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高温下具有高耐蚀性的烧结钕铁硼磁体新配方
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作者:pro10845f02
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发布时间: 2014-06-24
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1983年，日本住友特殊金属公司的Sagawa等人首先采用粉末治金工艺研制出高性能钕铁硼永磁材料，宣告了第三代稀土永磁材料的诞生。同以前的稀土永磁材料相比，钕铁硼基稀土永磁材料的优点首先在于它以价格便宜的铁为主要成分，而且在磁体中含量较少的Nd也是较为丰富的稀土金属，大大降低了永磁体的价格；其次，富含高磁矩的铁原子使材料的饱和磁极化强度达到½Ms=1.6T，磁晶各向异性场。Ha=7T，形成了创记录的最大磁能积，最大磁能积的理论值高达512kJ/m3(64MGOe);另外，Nd2Fe14B具有四方结构，很容易成相。实际应用的烧结钕铁硼磁体主要由主相即硬磁相Nd2Fe14B及次要相富硼相和富钕相等组成。、
作为目前已知综合性能较好的永磁材料，钕铁硼永磁材料自发明以来一直是全世界研究者们研究的热点，并广泛地应用于社会生产生活的各个方面。进入二十一世纪后，随着全球计算机、电子、信息等高科技产业的飞速发展，钕铁硼磁体的产量更是进入高速增长时期。
目前用烧结钕铁硼磁体代替铁氧体磁铁已经成为电机行业的一个重要的发展趋势，特别是对于用于电动车辆和混合动力车辆的电机。随着钕铁硼磁体应用领域的拓展，其工作环境也越来越趋于复杂，对材料的耐腐蚀性提出了更高的要求。尤其是当用于发电机和电动机中时，往往会要求磁体在高温下具有好的耐腐蚀性。
而普通的钕铁硼磁体对空气、湿气和盐的耐腐蚀性较低。这一缺点严重制约了其在发电机和电动机中的应用。
因此，目前市场需要新的具有良好耐腐蚀性的钕铁硼磁体，以克服先前技术中所存在的缺陷。
为了改善烧结钕铁硼磁体的高温耐腐蚀性，目前采取两条技术路线。其一是提高钕铁硼磁体本身的耐腐蚀性，其二是在磁体表面上涂布涂层。但是耐腐蚀涂层的耐久性往往难以满足实际使用要求.
双相合金烧结法是近年来发展起来的一种新的制造烧结钕铁硼磁体材料的方法。该方法是通过使用两种成分的合金，经过粗破碎到一定程度后，然后按一定的比例混合、取向、压型，然后经过烧结、回火、检测等步骤制备磁体。
在中，借助双相合金烧结法，只需向烧结钕铁硼磁体中加入少量甚至微量的难熔金属就能大大改善钕铁硼磁体的高温耐腐蚀性。
这是因为在双相合金烧结法中，主相合金基本不熔化，包含在辅相合金中的难熔金属将主要分布于磁体中的晶界相内。这样一来只需少量难熔金属，就可以大大改善磁体的高温耐腐蚀性。同时，由于难熔金属主要分布在晶界相内，因此也不会损害钕铁硼磁体的磁性能。
现有技术中虽然也存在将难熔金属加入钕铁硼磁体中的尝试，但是这些尝试往往是将难熔金属加在了主相合金中。结果不但难熔金属的用量大，高温耐腐蚀性改善不明显，还不利地损害了磁体的磁性。
据恒志信网消息：为了克服现有钕铁硼磁体存在的缺陷，最新研制成功一种高温下具有高耐蚀性的烧结钕铁硼磁体新配方和生产方法。
钕铁硼磁体新配方包括：提供主相合金粉末配方，辅相合金粉末配方，混合主相合金粉末与辅相合金粉末比例，
将混合后的粉末在磁场中压制成型坯件，并在200Mpa以上的压强下等静压；将型坯件放入高真空烧结炉内烧结，制得烧结磁体。
钕铁硼磁体新配方与现有技术的钕铁硼磁体制备方法相比，只需向烧结钕铁硼磁体中加入少量甚至微量的难熔金属就能大大改善钕铁硼磁体的高温耐腐蚀性。同时，难熔金属的加入并不会损害钕铁硼磁体的磁性能。
将主合金磁体和含辅合金的最终磁体制成（OmmxlOmm和(D15mmx3mm两种规格的磁体，每种规格5个，共20个。随后进行HAST实验，实验条件是：130°C，0.26MPa，168小时。主合金磁体和含辅合金的最终磁体的失重情况见表1。耐腐蚀性测试：
在130°C和95%的相对湿度下持续168小时进行高压炉测试，检验制备磁体的高温耐腐蚀性。
测试结果所示，数据表明新制备的钕铁硼磁体表面腐蚀大大改善。具体而言，在130°C和95%的相对湿度下持续168小时的高压炉测试中，平均失重从1.71mg/cm2降到了0.19mg/cm2。
而相同测试条件下，市售的烧结钕铁硼磁体的典型的表面腐蚀通常则高达2mg/cm2。高温老化后的磁通量损失：
在150°C下老化1000小时后，测量磁体的磁通量损失。
而在同样老化条件下，新烧结钕铁硼磁体的磁通量损失仅为0.77%。
对于市售磁体的磁通量损失的要求是在工作温度下在3小时内的磁通量损失低于5%。可见，新磁体远高于这一要求。
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