磁性材料金属磁性材料部分

金 属 磁 性 材 料n 概 述n 磁 学 基 础 知 识 n 金 属 磁 性 材 料 的 理 论 基 础n 金 属 软 磁 材 料n 金 属 永 磁 材 料 n 非 晶 磁 性 合 金 n 材 料 主 要 分 为 金 属 材 料 、 陶 瓷 材 料 和 高 分 子 材料 。 金 属 磁 性 材 料 为 金 属 功 能 材 的 一 种 ， 由 金属 、 合 金 以 及 金 属 间 化 合 物 所 组 成 。 历 史 悠 久 、种 类 多 、 应 用 广 。 特 别 是 近 年 来 ， 有 重 大 突 破 ，发 展 很 快 。 例 如 ： 稀 土 永 磁 材 料 ； 双 相 纳 米 晶软 磁 材 料 ； 非 晶 软 磁 薄 带 ； 超 细 微 粉 （ 纳 米级 ） 。 n 什 么 是 金 属 磁 性 材 料 ？n 由 金 属 、 合 金 、 及 金 属 间 化 合 物 所 组 成 的 磁 性 材 料 。 一 般 分 为 ： 金属 软 磁 材 料 和 金 属 永 磁 材 料 。n 分 类n 原 子 内 部 结 构n 晶 态 合 金n 非 晶 态 合 金n 磁 性 能 特 点 n 软 磁 合 金n 硬 磁 合 金n 矩 磁 合 金n 压 磁 合 金 （ 磁 致 伸 缩 材 料 ） n 金 属 软 磁 材 料 （ HC 800 A/M)n 应 用 ： 电 力 工 业 、 通 讯 技 术 、 自 动 控 制 、 微 波 技 术 、 雷 达 技 术 及 磁记 录 方 面 不 可 缺 少 的 关 键 材 料 。n 作 用 形 式 ： 能 量 转 换 ； 信 息 处 理 。n 特 点 ： 在 外 磁 场 作 用 下 才 显 示 磁 性 ， 去 掉 外 磁 场 后 不 对 外 显 示 磁 性 。n 金 属 永 磁 材 料n 应 用 ： 精 密 的 仪 器 仪 表 ； 电 讯 、 电 声 器 件 ； 工 业 设 备 ； 控 制 器 件 ； n 其 它 器 件 。n 作 用 原 理n 利 用 永 磁 合 金 在 给 定 的 空 间 产 生 一 定 的 磁 场 强 度 ；n 利 用 永 磁 合 金 的 磁 滞 特 性 产 生 转 动 矩 ， 使 电 能 转 化 为 机 械 能 。n 特 点n 充 磁 后 ， 去 掉 外 磁 场 后 仍 可 保 留 磁 性 。 第 二 章 金 属 磁 性 材 的 理 论 基 础n 铁 磁 金 属 和 合 金 的 结 构 和 磁 性n 相 变 、 脱 溶 和 失 稳 分 解n 金 属 软 磁 材 料 的 理 论 基 础n 金 属 磁 性 材 料 的 损 耗n 金 属 永 磁 材 料 的 理 论 基 础n 金 属 磁 性 材 料 的 织 构 化 2.1铁 磁 金 属 和 合 金 的 结 构 和 磁 性一 、 铁 磁 金 属 的 结 构 和 磁 性（一）铁、镍、钴的晶体结构和磁性n Fe、 Ni、 Co的 晶 体 结 构 代 表 金 属 磁 性 材 料 三 种 典 型 的 、 最 简 单 的 晶 体 结 构 Fe： 常 压 下 ， 温 度 910 为 体 心 立 方 （ bcc） ， 铁 磁 性 的 Fe， 居 里 温 度 为 770 ， 易 磁 化 方 向 为 , 难 磁 化 方 向 为 910 温 度 1400 面 心 立 方 , 顺 磁 性 的 Fe 温 度 1400 体 心 立 方 顺 磁 性 的 Fe nNi:n 在 常 压 下 ， 在 熔 点 以 温n 范 围 内 ， 均 是 面 心 立 结n 构 （ fcc） 为 铁 磁 性 的n -Ni居 里 点 为 358 n 易 磁 化 方 向 为 n 难 磁 化 方 向 