稀土永磁材料在电子工业和军工上的特殊用途
2017-03-15 11:39:56| 分类：
科研
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一、稀土
稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57 到71 的15种镧系元素氧化物，以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc) 和钇(Y)共17 种元素的氧化物。
二、磁铁矿
磁铁矿的化学成分为Fe3O4，晶体属等轴晶系的氧化物矿物。因为它具有磁性，中国古代又称为慈石、磁石、玄石。在地球上，岩石经变质或热液作用在成岩过程中受到地磁场的磁化作用，获得微弱磁性，并且被磁化的岩石的磁场与地磁场具有一致性。
三、居里点
著名物理学家皮埃尔·居里(居里夫人的丈夫)在自己的实验室里发现磁石的一个物理特性，就是当磁石加热到一定温度时，原来的磁性就会消失。后来，人们把这个温度叫"居里点"。
四、稀土永磁材料
稀土永磁材料是指稀土金属和过渡族金属形成的合金经一定的工艺制成的永磁体材料（称为稀土永磁材料）。
第一代稀土永磁材料钐钴磁体的诞生，曾经使钐在上个世纪70年代成为稀土家族中“红级一时”的成员。先是SmCo5于1969年问世。20世纪70年代末又出现第二代稀土永磁材料Sm2Co17，其最大磁能积达到30兆高奥（240千焦耳/米3）。由于钐钴永磁不但磁性强，而且具有很高的矫顽力（抗反磁场性能）和优异的高温使用性能，成为当时电子工业和军工特殊用途的新宠。
五、稀土永磁材料特性
稀土永磁材料是不同的稀土元素和过渡金属(Fe，Co，Ni等)组成的金属间化合物，稀土永磁体不仅具有很高的剩磁感应强度，很高的磁能积，而且具有很高的矫顽力，这一点是当今任何永磁材料所无法相比的。目前，采用烧结法制造的钴基稀土永磁体的矫顽力可达800KA/m;铁基烧结稀土永磁体的矫顽力可做到850kA/m。
现分为第一代（RECo5）、第二代（RE2TM17）和第三代稀土永磁材料（NdFeB）。新的稀土过渡金属系和稀土铁氮系永磁合金材料正在开发研制中，有可能成为新一代稀土永磁合金。
由于稀土永磁材料的高磁能积和高矫顽力等优异的特性，其优点：
(1)高的磁特性：具有很高的剩磁感应强度B，很高的磁能积(B.H)和很高的矫顽力(特别是高的内禀矫顽力)。
(2)直线退磁特性：它们的退磁曲线基本为直线，恢复线与退磁曲线相重合，可逆磁导率接近于1.0。
(3)耐温高：烧结钴基稀土永磁体的居里温度可达850摄氏度，因此可适应高温环境工作，钴基稀土永磁体的工作温度可达300摄氏度。
(4)温度稳定性较好：钴基稀土永磁体的剩磁感应强度可逆温度系数可做到0.03%，其水平接近铝镍钴永磁体。
六、稀土永磁材料的应用
稀土永磁材料广泛应用于计算机、汽车、仪器、仪表、家用电器、石油化工、医疗保健、航空航天等行业中的各种微特电机，核磁振共振设备、电器件、磁分离设备、磁力机械、磁疗器械等需产生强间隙磁场的元器件。
1969年7月20日，美国载人宇宙飞船“阿波罗11号”首次成功登上月球，实现了人类登月梦想，是人类研究宇宙、探索宇宙的一个里程碑。在阿波罗多次登月计划的顺利实现中，导航系统上采用了钐钴永磁体，也保证了以后一系列航天计划的顺利实施。钐钴永磁材料在阿波罗上的应用被看作稀土用于尖端技术的典范。由此也使金属钐在当时一时“洛阳纸贵”，身价倍增。
近二十多年来更是得到迅速发展的一种新颖永磁材料。现已经在许多领域里得到了广泛的应用，成为当代新技术的重要物资基础。自80年代以来利用钐钴合金做稀土永磁电机。产品类型包括伺服电动机、驱动电动机、汽车启动机、地面军用电机、航空电机等，部分产品出口。稀土永磁材料已在机械、电子、仪表和医疗等领域获得了广泛应用。
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