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蓬勃發展的稀土磁效應材料

2020
10/12
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稀土元素獨特的物理化學性質,決定了它們具有極為廣泛的用途。稀土元素具有獨特的4f電子結構,大的原子磁距,很強的自旋軌道藕合等特性,與其它元素形成稀土配合物時,配位數可在3~12之間變化,并且稀土化合物的晶體結構也是多樣化的

蓬勃發展的稀土磁效應材料

蓬勃發展的稀土磁效應材料

    稀土元素獨特的物理化學性質,決定了它們具有極為廣泛的用途。稀土元素具有獨特的4f電子結構,大的原子磁距,很強的自旋軌道藕合等特性,與其它元素形成稀土配合物時,配位數可在3~12之間變化,并且稀土化合物的晶體結構也是多樣化的。在新材料領域,稀土元素豐富的磁學、電學、熱學、及光學特性得到了廣泛應用。稀土磁效應材料是重要的一組稀土新材料,主要包括稀土永磁材料、稀土超磁致伸縮材料、稀土磁致冷材料、稀土巨磁電阻材料、稀土磁光存儲材料等。

稀土永磁材料

    磁性材料早在3000多年前就被人們所認識。公元前4世紀,我國就有了關于磁石吸鐵的文字記載。作為我國古代四大發明之一的指南針,則是歷史上對磁體很早的技術應用。盡管如此,直到上個世紀末,隨著對物質磁性研究的深入和工藝技術水平的提高,永磁材料的應用和研究才可謂開始。

    在歷史上起過重要作用的永磁材料有碳鋼、鎢鋼、鈷鋼、鐵鎳鋁材料。1935年列寧格勒的科學家在《Nature》上發表一篇短文:Nd-Fe材料具有高于340kA/m4.27KOe矯頑力。從此,稀土永磁材料才逐漸被認識和發展。

   1966年,美國學者k.j.Strant等人在實驗室研制出BHmax=40kJ/M3約5.1MGOe的SmCo5粉末粘結永磁材料,成為第 一代稀土永磁材料誕生的里程碑。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,達到當時實用永磁體磁能積的高值,標志著第 二代稀土永磁材料誕生。1983年,日本住友特殊金屬公司的M.Sgawa等人用粉末冶金方法制備釹鐵硼磁體的磁能積BHmax高達36.5MGOe和美國通用汽車GM公司宣布了以Nd2Fe14B相為基的實用磁體開發成功,標志第三代釹鐵硼永磁材料誕生。

  從1-5型1966年、2-17型1977年到2-14-1型1983年,僅用了17年時間,稀土永磁材料有了三次大飛躍。 釹鐵硼永磁材料是國家重 點鼓勵發展的高科技產業,高性能釹鐵硼燒結磁體主要應用于微波通訊、計算機、航天、汽車、儀器儀表、醫療及生物等領域,具有十分廣闊的市場前景。目前,全世界燒結釹鐵硼永磁體的年平均增長率為25%,我國的釹鐵硼企業充分利用稀土大國的資源優勢,發展勢頭強勁,年平均增長率為40%以上。

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