为 n Co： 温 度 450 简 单 六 方 结 构铁 磁 性 的 - Co居 里 点 为 1117易 磁 化 方 向 为 难 磁 化 方 向 为 和1010 温 度 450 至 熔 点面 心 立 方 - Co 1120 10100001 n 3d过 渡 族 元 素 的 磁 性 来 源Fe、 Ni、 Co ： 3d电 子 的 交 换 相 互 作 用 ， 铁 磁 性（ 2.2B,0.6B,1.7B)Cr、 Mn： 3d电 子 的 直 接 交 换 相 互 作 用 ， 反 铁 磁 性Cr、 Mn的 合 金 或 化 合 物 ： 3d电 子 的 超 交 换 相 互 作 用 ， 亚 铁 磁 性 或 铁 磁 性 、稀土族元素的结构和磁性 结 构 主 要 指 原 子 序 数 为 57（ La） 至 71（ Lu） 的 15个 元 素 ， 加 上 性 质 类 似 的 Y和 Sc； 晶 体 结 构 大 都 为 密 排 六 方 结 构 。 磁 性nGd从 0K到 居 里 温 度 239K只 表 现 出 纯 粹 的 铁 磁 性 ， 但 磁 矩 的 取 向 随 温 度 而 变 。 nGd以 前 的 轻 稀 土 Ce、 Nd、 Sm具 有 反 铁 磁 性 。n重 稀 土 金 属 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm表 现 为 铁 磁 性 或 亚铁 磁 性 。nY、 Sc、 La、 Yb、 Lu为 非 磁 性 稀 土 元 素 ， 但 Y、 Sc、Yb 的 离 子 具 有 磁 矩 。 二 、 合 金 的 组 成 和 磁 性 、 相 图 的 作 用1、 什 么 是 相 图 ？ 金 属 或 合 金 所 处 的 状 态 主 要 依 赖 于 其 成 分 和 外 界 条 件 （ 温 度 、压 力 ） 的 变 化 。 相 图 就 是 用 图 解 的 形 式 来 表 示 金 属 或 合 金 的 组 织 随成 分 、 温 度 、 压 力 等 变 化 的 关 系 。注 意 ： 相 图 又 称 为 相 平 衡 图 ， 反 映 的 是 合 金 在 平 衡 条 件 下 转 变 的 规 律 。2、 相 图 的 构 成 n单 元 系 ： 成 分 不 变 ， 由 压 力 -温 度 直 角 坐 标 平 面 图 表 示n二 元 系 ： 温 度 、 压 力 、 成 分 的 立 体 图 。 由 于 一 般 情 况 下 ， 压 力 常 为恒 定 ， 相 图 简 化 为 温 度 、 成 分 的 直 角 坐 标 平 面 图 。n三 元 系 ： （ 压 力 恒 定 ） 是 一 个 立 体 图 ， 底 面 呈 正 三 角 形 （ 成 分 三 角形 ） ， 三 条 底 边 上 -的 含 量 百 分 数 。 垂 直 于 底 面 的 纵 轴 表 示 温 度 。（ 加 图 示 ） 三 角 形 内 任 何 一 点 代 表 一 定 成 分 的 三 元 合 金 。 2、 相 律 和 杠 杆 定 理 、 相 律 是 指 在 平 衡 条 件 下 ， 合 金 系 统 的 组 元 数 、 相 数 和 自 由 度 数 之 间 的关 系 式 。 可 以 用 下 式 表 示 ： f=c-p+n f=c-p+1（ 常 压 ） f： 自 由 度 数 c： 组 元 数 p： 平 衡 时 相 数 n： 外 界 条 件 可 变 的 数 目 n分 析 系 统 中 最 多 能 有 多 少 相 可 以 平 衡 共 存n分 析 结 晶 是 在 恒 温 还 是 在 一 定 温 度 范 围 内 进 行例 如 ： 二 元 系 合 金 ， C=2， 令 f=0， 则 p=3（ 三 个 平 衡 相 ） 二 元 系 合 金 ， 如 结 晶 时 ， p=2， 则 f=2-2+1=1（ 变 温 ） 如 结 晶 时 ， p=3， 则 f=2-3+1=0 （ 恒 温 ） （ 2） 、 杠 杆 定 理合 金 在 结 晶 过 程 中 ， 各 相 的 成 分 及 其 相 对含 量 将 发 生 变 化 。 