钕铁硼永磁及其在电机中的应用

王学正（上海跃龙有色金属有限公司）

    【摘  要】钕铁硼永磁磁性能优异，在电机中应用广泛。文中介绍美国、日本和我国研制钕铁硼永磁的概况及与其它永磁材料的性能比较，指出钕铁硼永磁在电机中的应用前景。

    【叙  词】钕铁硼系永磁材料性能应用电机

    稀土钕铁硼(ndfeb)具有高剩磁(br)、高矫顽力(hc)和高磁能积(bh)的特点，是当代****的高性能永磁材料，因而近年来生产应用发展很快。它应用于电机，可显著地提高永磁直流电机技术指标，大大减少电机的体积和重量。它和其它永磁直流电机相比，具有转矩大、效率高、重量轻、体积小、耗电省、节约材料等优点，是电机行业技术和产品结构变革的方向。因此国内外电机界正在竞相研制、积极开发，并努力根据市场需要实现产业化。

    1983年6月，日本住友特殊金属公司佐川开发了钕铁硼合金，使全世界磁学界和生产厂受到了极大的震动，各国立即掀起了一股研究钕铁硼的热潮。在短短的几年内，钕铁硼的理论研究和生产技术都有了飞跃的发展。

    利用烧结法制成的钕铁硼，国际上实验室的****记录，(bh) max达405.16kj/m3．为极限值的百分之77.6。我国在实验室的记录，(bh)max值达到415. 5kj/m³，为极限值的百分之79. 9，这个记录为包头稀土院谢宏祖高工等所创造。掺镝(dy)、钻(co)、铝(ai)、铌(nb)和镓(ga)等元素材料的热磁稳定性大大改善。为降低生产成本的还原扩散法已取得很大的进展，增加抗氧化因素的表面涂复等防蚀措施都已用于制造。

    目前粘结磁体只能用快淬粉末，使钕铁硼处于粉末状态仍具有高矫顽力的其它途径正在探索中。

    美国通用汽车公司已大量生产供应快淬钕铁硼粉。我国北京钢铁研究总院和上海钢研所已鉴定并开始批量生产。

    目前，对钕铁硼永磁体进行大规模研究的主要有日本、美国和中国3个国家。

    磁性材料用途广泛，全世界各种各样的磁性材料，产值达30亿美元，其中永磁材料占6亿美元，而稀土永磁材料有2亿多美元，约占磁性材料的百分之七.占永磁材料的1/3。

    近年来，国外许多公司陆续投入巨资，相继建成能力百吨级以上的钕铁硼专业工厂。日本有22家，其中烧结磁体生产厂有10家，日本住友公司(ssm)的粉末烧结ndfeb年生产能达480t。美国生产ndfeb的厂家有10家，其中美国通用汽车公司(gm)投资1亿美元，建成世界上****进的快淬mq磁粉生产线和磁体工厂，设计生产能力为450t。1987年竣工投产，百分之八十以上的磁粉推向世界。德国金匠公司(gs)的还原扩散钕铁硼粉，生产能力达到200t。

    目前西方各国钕铁硼的产量迅速增加。日本1988年钕铁硼永磁合金产量为370—400t，1990年已达1050t，预计2000年将达到6000t；美国1988年产量为240t，1990年达380t，预计2000年达3000t，递增速度为百分之三十至********，成为永磁材料发展最快的一种材料。

    我国由于拥有世界百分之八十的稀土资源，所以发展钕铁硼磁体具有得天独厚的优越条件，这几年对钕铁硼的研究迅速发展，取得的成果均在世界之列。目前参与钕铁硼研究和生产单位多达300多家，总生产能力约1000t。但实际产量，根据国务稀土办统计资料，1989年为53t，1990年为85. 62t。

    目前具有较高知名度、较大生产规模的企业有上海跃龙有色金属有限公司、宜宾899厂、吉林8272厂、中科院宁波三环磁厂、包头稀土院、电子部九所等。

    目前世界上永磁材料有4种，即铁氧体、铝镍钴、钐钻及钕铁硼，这4种材料磁性能及目前应用的比例如附表所示。从附表看出，钕铁硼磁能积及矫顽力****，是目前世界上最强的永磁体。

    理论推算，钕铁硼磁能积达517. 4kj/m³，目前实验室已突破398kj/m³大关。世界上突附表各种永磁材料的性能破318. 4kj/m³的有日本、美国和中国。从上面的对比知道，钕铁硼的磁能积比钐钻高1倍左右，而比铁氧体高10多倍，因此用钕铁硼磁体制成的器件，