【正文】 NdFeB系合金的另外一個最大的優(yōu)點(diǎn)是原材料豐富 ， 價(jià)格便宜 ， 其價(jià)格只相當(dāng)。 自 1983年問世以來發(fā)展極為迅速 ， 目前此類材料磁性已達(dá)如下的水平：最大磁能積 kJ/m3， 矯頑力 。但作為一種優(yōu)異的永磁材料，在工業(yè)中廣泛應(yīng)用于制作精密儀器和微波器件。 3. 3 永磁材料 － 主要永磁材料 著 Fe含量的增多，內(nèi)稟飽和磁化強(qiáng)度迅速提高 以Sm2 Co17型化合物為基的ReCo17型永磁材料 SmCoCu系 SmCoCuFe系 SmCoCuFeM系(M=Zr,Ti,Hf,Ni) 低 Cu含量的合金矯頑力低 ，高 Cu含量的合金矯頑力雖得到較大提高 ， 但飽和磁化強(qiáng)度偏低 ， 居里溫度也顯著降低 ， 不能實(shí)用 加入少量的 Zr,Ti,Hf,Ni等元素，進(jìn)一步提高磁性能 商業(yè)化材料 磁性能優(yōu)于 SmCo5，其 Tc為 840～ 870℃ ，磁感溫度系數(shù)也優(yōu)于 SmCo5，可在 60～ 350℃ 范圍工作；同時(shí)合金中 Sm和 Co的含量低于 SmCo5，具有較低的原料成本。 用 Pr 、 Ce或 Mm(混合稀土 )取代部分 Sm， 可適當(dāng)降低成本 ， (SmPr)Co5磁體的磁能積最高可達(dá)到。 采用強(qiáng)磁場取向等靜壓和低氧工藝 ， SmCo5的 (BH)max達(dá)、 居里溫度為 740℃ ， 可在 50℃ ～150℃ 的溫度范圍內(nèi)工作 ， 是一種較為理想的永磁體 ， 其缺點(diǎn)是含有較多的戰(zhàn)略金屬鈷 ( ～w(Co)66%)和蘊(yùn)藏量稀少的稀土金屬元素 Sm。 稀土永磁合金 ReCo 永磁稀土 Co永磁 鐵基稀土永磁型 Nd2Fe14B合金為代表的ReFeB系永磁材料 1:5型 ReCo磁體 SmCo5 單相與多相合金 第一代稀土永磁；二十世紀(jì)六十年代 2:17型 ReCo磁體 Sm2Co17基合金 二十世紀(jì)七十年代 。 性能特點(diǎn)： 高剩磁 Br ， Hc ， (BH)max 76kJ/m3。此類合金可以通過成分調(diào)節(jié)將其低的單軸各向異性常數(shù)提高到鋁鎳鈷合金的水平。 3. 3 永磁材料－ 主要永磁材料 3. 3 永磁材料－ 主要永磁材料 燒結(jié)鐵氧體產(chǎn)品 性能特點(diǎn)： Tc： 450～ 460℃ ， 具有高矯頑力和低剩磁 ， 但剩磁和最大磁能積偏低 ,其剩磁溫度系數(shù)是鋁鎳鈷磁體的 10倍 ， 不適于制作要求高穩(wěn)定性的精密儀器； 在產(chǎn)量極大的家用電器 、 音響設(shè)備 、 揚(yáng)聲器 、電機(jī) 、 電話機(jī) 、 笛簧接點(diǎn)元件和轉(zhuǎn)動機(jī)械等方面得到普遍應(yīng)用 ， 是目前產(chǎn)量和產(chǎn)值最高的永磁材料 。 各向異性磁體是在壓制成型過程中加上強(qiáng)磁場 ， 使鐵氧體的單疇粒子在磁場下轉(zhuǎn)動 ， 得到易磁化軸與磁場方向一致的強(qiáng)各向異性磁體 。 制備方法： 以 Fe2O BaCO3和 SrCO3為原料 ， 經(jīng)混合 、 預(yù)燒 、 球磨 、 壓制成型 、 燒結(jié)制成 。6Fe2O3)。 （ 二 ） 永磁鐵氧體 主要種類： 鋇鐵氧體 (BaO 性能特點(diǎn)： 高剩磁與低溫度系數(shù) ， 最大磁能積僅低于稀土永磁 。 制備方法： 鑄造磁鋼與燒結(jié)磁鋼，鑄造鋁鎳鈷合金具有生產(chǎn)工藝簡單和產(chǎn)品性能高等特點(diǎn)。