对 于 相 图 中 的 两 相 区 ，可 以 应 用 所 谓 杠 杆 定 律 求 出 这 两 相 的 成 分及 相 对 含 量 。在 A-B二 元 系 中 ， 任 选 一 合 金 p， 它 的 成 分是 Xp（ 组 元 B的 浓 度 ） ， 组 元 A的 浓 度 为（ 1-Xp） ， 在 温 度 T时 处 于 二 相 平 衡 ， 和两 相 中 组 元 B的 浓 度 分 别 为 Xa和 Xb， 而 组元 A的 浓 度 为 （ ） 和 （ ） ， 设 合 金 的 重 量为 1， 和 的 相 对 量 分 别 为 C的 C。 这 样 P点处 两 相 中 同 一 组 元 含 量 之 和 必 等 于 合 金 P中 相 应 组 元 的 含 ， 可 得 两 个 方 程 式 ：C Xa+CXb=XpC(1-Xa)+C(1-Xb)=1-Xp TT1A B a bpXa Xp Xbabpbxx xxc ab pb abapxx xxc ab ap pbCapC 3 二 元 合 金 常 见 相 图 的 类 型 和 特 征相 图 类 型 转 变 名 称 相 图 型 式 转 变 式 说 明 匀 晶 转 变 一 个 液 相 L 在 一 定 温 度 范围 内 转 变 为 同 一 成 分 的 固相 匀 晶 型 同 素 异 晶 转 变 一 个 固 相 在 一 温 度 范 围 内转 变 为 成 分 相 同 的 另 一 固相 共 晶 转 变 恒 温 下 由 一 个 液 相 L 同 时转 变 成 两 个 成 分 不 同 的 固相 和 共 晶 型 共 析 转 变 恒 温 下 由 一 个 固 相 同 时转 变 成 两 个 成 分 不 同 的 固相 和 包 晶 转 变 恒 温 下 由 一 个 液 相 L 和 一个 固 相 作 用 生 成 一 个 新的 固 相 包 晶 型 包 析 转 变 恒 温 下 两 个 固 相 及 作用 生 成 另 一 个 固 相 LL+ L+L +L L L L + +L+ + （二）、合金的组成1、 基 本 概 念n 合 金 ： 由 一 种 金 属 元 素 与 其 它 金 属 元 素 或 非 金 属 元 素 组 成 的 具 有金 属 特 性 的 物 质 。n 组 元 ： 组 成 合 金 最 基 本 的 、 独 立 的 单 元 。 可 以 是 金 属 元 素 ， 也 可以 是 化 合 物 。n 相 ： 合 金 中 具 有 相 同 的 化 学 成 分 和 结 构 并 有 界 面 隔 开 的 独 立 均 匀部 分 。 n 组 织 ： 材 料 内 部 的 微 观 形 貌 图 象 。2、 合 金 的 基 本 相 固 溶 体 金 属 间 化 合 物据 结 构 的 基 本 特 点 可 分 为 n 固 溶 体n 定 义 ： 固 溶 体 是 溶 质 组 元 溶 于 溶 剂 点 阵 中 而 组 成 的 单 一 均 匀固 体 。 溶 质 只 能 以 原 子 状 态 溶 解 ， 在 结 构 上 必 须 保 持 溶 剂 组元 的 点 阵 类 型 。