功能材料,金属,记忆合金,稀土,应用,趋势

第28卷 第4期

Vol.28 .4

稀 有 金 属

CHINESEJOURNALOFRAREMETALS

2004年8月Aug.2004

稀土功能材料研究开发现状和发展趋势

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黄小卫,庄卫东,李红卫,余成洲,薛向欣,张国成

究所,辽宁沈阳)

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(1.北京有色金属研究总院稀土材料国家工程研究中心,北京100088;2.东北大学冶金资源与环境工程研

摘要:介绍了稀土磁性材料、稀土发光材料、稀土储氢材料、稀土催化材料等稀土功能材料的研究开发进展和产业发展现状,并对该领域目前面临的问题及发展趋势进行了探讨。

关键词:稀土;功能材料;产业

中图分类号:O614 33 文献标识码:A 文章编号:0258-7076(2004)04-0711-05

我国稀土产品主要应用于冶金机械、石油化工、玻璃陶瓷和农轻纺等传统领域,但功能材料在高新技术产业中的应用近年来备受关注,稀土在磁性材料、储氢材料、发光材料、催化材料等领域的应用增长迅速,其应用份额从1990年的1 3%增长到了2002年的30%。

稀土功能材料在高新技术中的应用从70年代开始进入了高速发展阶段,应用和产业化开发的速度愈来愈快,一般以5年左右的周期出现一个震动世界的新成果,并迅速形成了高新技术产业。

牌仍徘徊在(BH)max=300~360kJ m-3之间,只有个别厂家可达到(BH)max=400kJ m-3以上。多数厂家的产品因磁体性能较低、一致性难以满足高档用户的要求,因此价格仅为国际市场的1/3~1/2,经济效益不尽人意。

随着烧结NdFeB磁体应用领域的不断扩大,对其性能提出了越来越高的要求。因此,近几年来,国内外掀起了一股研发高性能烧结NdFeB磁体的热潮。西方国家大部分采用快冷厚带工艺制备高性能烧结NdFeB磁体。该工艺制备的合金厚带几乎没有 Fe、主相Nd2Fe14B为细小均匀(1.0~3.0 m)的全柱状晶、富Nd相分布均匀、稀土总量可以降低到28 5%(质量分数),用该工艺生产的磁体磁能积高,性能稳定。国内许多单位都在加速开发此新工艺,北京有色金属研究总院稀土材料国家工程研究中心在国家科技部十五科技攻关项目的支持下,已经开发出了具有自主知识产权的快冷厚带制备工艺,并与设备厂家合作设计制造了一台300kg甩带炉,试运行效果良好,产品已基本达到国外用户要求,近年内将实现规模化生产。

近年来,稀土永磁材料的研发主要集中在以下几个方面:(1)制备工艺和设备的改进;(2)通过掺杂Co,Al和稀土Tb,Dy等提高矫顽力和改善温度稳定性;(3)通过纳米双相耦合技术提高永磁材料的性能;(4)稀土永磁薄膜材料和新型稀土永磁材料的开发。

1 稀土磁性材料

1.1 稀土永磁材料

稀土永磁材料经历了3个阶段的发展,20世纪60年代发明了RECo5型第一代稀土永磁材料;70年代出现了RE2Co17型第二代稀土永磁材料,其磁能积有了较大提高,特别是温度稳定性好,但由于主要原料是Sm和Co,成本高,一般用于军工等特殊领域;第三代稀土永磁REFeB发明于80年代,是当今磁能积最高的永磁材料。

近年来全世界NdFeB产量年均增长率达到25%,2003年我国NdFeB磁体的产量达到15000t左右,位居世界第一。但我国稀土永磁制备技术和磁体性能方面与国外比较还有不少差距。日、欧、美的NdFeB磁体厂家已经大批量生产(BH)max=400kJ m-3以上的烧结磁体,而国内厂家生产的品

收稿日期:2003-11-12;修订日期:2004-01-30

作者简介:黄小卫(1962-),女,湖南人,教授级高级工程师;研究方向:稀土冶金与功能材料制备