永磁材料是怎么分類的呢？

來源：懂磁帝-找磁材、新材料智庫、霍知節(jié)-新材料產(chǎn)業(yè)

永磁材料又稱硬磁材料，是指磁化后撤銷外磁場仍能保持恒定磁性，且矯頑力較高不易退磁的材料。永磁材料作為一種重要的基礎(chǔ)性磁性功能材料，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣闊。按照原料的不同主要分為稀土永磁材料、鐵氧體永磁材料、金屬永磁材料和復(fù)合永磁材料四類。

稀土永磁材料

1942-1945年，“曼哈頓工程”使稀土金屬的化學(xué)分離技術(shù)得到長足發(fā)展。1946-1952年稀土金屬的研究突飛猛進，并對不同的稀土元素對合金鋼的組織及機械性能影響的研究不斷深入，于是稀土被應(yīng)用到永磁材料中。迄今為止，稀土永磁材料已經(jīng)歷第1代SmCo5，第2代沉淀硬化型Sm2Co17，發(fā)展到第3代Nd-Fe-B永磁材料。

第1代稀土永磁SmCo5合金，具有CaCu5型晶體六角結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使SmCo5化合物有較高的磁晶各向異性，沿c軸是易磁化方向。SmCo5具有很高的磁晶各向異性常數(shù)，其理論磁能積可達244.9 kJ/m3。其研究始于1959年，美國貝爾實驗室的Nesbitt對稀土-鈷（R-Co）金屬間化合物磁性能進行研究，主要是研究測量GdCo5磁性情況。1960年，美國海軍奧德南斯實驗室的Hubbard等人，發(fā)現(xiàn)GdCo5具有較強的磁晶各向異性。1967年，美國Dayton大學(xué)的Strnat等人，采用粉末冶金法制作出第1塊YCo5永磁體，**磁能積為1 MGOe。之后，他們又用同樣的方法制備了SmCo5磁體，磁能積達到5.1 MGOe，標(biāo)志著稀土永磁時代的開啟。1968年，荷蘭菲利普的Vege和Buschow等人制備出**磁能積高達18.5 MGOe的SmCo5磁體，矯頑力為15.8 kOe，刷新了當(dāng)時永磁材料磁能積的記錄。20世紀(jì)70年代，SmCo5永磁體已經(jīng)實現(xiàn)商品化，因其含較多戰(zhàn)略金屬鈷和儲量較少的稀土金屬釤，原材料價格昂貴，故發(fā)展前景受限。

第2代稀土永磁Sm2Co17合金，在高溫下是穩(wěn)定的Th2Ni17型六角結(jié)構(gòu)，在低溫下為Th2Zn17型的菱方結(jié)構(gòu)。Sm2Co17是很理想的永磁材料，鐵部分取代Sm2Co17化合物中的鈷，所形成Sm2(Co1-xFex)17合金的磁化強度提高。當(dāng)x=0.7時，Sm2(Co0.3Fe0.7)17合金的理論**磁能積可達525.4 kJ/m3。1977年，Ojima等人用粉末冶金法研制Sm(Co,Cu,Fe,Zr)7.2永磁體，其**磁能積(BH)max =238.8 kJ/m3(30 MGOe)，這標(biāo)志著第2代稀土永磁材料的誕生。目前，Sm(Co,Cu,Fe,Zr)7.2永磁體的最高磁能積已達到264 kJ/m3(33 MGOe)?；谄洫毺氐膬?yōu)良的磁穩(wěn)定性、高溫磁性能、優(yōu)異的抗氧化及抗腐蝕性，仍被廣泛應(yīng)用于航空航天、國防軍工、高端電機等領(lǐng)域。