n 分 类 据 溶 剂 类 型 一 次 固 溶 体二 次 固 溶 体按 固 溶 度 有 限 固 溶 体无 限 固 溶 体按 溶 质 原 子 的 占 位 置 换 固 溶 体间 隙 固 溶 体 按 溶 剂 、 溶 质 原 子 间 相 对 分 布 无 序 固 溶 体有 序 固 溶 体 金 属 间 化 合 物 合 金 中 各 组 元 的 化 学 性 质 和 原 子 半 径 彼 此 相 差 很 大 ，或 者 固 溶 体 中 溶 质 的 浓 度 超 过 了 溶 解 度 极 限 ， 就 不 可能 形 成 固 溶 体 ， 这 时 ， 金 属 与 金 属 、 或 金 属 与 非 金 属之 间 常 按 一 定 比 例 和 一 定 顺 序 ， 共 同 组 成 一 个 新 的 、不 同 于 其 任 一 组 元 的 典 型 结 构 的 化 合 物 。 这 些 化 合 物统 称 为 金 属 间 化 合 物 。 稀 土 元 素 和 过 渡 元 素 可 以 形 成 许 多 金 属 间 化 合 物 ， 其中 许 多 是 强 磁 性 化 合 物 ， 著 名 的 高 性 能 永 磁 合 金SmCo 5和 Sm2Co17就 是 典 型 的 例 子 。 金 属 间 化 合 物 可 以 大 约 写 出 其 分 子 式 ， 但 不 一 定 满 足正 常 化 合 价 平 衡 的 规 律 。 （ 三 ） 、 合 金 的 磁 性n 3d过 渡 族 合 金 的 结 构 和 磁 性n 稀 土 族 合 金 的 结 构 和 磁 性n 固 溶 体 的 结 构 和 磁 性 1、 3d过 渡 族 合 金 的 结 构 和 磁 性n 多 为 无 序 固 溶 体 ， 且 多 显 示 铁 磁 性 ；n 合 金 的 自 发 磁 化 与 平 均 外 层 电 子 数 （ 3d+4s） 成 函数 关 系 （ 斯 莱 特 -泡 林 曲 线 ） （ 图 示 ）2.稀 土 族 合 金 的 结 构 和 磁 性n 多 为 固 溶 体 和 金 属 间 化 合 物 。 目 前 开 发 的 稀 土 永 磁材 料 都 是 以 金 属 间 化 合 物 为 基 的 材 料 。 n 晶 体 结 构 多 为 复 杂 的 四 方 结 构 和 六 方 结 构 。n 轻 稀 土 化 合 物 中 3d-4f电 子 磁 矩 是 属 铁 磁 耦 合 ， 而重 稀 土 化 合 物 中 3d-4f电 子 磁 矩 是 亚 铁 磁 性 耦 合 。 3 固 溶 体 的 结 构 和 磁 性 磁 性 合 金 ， 大 部 分 为 无 序 固 溶 体 、 有 限 固 溶 体 和 间 隙 固 溶 体 ； 少 数 有序 固 溶 体 ； 相 当 多 的 金 属 间 化 合 物 。n 形 成 置 换 固 溶 体 时 ， 磁 性 组 元 间 存 在 同 种 原 子 对 和 异 种 原 子 对 两 种 不同 的 交 换 作 用 ， 和 非 磁 性 组 元 间 不 存 在 交 换 作 用 ， 致 使 固 溶 体 中 交 换相 互 作 用 的 综 合 结 果 改 变 ， 材 料 基 本 磁 特 性 就 改 变 。 另 一 方 面 ， 由 于溶 质 、 溶 剂 原 子 尺 寸 的 差 别 ， 引 起 晶 格 畸 变 ， 存 在 应 力 ， 使 材 料 的 二次 磁 特 性 改 变 ， 特 别 对 软 磁 不 利 。 n 形 成 间 隙 固 溶 体 时 ， 产 生 的 应 力 比 置 换 固 溶 体 的 大 ， 对 二 次 磁 特 性 影响 很 大 。n 有 序 化 对 磁 性 的 影 响 很 大 ， 一 方 面 是 有 序 和 无 序 固 溶 体 原 子 环 境 不 同 ，其 交 换 相 互 作 用 不 同 ， 使 基 本 磁 特 性 变 化 ； 另 一 方 面 ， 在 有 序 核 形 成初 期 ， 晶 格 畸 变 ， 而 有 序 化 后 ， 有 、 无 序 共 存 都 会 产 生 应 力 ， 使 二 次磁 特 性 也 改 变 。