稀土百科 | 纳米晶稀土永磁材料

着高技术产品对永磁材料性能的要求是:高剩磁、高的最大磁能积、高矫顽力，此外，还要求高的居里温度、良好的耐蚀性和热稳定性以及低的温度系数。永磁材料的发展经历了A1NiCo永磁体、硬磁铁氧体、Sm2Co系列合金永磁NdFeB 合金、Sm2Fe17Mx(M-C、N)、双相复合型纳米晶永磁合金等阶段。目前烧结 Nd2Fe14B稀永磁的磁能积已高达432kJ/m3，接近理论值512kJ/m3。

为了开发新一代高性能永磁材料，其主要研究方向是探索新型稀土永磁材料和研制纳米晶稀土永磁材料。纳米晶永磁材料是一种新型的永磁材料，它由硬磁相和软磁相组成，两相在纳米尺度内产生强烈的交换耦合，在外磁场作用下，软磁相的磁矩将停留在硬磁相磁矩的平均方向上，导致磁体出现剩磁增强效应。

理论预计纳米晶永磁材料的磁能积可超过800kJ/m;并且这类材料具有相对低的稀土含量和较好的化学稳定性，纳米晶永磁材料的高剩磁、高矫顽力和高最大磁能积的获得，关键在于其具有纳米级微结构。微磁学理论表明，稀土永磁相的晶粒尺寸只有低于 20nm 时，通过交换合才有可能增大剩磁值。研究发现矫顽力随晶粒尺寸的增大而急剧降低，其主要原因是具有纳米尺寸的粒子之间存在很强的相百作用。当晶粒尺寸较大时由于杂散磁场的作用部分抵消了粒子之间的交换耦合作用，导致剩磁、矫顽力和最大磁能积的下降。因此，纳米晶永磁材料的纳米尺度微结构是其永磁性的决定因素。稀土永磁材料获得纳米级微结构的主要制备方法包括熔体快淬法、机械合金化法、磁控溅射法、HDDR 法和热变形法等。