包括鋁鎳型、鋁鎳鈷型和鋁鎳鈷鈦型三種。 主要性能要求： 高的磁能積 ， 高的轎頑力 ， 高的居里點(diǎn) ， 高穩(wěn)定性 ， 好的經(jīng)濟(jì)性 。 典型的硬磁材料主要包括鋁鎳鈷系永磁 、 鐵氧體永磁和稀土系永磁 。 硬磁材料的磁滯回線又寬又高 ， 有較大的矯頑力 ， 典型只為 104～ 106A/m。 (二 ) 快淬微晶與超微晶合金 二、硬磁材料 硬磁材料是具有很強(qiáng)的抗退磁能力和高的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度的強(qiáng)磁性材料 ， 又稱永磁材料 。 快速凝固 非晶＋納米晶復(fù)合 軟磁合金： 在非晶態(tài)FeBSi合金基礎(chǔ)上通過 Cu、 Nb、 Zr等元素合金化發(fā)展起來的合金 。 此類合金的成分范圍很寬 ， 在性能上可以與坡莫合金相比 。 此類材料的飽和磁感 、 動態(tài)磁導(dǎo)率 、 矯頑力、 損耗等性能高于鐵基而低于鈷基非晶態(tài)合金 。 具有很高的磁導(dǎo)率 、 很低的矯頑力和損耗 、 良好的高頻性能 ， 適于制作電子變壓器 、 磁記錄頭 、磁放大器等電子元件；主要性能特點(diǎn)和應(yīng)用范圍同高鎳坡莫合金相對應(yīng) 。 不足之處在于飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度低于硅鋼 ， 帶材較薄因而填充系數(shù)較低 ， 存在退火脆化問題及成本偏高等 。 用途： 對應(yīng)于硅鋼和中鎳含量的鐵鎳合金 ， 主要用于功率器件如配電變壓器 、 電力變壓器 、 電動機(jī)等 。 還可按磁性分為高飽和磁感和高磁導(dǎo)率兩類 。 （一） 非晶態(tài)合金 非晶態(tài)軟磁合金分類 :(1)過渡金屬 類金屬系 (TMM)，其中 Fe， Ni， Co等磁性元素一般占 70～ 84%， 類金屬元素 B， Si， C， P占 16～ 30%； (2)稀土 過渡金屬系 (RETM)； (3)過渡金屬 金屬系 (TMMT)， 其中 Fe，Ni， Co等過渡元素含量約 90%， 金屬元素 Zr， Hf等約10%。 磁流體中磁粉與機(jī)油的比例一般為 4:1， 與硅油的比例為 8:1。 當(dāng)加上磁場時(shí) ， 使磁性粉末磁力線方向上連續(xù)排列起來 ， 使表觀粘度增高 ，從而實(shí)現(xiàn)百分之百的連接 。 3. 2 軟磁材料－ 其它軟磁材料 （ 三 ） 磁流體 在連動系統(tǒng)機(jī)械中 ， 為了控制機(jī)械部件的相互連接 ， 通常使用磁性離合器 。 (二 ) 磁屏蔽材料 在一些場合 ， 如小型通訊機(jī)和電子儀器中 ， 各種線圈或變壓器裝配位置緊密 ， 必須進(jìn)行電磁屏蔽 。 3. 2 軟磁材料－ 磁記錄材料 巨磁阻硬盤磁頭 （ 一 ） 磁致伸縮材料 利用磁致伸縮現(xiàn)象 ， 可將電震蕩轉(zhuǎn)變成超聲波振動；因此磁致伸縮材料主要用于超聲波發(fā)生器的振子 (鐵心 )。 其中應(yīng)用最多最普遍的是多晶熱壓鐵氧體 ， 其最大缺點(diǎn)是磁頭縫隙附近容易產(chǎn)生剝落 ， 從而導(dǎo)致磁記錄質(zhì)量的下降 。 缺點(diǎn)是對合金成分的變化非常敏感 ， 又硬又脆 ， 難加工 ， 使磁頭價(jià)格昂貴 。 該合金制備的磁頭具有高的耐磨性和優(yōu)良的高頻特性 。 3. 2 軟磁材料－ 磁記錄材料 3. 