n 本 征 磁 特 性 ； 二 次 磁 特 性 back 2.2 相 变 、 脱 溶 和 失 稳 分 解n 一 、 固 态 相 变1、 定 义当 外 界 条 件 （ 温 度 、 压 强 ） 作 连 续 变 化 时 ， 固 体 物 质 在 确 定 的 条 件 下 ，其 化 学 成 分 或 浓 度 、 结 构 类 型 、 晶 体 组 织 、 有 序 度 、 体 积 、 形 状 、 物 理特 性 等 一 项 或 多 项 发 生 突 变 。2、 相 变 的 驱 动 力 和 阻 力 相 变 的 方 向 G 0 G= V gv V V 驱 动 力 ： V g v 总 的 化 学 自 由 能 阻 力 ： 总 界 面 能 V和 总 应 变 能 V3、 金 属 磁 性 材 料 的 固 态 相 变主 要 通 过 热 处 理 工 艺 来 控 制 。 对 于 软 磁 ， 常 通 过 高 温 退 火 ， 让 材 料 在 室温 附 近 保 持 均 匀 的 单 相 ， 使 界 面 能 和 应 变 能 尽 量 降 低 ， 以 获 得 高 （ ） 和低 （ Hc） ， 对 于 永 磁 常 通 过 淬 火 和 低 温 时 效 处 理 ， 让 材 料 具 有 多 相 结 构 ，来 提 高 （ Br） 和 （ Hc） 。 二、过饱和固溶体的脱溶1、 定 义 ： 过 饱 和 固 溶 体 析 出 第 二 相 ， 而 其 母 相 仍 然 保 留 ， 但 浓 度 由 过 饱 和 达 到 饱和 的 相 变 。条 件 ： 固 溶 度 随 温 度 、 成 份 、 压 强 变 化 。2、 分 类连 续 脱 溶不 连 续 脱 溶3、 脱 溶 过 程 GP区 “ ： 母 相 GP区 ： 溶 质 原 子 偏 聚 区 、 “： 过 渡 相 ： 新 相 平 衡 相 ： 应 变 能 最 小 ， 界 面 能 最 高 ；过 渡 相 ； 应 变 能 居 中 而 偏 高 ， 界 面 能 居 中 而 偏 低GP区 ： 界 面 能 和 应 变 能 较 小4、 脱 熔 对 磁 性 合 金 的 影 响 、 金 属 软 磁 合 金 使 杂 质 从 合 金 中 脱 熔 ； 控 制 杂 质 的 分 布 状 态 。 可 以 有 效 地 改 善 合 金 的 软 磁 特 性 。 金 属 永 磁 合 金脱 溶 对 金 属 永 磁 特 性 的 提 高 有 重 要 作 用 ， 特 别 是 析 出 硬 化 磁 钢 。 3、 脱 溶 过 程 GP区 “ ： 母 相 GP区 ： 溶 质 原 子 偏 聚 区 、 “： 过 渡 相 ： 新 相 平 衡 相 ： 应 变 能 最 小 ， 界 面 能 最 高 ；过 渡 相 ； 应 变 能 居 中 而 偏 高 ， 界 面 能 居 中 而 偏 低GP区 ： 界 面 能 和 应 变 能 较 小4、 脱 熔 对 磁 性 合 金 的 影 响 、 金 属 软 磁 合 金使 杂 质 从 合 金 中 脱 熔 ； 控 制 杂 质 的 分 布 状 态 。 可 以 有 效地 改 善 合 金 的 软 磁 特 性 。 金 属 永 磁 合 金脱 溶 对 金 属 永 磁 特 性 的 提 高 有 重 要 作 用 ， 特 别 是 析 出 硬 化 磁 钢 三 、 失 稳 分 解过 饱 和 固 溶 体 的 脱 溶 大 部 分 为 不 连 续 的 局 部 脱 溶 ， 形 成 非 均 匀 的 混 合 固溶 体 。 但 是 当 合 金 的 成 分 、 系 统 温 度 、 压 强 、 时 效 时 间 等 条 件 综 合 变 化到 适 当 的 状 态 范 围 ， 也 可 以 发 生 全 域 性 均 匀 的 普 遍 脱 熔 ， 也 就 是 发 生 匀相 转 变 。 其 中 失 稳 分 解 就 是 这 种 匀 相 转 变 中 的 很 重 要 的 一 类 。