最低的成本制造出满足要求的牌号性能磁体,我们就需要对钕铁硼中的每种元素的特性进行了解,具体元素特性如下表。


材料成本80%-90%以上主要由备注“高低”部分组成,其中“—”部分表示添加量非常少或价格便宜,对整体成本影响不大。其中La,Ce的加入主要是为了降低成本,近几年随着工艺的不断进步,Ce磁体已经在越来越多较高牌号中得到应用。

我们通过对以上元素特性进行深入的理解,搞清楚各种元素加入后对烧结工艺,烧结密度,时效工艺,产品性能的影响规律,就可以指导我们生产出具有较高性价比的钕铁硼产品。



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Part 1.  烧结钕铁硼永磁体

1 烧结钕铁硼永磁体是如何生产的?

2 如何清晰地描述一个磁体采购需求

3 烧结钕铁硼永磁体的牌号与性能

4 牌号与性能
5 烧结钕铁硼常见的加工方法
6 居里温度与工作温度
7 取向与充磁
8 取向与充磁2
9 取向与充磁方向
10 钕铁硼磁钢的镀层怎么选?
10.1 电镀
10.2 电泳
10.3 磷化
10.4 派瑞林
10.5 钝化
11 钕铁硼的尺寸与形位公差
12 烧结钕铁硼磁钢的常用检测项目
13 烧结钕铁硼的物理功能
14 力学性能(断裂、抗压、抗弯)
15 磁性能相对检测原理与技术
16 烧结钕铁硼的使用寿命

17 废料与再生钕铁硼永磁体

18 影响钕铁硼磁钢性能的因素及方法

19 烧结钕铁硼的原料成份及其功效
20 表磁与磁体性能的关系与计算
21 烧结钕铁硼的吸力
22 烧结钕铁硼的失重试验(HAST&PCT)
23 烧结钕铁硼的国家标准演进和常用制备方法
24 含铈元素的钕铁硼磁钢
25 常规工艺钕铁硼磁体和含铈磁体的差异
26 钕铁硼晶界扩散技术
27 3C消费电子产品中的钕铁硼磁钢
28 永磁电机中的磁钢
29 空心杯电机与永磁体
30 磁选机与永磁体
31 一文读懂辐射磁环
32 永磁体的温度稳定性:剩磁温度系数、矫顽力温度系数、可逆温度系数
33 钕铁硼的使用寿命—永磁体的长时间稳定性
34 烧结钕铁硼的成型工艺
35 磁钢如何空运?

Part 2. 磁学名词与概念

1 表磁和磁通量
2 磁滞回曲线
3 通过磁滞回线详解剩磁、矫顽力、内禀矫顽力和最大磁能积
4 表磁和磁通量
5 磁学单位SI制和CGS制的转换
6 15个磁材相关的基本概念
7 15个磁材相关的进阶概念
8 霍尔元件的工作原理
9 退磁的原理与方法
10 海尔贝克阵列 Halbach Array
11 环形海尔贝克阵列Halbach磁体阵列
12 磁性与磁矩
13 什么是磁钢的工作点和Pc值?如何计算Pc值?
14 磁矩与剩磁
15 退磁曲线方形度Q与膝点Hk
16 剩磁温度系数、矫顽力温度系数、可逆温度系数
17 磁场强度H和磁感应强度B,磁化强度M和磁极化强度J

18 磁畴

19 永磁材料的涡流损耗

20 永磁体的形状各向异性和退磁场与退磁因子

21 常见的磁路结构

22 相同性能和体积的磁体,吸力是一样的吗?

23 表磁的计算

24 永磁体磁场的有限元模拟(FEA仿真)

25 如何使用高斯计测量表磁

26 磁铁的吸力与磁吸组件


Part 3.  磁性材料

1 磁性与磁性材料的分类
2 永磁材料大赏
3 粘结钕铁硼
4 热压钕铁硼
4.1 热压和热变形钕铁硼磁体的性能
5 钐钴永磁体
6 SmFeN钐铁氮稀土永磁材料
7 AINiCo铝镍钴永磁材料

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