稀土永磁材料论文

时间：2025-03-07

稀土永磁材料

学院：材料科学与工程学院

专业：金属材料科学与工程

姓名：黎琦

学号：20100800411

稀土永磁材料

摘要：本文主要从性能、原理、分类、应用和发展前景等几个方面客观介绍了稀土永磁材料---一种属于新能源材料的金属类结构材料。稀土永磁材料以其高剩磁、高矫顽力、高磁能积等优异的综合磁性能在通信交通医疗航空航天等领域得到了广泛应用，并且以新能源材料的方式开始了它在风力发电、电动汽车、工业节能电机等新能源领域的应用。在应用稀土的各个领域中，稀土永磁材料是发展速度最快的一个。它不仅给稀土产业的发展带来巨大的推动力，也对许多相关产业产生相当深远的影响。

关键词：永磁材料稀土元素新能源微电子

1．引言

稀土永磁材料是现在已知的综合性能最高的一种永磁材料，它比十九世纪使用的磁钢的磁性能高100多倍，比铁氧体、铝镍钴性能优越得多，比昂贵的铂钴合金的磁性能还高一倍。由于稀土永磁材料的使用，不仅促进了永磁器件向小型化发展，提高了产品的性能，而且促使某些特殊器件的产生，所以稀土永磁材料一出现，立即引起各国的极大重视，发展极为迅速。我国研制生产的各种稀土永磁材料的性能已接近或达到国际先进水平。

现在稀土永磁材料已成为电子技术通讯中的重要材料，用在人造卫星，雷达等方面的行波管、环行器中以及微型电机、微型录音机、航空仪器、电子手表、地震仪和其它一些电子仪器上。目前稀土永磁应用已渗透到汽车、家用电器、电子仪表、核磁共振成像仪、音响设备、微特电机、移动电话等方面。在医疗方面，运用稀土永磁材料进行“磁穴疗法”，使得疗效大为提高，从而促进了“磁穴疗法”的迅速推广。在应用稀土的各个领域中，稀土永磁材料是发展速度最快的一个。它不仅给稀土产业的发展带来巨大的推动力，也对许多相关产业产生相当深远的影响。

2.稀土永磁材料

2.1稀土永磁材料的定义

、共镍具有更多的未成对自旋电子，电子自旋产生的磁矩与电子轨道运动产生的磁矩加和起来，使稀土原子具有很高的原子磁矩。将这些稀土元素采用一定工艺制成磁性材料后，稀土原子在晶体中还可以构成无数个小区域，有外加磁场作用的条件下，在这些小区域内，原子按磁矩方向排列起来，形成磁畴。这便使稀土永磁材料具有很强的磁性，对人类有更大的利用价值和更广的使用范围。

2．2稀土永磁材料的原理物质的磁性类型主要有顺磁性、反磁性和铁磁性等。物质分子中含有未成对电子时表现为顺磁性，顺磁性物质在外磁场中能产生一个附加的磁场，表现出较强的磁性，如铁氰化钾（赤血盐）［K3Fe（CN）6］、硫酸亚铁（FeSO4·H2O）等。而一些不含有未成对电子的物质，在外磁场作用下，

产生一个与外磁场反向的小磁矩，故称为反磁性，如食盐（NaCl）、氧化钙（CaO）、亚铁氰化钾（黄血盐）［K4Fe（CN）6］等。还有一类物质，它们通常是金属或合

金，属于铁磁性物质。铁磁性物质在磁场作用下，原子的磁矩趋于平行排列，产生一个大的磁矩，在物质内部形成一个很强的磁场，这类物质称为铁磁性物质。最熟悉的例子有铁、钴、镍以及它们的合金等。

永磁材料，就是指经过磁化以后，具有长期保持磁性的物质。1932年发现的钴铁氧体、钡铁氧体、锶铁氧体是最早使用的永磁材料。它们是以氧化铁为主要成分的复合氧化物。

（MFe2O4，M＝CO2+、Ba2+、Sr2+、Mg2+），这些铁氧体在无外加磁场时，不显示

磁性，但当外加磁场时，铁氧体被磁化，产生很强的磁性，在移去外磁场后，磁性仍可保留，故称永久磁铁，如Co0.75Fe2.25O4等。稀土原子具有比铁、钴、镍更

多的未成对自旋电子，电子自旋产生的磁矩与电子轨道运动产生的磁矩加和起来，使稀土原子具有很高的原子磁矩，这些原子磁铁在晶体中还可以构成无数个小区域，在外磁场作用下，在这些小区域内原子按磁矩方向排列起来，形成磁畴。这便大大加强了稀土合金材料的磁性。

稀土永磁材料是将钐、钕混合稀土金属与过渡金属（如钴、铁等）组成的合金，用粉末冶金方法压型烧结，经磁场充磁后制得的一种磁性材料。

2.3 稀土永磁材料分类

2.3.1 稀土钴永磁材料

包括稀土钴（1-5型）永磁材料SmCo5和稀土钴（2-17型）永磁材料Sm2Co17。钐钴磁体虽然拥有磁能积高、居里温度高（727℃）等优点，但钐属于比较短缺的稀土元素，无法在原料供应上有可靠的保证。

2.3.2 稀土钕永磁材料