1、 概 念当 均 匀 固 溶 体 中 自 由 能 与 成 份 的 关 系 满 足 时 ， 此 固 溶 体 就 会 失去 稳 定 ， 而 出 现 幅 度 越 来 越 大 的 成 分 涨 落 ， 并 最 终 分 解 为 两 相 。2、 特 点 n 匀 相 转 变 ， 全 域 性 的 均 匀 、 连 续 分 解 ， 系 统 中 各 处 几 乎 是 同 时 发 生 ， 并非 形 核 成 长 过 程 。n 浓 度 波 幅 度 越 来 越 大 的 涨 落 是 依 靠 逆 扩 散 来 进 行 的 。n 产 生 的 两 相 和 母 相 的 晶 格 类 型 是 相 同 的 ， 仅 晶 格 常 数 稍 有 偏 差 。3、 对 金 属 永 磁 材 料 的 影 响分 解 时 ， 控 制 磁 性 相 成 单 畴 ， 或 造 成 对 畴 壁 的 钉 扎 。 可 使 材 料 获 得 极 高的 矫 顽 力 ， 具 有 优 异 的 永 磁 特 性 。 022 cf 2.3 金 属 磁 性 材 料 的 织 构 化在 材 料 结 构 一 定 的 情 况 下 ， 其 晶 粒 或 磁 畴 在 一 个 方 向 上 成 规 则 排列 的 状 态 ， 称 为 织 构 。 使 多 晶 材 料 产 生 织 构 就 是 织 构 化 。织 构 的 种 类 ： 二 、 磁 性 织 构 的 形 成 、 磁 场 热 处 理将 磁 性 材 料 加 热 到 居 里 温 度 附 近 ， 这 时 加 上 直 流 磁 场 ， 让 磁 性 材 料在 磁 场 中 保 温 一 定 时 间 并 慢 冷 （ 或 控 速 冷 却 ） 到 室 温 。 所 加 磁 场 的方 向 为 该 材 料 的 宏 观 易 磁 化 方 向 。磁 伸 缩 理 论n 能 解 释 部 分 材 料 的 磁 场 热 处 理 效 果 n 纯 金 属 s0， 无 磁 场 热 处 理 效 果n 合 金 s0， 却 仍 然 磁 场 热 处 理 效 果 好奈 耳 谷 口 原 子 对 方 向 性 有 序 化 理 论 、 磁 场 成 型将 具 有 形 状 各 向 异 性 的 非 单 畴 永 磁 粉 末 ， 在 磁 场 中 压 制 或 成 型（ 挤 压 、 注 塑 ） 制 成 粘 结 体 ， 或 再 经 适 当 温 度 烧 结 成 永 磁 体 ， 这 些永 磁 体 就 具 有 磁 性 织 构 。 二 、 结 晶 织 构 的 形 成 、 反 复 冷 轧 热 处 理 应 力 感 生 方 向 有 序 排 列 和 晶 格 滑 移 感 生 方 向 有 序 排 列 、 定 向 结 晶使 磁 性 合 金 从 熔 融 状 态 开 始 ， 严 格 控 制 温 度 梯 度 进 行 冷 却 ， 让 结晶 沿 一 定 方 向 进 行 ， 从 而 得 到 定 向 结 晶 。 n 冷 金 属 板 法n 发 热 铸 型 法n 蜂 巢 铸 型 法 n 概 述n 理 论 基 础n 工 业 纯 铁n 铁 硅 合 金n 铁 镍 合 金n 铁 粉 芯n 纳 米 晶 软 磁 合 金第 三 章 金 属 软 磁 材 料 一 、 性 能 的 基 本 要 求n 贮 能 高n 高 的 饱 和 磁 感 应 强 度n 灵 敏 度 高n 初 始 磁 导 率 ， 最 大 磁 导 率 ， 脉 冲 磁 导 率n 效 率 高 n Hc低 ， 电 阻 率 高 ， 损 耗 小n 回 线 矩 形 比 高n 稳 定 性 好 磁 滞 回 线 较 窄 矫 顽 力 小 磁 导 率 高 二 、 金 属 软 磁 材 料 的 理 论 基 础影 响 磁 导 率 的 因 素 ； 提 高 磁 导 率 的 措 施 ； 损 耗（ 一 ） 、 影 响 磁 导 