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蓬勃发展的稀土磁效应材料

2020
10/12
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稀土元素独特的物理化学性质,决定了它们具有极为广泛的用途。稀土元素具有独特的4f电子结构,大的原子磁距,很强的自旋轨道藕合等特性,与其它元素形成稀土配合物时,配位数可在3~12之间变化,并且稀土化合物的晶体结构也是多样化的

蓬勃发展的稀土磁效应材料

蓬勃发展的稀土磁效应材料

    稀土元素独特的物理化学性质,决定了它们具有极为广泛的用途。稀土元素具有独特的4f电子结构,大的原子磁距,很强的自旋轨道藕合等特性,与其它元素形成稀土配合物时,配位数可在3~12之间变化,并且稀土化合物的晶体结构也是多样化的。在新材料领域,稀土元素丰富的磁学、电学、热学、及光学特性得到了广泛应用。稀土磁效应材料是重要的一组稀土新材料,主要包括稀土永磁材料、稀土超磁致伸缩材料、稀土磁致冷材料、稀土巨磁电阻材料、稀土磁光存储材料等。

稀土永磁材料

    磁性材料早在3000多年前就被人们所认识。公元前4世纪,我国就有了关于磁石吸铁的文字记载。作为我国古代四大发明之一的指南针,则是历史上对磁体很早的技术应用。尽管如此,直到上个世纪末,随着对物质磁性研究的深入和工艺技术水平的提高,永磁材料的应用和研究才可谓开始。

    在历史上起过重要作用的永磁材料有碳钢、钨钢、钴钢、铁镍铝材料。1935年列宁格勒的科学家在《Nature》上发表一篇短文:Nd-Fe材料具有高于340kA/m4.27KOe矫顽力。从此,稀土永磁材料才逐渐被认识和发展。

   1966年,美国学者k.j.Strant等人在实验室研制出BHmax=40kJ/M3约5.1MGOe的SmCo5粉末粘结永磁材料,成为第 一代稀土永磁材料诞生的里程碑。1977年日本的T.Ojima等人利用粉末冶金法研制出BHmax=30MGOe的SmCoCuFeZr7.2永磁材料,达到当时实用永磁体磁能积的高值,标志着第 二代稀土永磁材料诞生。1983年,日本住友特殊金属公司的M.Sgawa等人用粉末冶金方法制备钕铁硼磁体的磁能积BHmax高达36.5MGOe和美国通用汽车GM公司宣布了以Nd2Fe14B相为基的实用磁体开发成功,标志第三代钕铁硼永磁材料诞生。

  从1-5型1966年、2-17型1977年到2-14-1型1983年,仅用了17年时间,稀土永磁材料有了三次大飞跃。 钕铁硼永磁材料是国家重 点鼓励发展的高科技产业,高性能钕铁硼烧结磁体主要应用于微波通讯、计算机、航天、汽车、仪器仪表、医疗及生物等领域,具有十分广阔的市场前景。目前,全世界烧结钕铁硼永磁体的年平均增长率为25%,我国的钕铁硼企业充分利用稀土大国的资源优势,发展势头强劲,年平均增长率为40%以上。

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