第3代稀土永磁釹鐵硼（NdFeB）合金，是稀土鐵系永磁材料的領(lǐng)跑者。1982年日本和美國共同研發(fā)的，1983年實現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)。其主要成份由稀土元素如釹（Nd) 、鐵元素（Fe) 和硼元素（B）構(gòu)成，稀土元素約占25%～35%，鐵元素約占65%～75%，硼元素約占1%。其分子式為Nd2Fe14B ，可根據(jù)實際需求改變其配比或添加其他元素來改善其性能。釹鐵硼是目前世界上磁能積最高的永磁材料，被譽為“現(xiàn)代永磁之王”。釹鐵硼稀土永磁體誕生，是永磁材料領(lǐng)域一次革命性的變革，具有劃時代的意義。

1、釹鐵硼永磁材料是目前應(yīng)用最廣、性價比最高的稀土永磁材料，是繼鐵氧體后第二大用量的永磁材料，它的出現(xiàn)也是永磁體材料發(fā)展史上的重要里程碑。

2、釹鐵硼是目前應(yīng)用廣泛，發(fā)展迅速的磁鐵產(chǎn)品。釹鐵硼從發(fā)明到現(xiàn)在的廣泛應(yīng)用，也不過20多年的時間。由于其擁有的高磁性能和易加工性，價格不是很高，因此應(yīng)用領(lǐng)域擴大迅速。

3、釹鐵硼非常容易被腐蝕。因此，成品大多要進行電鍍或者涂裝。常規(guī)采用的表面處理包括：鍍鎳(鎳銅鎳），鍍鋅，鍍鋁，電泳等。如果工作在密閉環(huán)境里，也可以采用磷化的方式。由于釹鐵硼的高磁性能，在很多場合，被用來替代其他磁性材料，用以減小產(chǎn)品體積。假如用鐵氧體磁鐵，現(xiàn)在的手機尺寸，恐怕不會小于半塊磚頭。

鐵氧體永磁材料

1、鐵氧體是一種非金屬磁性材料，又稱磁性陶瓷，是以氧化鍶或氧化鋇及三氧化二鐵為原料，通過陶瓷工藝方法制造而成。我們拆開傳統(tǒng)收音機，里面的那個喇叭磁鐵，就是鐵氧體的。

2、鐵氧體的磁性能不高，目前磁能積（衡量磁鐵性能高低的參數(shù)之一）只能做到4MGOe稍微高一些。由于其原料價格便宜且生產(chǎn)工藝相對簡單，永磁鐵氧體價格較其它永磁材料而言相對低廉。目前，仍然廣泛應(yīng)用在很多領(lǐng)域。

3、鐵氧體是陶瓷，因此，加工性能也與陶瓷類似，鐵氧體磁鐵，都是模具成形，燒結(jié)出來的，若需加工，也只有進行簡單的磨削。由于很難進行機械加工，因此鐵氧體產(chǎn)品，大多形狀簡單，而且尺寸公差比較大。方塊形狀產(chǎn)品還好，可以進行磨削。圓環(huán)形的，一般只磨削兩個平面。其他尺寸公差，都是按照名義尺寸的百分比給定的。

4、由于鐵氧體應(yīng)用廣泛價格低廉，因此，很多廠家會有現(xiàn)成的常規(guī)形狀和尺寸的圓環(huán)，方塊等產(chǎn)品可供選擇。由于鐵氧體是陶瓷材質(zhì)，因此基本不存在腐蝕問題。成品不需要進行電鍍等表面處理或者涂裝。

金屬永磁材料

泛指金屬Fe基和Co基(不包括稀土金屬)合金磁體，如鋁鎳鈷AlNiCo、鐵鉻鈷FeCrCo等。鋁鎳鈷以鐵、鎳、鋁元素為主要成分，還含有銅、鈷、鈦等元素，具有高剩磁和低溫度系數(shù)，磁性穩(wěn)定；分鑄造合金和粉末燒結(jié)合金兩種。20世紀(jì)30～60年代應(yīng)用較多，現(xiàn)多用于儀表工業(yè)中制造磁電儀表、流量計、微特電機、繼電器等。

鐵鉻鈷以鐵、鉻、鈷元素為主要成分，還含有鉬和少量的鈦、硅元素。其加工性能好，并可通過塑性變形和熱處理提高磁性能。用于制造各種截面小、形狀復(fù)雜的小型磁體元件。