1、超强永磁体读后提纲杨瑞宁波工程学院材料所1 绪论1.1 永磁材料的功能特性与分类可用于制造磁功能器件的强磁性材料称为磁性材料。它包括硬磁材料、软磁材料、半硬磁材料、磁致伸缩材料、磁性薄膜、磁性微粉、磁致冷材料以及磁蓄冷材料等。其中硬磁材料（永磁材料）和软磁材料应用最广。永磁材料分为四类：铸造永磁材料、铁氧体永磁材料、稀土永磁材料和其他永磁材料。1.2 永磁材料的发展和寿命评估永磁材料的发展过程一般经历：基础研究期、发明期、发展期、成熟期和萎缩期。Nd-Fe-B 系永磁材料如今还在发展期，应用前景良好。1.3 稀土铁系永磁材料的种类与制造方法稀土铁系永磁材料是指以稀土与铁形成的金属间化合物为基体
2、的永磁材料。分类和制造工艺流程见书 P15-P16。2 永磁材料磁学基础永磁材料的主要技术性能指标是剩磁 Br、矫顽力 Hc（内禀矫顽力 Hci 和磁感矫顽力Hcb） 、磁能积（BH）m 和居里温度 Tc。Br 的极限值是磁极化强度 Js， （BH）m 的极限值是1/4Js2，而 Js 取决于该材料的磁性原子数和原子磁矩的大小。Hci 的极限值是材料的磁晶各向异性场 HA,它取决于磁晶各向异性常数 K1 和 K2。Tc 取决于材料内部相邻原子交换作用的强度。2.1 原子磁矩每一个原子都相当于一个元磁铁。原子磁矩主要来源于电子磁矩。对磁性材料来说，最重要的是 3d 过渡族金属和 La 系稀土金属
3、。其原子磁矩见书 P24。按照物质磁性不同，可将物质分为抗磁性、顺磁性、反铁磁性、铁磁性和亚铁磁性。前三种属于弱磁性，后两种属于强磁性。2.2 技术磁化与反磁化过程技术磁化过程与反磁化过程分为四个阶段：见 P44，图 2-17。2.3 永磁材料的技术磁参量可分为非结构敏感参量即内禀磁参量（Ms、Tc）和结构敏感磁参量（Br、Hc、 （BH）m） 。前者主要由材料的化学成分和晶体结构来决定；后者除了与内禀磁参量有关外，还与晶粒尺寸、晶粒取向、晶粒缺陷、掺杂物有关。1 饱和磁化强度 Ms，越高越好。其取决于组成材料的磁性原子数、原子磁矩和温度。2 居里温度 Tc：强铁磁体由铁磁性或亚铁磁性转变为顺
4、磁性的临界温度，也叫居里点。Tc 高的材料工作温度可提高，也有利于提高磁性材料的温度稳定性。3 各向异性场 HA：沿难磁化轴使铁磁体磁化到饱和所需要的磁化场。其本质是磁晶各向异性。测量各向异性场的方法主要有磁化曲线交点法和奇点探测法（SPD） 。图 2-234 剩磁 Br（Mr） ，主要取决于 Ms 和 i(第 i 个晶粒的 Ms 方向与外磁场的夹角)。5 矫顽力：铁磁体磁化到饱和以后，使它的磁化强度或磁感应强度降低到零所需要的反向磁场。各种材料矫顽力见表 2-8。6 磁能积（BH）m，即永磁体的能量。3 稀土铁系相图及其化合物镧系金属元素为稀土金属（也包括钪和钇） ，前 7 个是轻稀土元素，
5、后 8 个是重稀土元素。高性能 Nd-Fe-B 系永磁合金的原子分数为 12%-17%Nd，6%-8%B，余 Fe。具体三元相图及其化合物见书第三章。4 稀土铁系化合物的晶体结构与内禀磁特性R2Fe14B 为四角晶体，图 4-2，表 4-3，表 4-4。R1+ Fe4B4有两种不同的结构，表 4-9，表 4-10。4.1 R2Fe14B 化合物的磁矩和磁极化强度Js 是材料获得高 Br 和高（BH）m 的基础，材料的 Js 由原子磁矩和分子磁矩来决定的。Js= 0d sR2Fe14B 化合物中原子磁矩各不相同，表 4-13，表 4-14.4.2 R2Fe14B 化合物的磁晶各向异性通常用磁晶各向异性常数 K1（随温度变化）或 K1+K2，或各向异性场 HA=2（K1+K2）/ 0Ms 来表示磁晶各向异性的大小。磁晶各向异性场 HA是材料内禀矫顽力的极限值。R2Fe14B 化合物的磁晶各向异性见图 4-17 和表 4-16。磁化强度方向（即磁结构或易磁化方向）随温度而变化的现象称为自旋再取向。发生自旋再取向的起始温度用 Ts 表示，称为自旋再取向温度。不同稀土元素的 R2Fe14B 的自旋再取向温度不同。5 烧结 Nd-Fe-B 系永磁材料的制造原理与技术