2 軟磁材料－ 磁記錄材料 鐵硅鋁合金 :(Few(Si)%w(Al)%)的導(dǎo)磁率與高鎳的 FeNi合金相當(dāng) ， Hv達(dá) 500， 飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度約 1T， 電阻率 110 108 通過調(diào)節(jié)成分和適當(dāng)?shù)淖罱K熱處理 ， 使合金元素在基體內(nèi)形成有限固溶體和對疇壁運(yùn)動無阻礙作用的極微細(xì)的 (小于疇壁寬度 )均勻沉淀相 ， 從而使合金在保持高導(dǎo)磁率的同時(shí)得到固溶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化 ， 制備出高硬度低應(yīng)力敏感性的高導(dǎo)磁合金 。 （二）磁頭材料 用途：從磁記錄介質(zhì)中讀出信號 用途： 高磁導(dǎo)率、低矯頑力和高電阻率之外，還要求高的耐磨性和低應(yīng)力敏感性 。 Co的加入提高了材料的矯頑力 (78000A/m)， 但居里溫度有所下降 (520℃ )。 粉末尺寸： 10 mm量級 3. 2 軟磁材料－ 鐵芯材料 粉芯產(chǎn)品示例 3. 2 軟磁材料－ 鐵芯材料 3. 2 軟磁材料－ 磁記錄材料 （一） 磁記錄介質(zhì)材料 要求 :材料具有高的剩余磁化強(qiáng)度 、 陡的 BH曲線 、大的 B/H值 、 微細(xì)的粒子尺寸 、 粒子磁性的一致性及合適的矯頑力值 。 氧化物粉心材料主要有 MnZn、 NiZn系復(fù)合鐵氧體 。 在高溫高壓下 ， 使 Fe和 CO發(fā)生反應(yīng)， 可以制成羰基鐵 Fe2(CO)5， 然后在 350℃ 使其分解 ， 可以得到尺寸均勻的球狀純鐵顆粒；混以適當(dāng)?shù)慕^緣劑并壓制成型 ， 可作相對初始磁導(dǎo)率為 5～ 20的高頻低磁導(dǎo)率的鐵心使用 。 將磁性材料制成粉末，在粉末顆粒之間加上絕緣物質(zhì)，用壓縮成型的辦法制成磁心，使用頻率可以提高到幾百 MHz。 低鎳的 FeNi36%合金的 Bs和電阻率 ρ 介于 1J50和 1J54合金之間 ， 合金價(jià)格便宜 ， 主要用于要求高 Bs， 而對磁導(dǎo)率要求不高的條件下制備高頻濾波器 、 脈沖變壓器及靈敏斷電器等 。 1J46和 1J50合金主要用于制作小功率變壓器 、 微電機(jī) 、 繼電器 、 扼流圈和電磁離合器的鐵心 ， 以及磁屏蔽罩 、 話筒震動膜等 。 3. 2 軟磁材料－ 鐵芯材料 Bs（ 約 1T） 、 磁導(dǎo)率和矯頑力介于高磁飽和材料和高導(dǎo)磁材料之間 ， 電阻率較高 。 對合金進(jìn)行橫向磁場熱處理 (外加磁場方向垂直于使用中的磁化方向 )， 可使其磁化率在很大范圍內(nèi)保持恒定不變 。 恒導(dǎo)磁率的獲得：冷軋后于 1000℃ 下進(jìn)行再結(jié)晶退火 ， 可以得到 (001)[100]織構(gòu) 。m 高導(dǎo)磁合金 在弱場下具有很高的初始磁導(dǎo)率和最大磁導(dǎo)率，有較高的電阻率，因而適合在交流弱磁場中使用，如各種音頻變壓器、互感器、磁放大器、音頻磁頭、精密電表中的動片與靜片等。 我國的高鎳高導(dǎo)磁合金有六個牌號 :1J7 1J7 1J7 1J80、 1J85和 1J86，鎳含量 76%～ 86%。 3. 2 軟磁材料－ 鐵芯材料 坡莫合金的 熱處理 避免 超結(jié)構(gòu)相 Ni3Fe形成 Ni－ Fe在 600℃ 以下的冷卻過程中發(fā)生有序化轉(zhuǎn)變形成 Ni3Fe；不利于磁性能 。 根據(jù) Ni含量對合金磁性能的影響 ，F(xiàn)eNi合金分為高導(dǎo)磁 、 恒導(dǎo)磁率 、 中磁飽和中磁導(dǎo)率材料等 。當(dāng) Ni量接近 80%時(shí) ， FeNi合金的 K1和 λ同時(shí)變?yōu)榱?，能獲得高的磁導(dǎo)率 。 但價(jià)格昂貴 。 鐵鈷合金 具有高的磁導(dǎo)和 的 Bs， 適用于小型化 、輕型化以及有較高要求的飛行器及儀器儀表元件的制備 ， 制造電磁鐵極頭和高級耳膜震動片等 。 實(shí)際應(yīng)用的鐵鈷合金主要有Fe64Co35V1( 或 Fe64Co35Cr1) 和 (Fe50Co50) 。 國外牌號為 Permendur。取向鋼帶在軋制方向的鐵損僅為橫向的 1/3， 磁導(dǎo)率比約為 6:1， 其鐵損約為熱軋帶的 1/2， 磁導(dǎo)率為后者的 。 最難磁化的 [111]軸與軋制方向成 。 電工硅鋼片 熱軋硅鋼片（ DR） 冷軋無取向硅鋼片（ DW） 冷軋單取向硅鋼片（ DQ） 電訊用冷軋單取向硅鋼片（ DG） 中國 2022年底停止生產(chǎn) 3. 2 軟磁材料－ 鐵芯材料 在冷軋單取向硅鋼帶中 ， 晶粒整齊一致地排列成高斯 (GOSS)織構(gòu) ， 如圖 316示意 ， 晶體的 (110)面與軋制平面平行 ， 易磁化的 [001]軸在軋制方向上 。冷軋硅鋼的含硅量不超過 %，否則的材料冷軋十分困難。 主要用于制造大電流 、頻率 50～ 400Hz的中 、 強(qiáng)磁場條件下的電動機(jī) 、 發(fā)電機(jī) 、 變壓器等；中 、 弱磁場和較高頻率 (達(dá) 10KHz)條件下的音頻變壓器 、 高頻變壓器 、 電視機(jī)與雷達(dá)中的大功率變壓器 、 大功率磁變壓器 、 以及各種繼電器 、 電感線圈 、 脈沖變壓器和電磁式儀表等； 3. 2 軟磁材料－ 鐵芯材料 與 熱軋硅鋼相比 ， 冷軋硅鋼的 Bs高 ，其厚度均勻、尺寸精度高、表面光滑平整，從而提高了填充系數(shù)和材料的磁性能。 電工硅鋼片中 Si的含量在 ～ %Si。 3. 2 軟磁材料－ 鐵芯材料 （二）電工硅鋼片（ FeSi軟磁合金） 鐵中加 Si的作用： 可提高鐵的最大磁導(dǎo)率 ， 增大電阻率 ， 還可顯著改善磁性時(shí)效 。 引起時(shí)效的原因是由于在 Fe中含有 N，逐漸形成鐵的氮化物所致 。 純鐵的自然磁時(shí)效現(xiàn)象： 即隨著時(shí)間的增長 ， 材料的矯頑力上升 ， 磁導(dǎo)率下降 。 3. 2 軟磁材料－ 鐵芯材料 工業(yè)純鐵的熱處理： 純鐵材在加工成元件后必須經(jīng)過熱處理才能獲得好的軟磁性能 3. 2 軟磁材料－ 鐵芯材料 人工時(shí)效處理： 克服純鐵嚴(yán)重的自然磁時(shí)效現(xiàn)象 ，為保持純鐵元件的磁穩(wěn)定性 ， 須在熱處理后進(jìn)行100℃ ， 保溫 100小時(shí)的人工時(shí)效處理 。 通過去雜質(zhì)退火處理來降低材料中雜質(zhì)的含量 。 保護(hù)條件下 860～930℃ ， 保溫 4小時(shí)后隨爐冷卻 。 3. 2 軟磁材料－ 非晶態(tài)、微晶與納米 晶軟磁合金 最常見的是電磁純鐵 ， 名稱為電鐵 (代號 DT)， 含碳量低于 %的 FeC合金 ， Bs達(dá) ， 其供應(yīng)狀態(tài)包括鍛材 、 管材 、 圓棒 、 薄片或薄帶等 。早在1890年熱軋純鐵就用于制造電機(jī)和變壓器鐵芯。 要求： 低的矯頑力、高的磁導(dǎo)率和低的鐵損。 軟磁材料的特性 高的磁導(dǎo)率和磁感應(yīng)強(qiáng)度； 矯頑力和磁滯損耗低； （ 矯頑力一般小于1kA/m） 電阻率較高 ， 反復(fù)磁化和退磁時(shí)產(chǎn)生的渦流損耗小 。 分類： 高磁飽和材料，中磁飽和中導(dǎo)磁材料，高導(dǎo)磁材料，高硬度、高電阻、高導(dǎo)磁材料，矩磁材料，恒磁導(dǎo)率材料，磁溫度補(bǔ)償材料，磁致伸縮材料。(記憶元件 ) H B H B H B 3. 1 磁