率 的 因 素n 机 理 ： 可 逆 磁 畴 转 动 可 逆 畴 壁 位 移n 动 力 ： 饱 和 磁 化 强 度n 阻 力 ： 内 应 力 、 参 杂 、 空 泡 、 晶 界1、 可 逆 磁 畴 转 动2、 可 逆 畴 壁 位 移 其 中 eff si KM 20 dK Meff si 31 20 sueff KKK 231 畴 壁 厚 度杂 质 直 径杂 质 体 积 浓 度 （ 二 ） 、 提 高 磁 导 率 的 措 施 1、 提 高 饱 和 磁 化 强 度 Ms 2、 有 效 方 法 ， 使 K10， s0 3、 高 温 退 火 4、 真 空 热 处 理 5、 氢 气 热 处 理 6、 使 材 料 杂 质 相 对 集 中 7、 真 空 熔 炼 、 精 炼 8、 进 行 织 构 化 1、 提 高 饱 和 磁 化 强 度 Msn Ms主 要 由 材 料 的 成 分 决 定 ， 而 所 有 软 磁 材 料 都 含 有 铁 ， 要想 在 很 大 程 度 上 提 高 饱 和 磁 化 强 度 是 不 可 能 的 。 提 高 Ms不能 作 为 改 善 磁 性 能 的 主 要 途 径 。例 如 ： 含 镍 量 为 79%左 右 的 镍 铁 合 金 经 特 殊 的 热 处 理 后 ， 初 始 磁导 率 和 最 大 磁 导 率 可 以 比 铁 -硅 合 金 高 几 倍 至 几 百 倍 ， 但 其 Ms却 只 有 后 者 的 一 半 左 右 。 4、 真 空 热 处 理在 真 空 气 氛 （ 乇 以 下 ） 保 护 下 进 行 高 温 退 火 ， 可 消 除材 料 的 应 力 ， 并 去 除 部 分 杂 质 ， 比 普 通 退 火 好 。作 用 ：n 防 止 材 料 在 热 处 理 中 氧 化n 防 止 在 材 料 热 处 理 中 渗 入 杂 质n 在 热 处 理 中 帮 助 去 除 杂 质 ， 特 别 是 气 态 杂 质 n 消 除 应 力缺 点 ：n 在 真 空 气 氛 下 ， 合 金 某 些 成 分 易 挥 发 ， 使 成 分 偏 离n 工 艺 复 杂 ， 成 本 高 5、 氢 气 热 处 理在 H2气 氛 保 护 下 进 行 高 温 退 火作 用 ：n 防 止 材 料 在 热 处 理 中 氧 化n 防 止 在 材 料 在 热 处 理 中 渗 入 杂 质n 在 热 处 理 中 去 除 杂 质n 消 除 应 力缺 点 ：n 要 求 氢 气 纯 高 ， 成 本 高n 温 度 和 氢 气 流 量 较 难 控 制6、 使 材 料 杂 质 相 对 集 中7、 真 空 熔 炼 、 精 炼8、 进 行 织 构 化 3.2 工 业 纯 铁一 、 特 点纯 度 在 99.8%以 上 的 铁 ， 不 含 任 何 故 意 添 加 的 合 金 元 素 。室 温 性 能 ： Bs=2.15(T),居 里 点 f=770 ,m=20000,=0.1 10-6(.m)。杂 质 对 其 性 能 有 较 大 影 响 ， 见 表 （ 5.1.1 252页 ） 。n 碳 含 量 低 n 矫 顽 力 低n 磁 导 率 高n 导 热 性 和 加 工 性 好n 有 一 定 的 耐 腐 蚀 性 和 价 格 便 宜n 电 阻 率 低 ， 不 能 在 交 流 磁 场 中 应 用二 、 应 用n 作 金 属 磁 性 材 料 的 重 要 原 料n 在 直 流 磁 场 中 ， 作 为 恒 定 磁 场 中 的 磁 导 体 。 如 作 磁 极 和 磁 屏 蔽 。 三 、 分 类1、 电 解 铁含 有 0.050.02%C、 Mn 0.01%、 P0.005%、S0.004%、Al0.01%、 Cu0.015%。 电 磁 性 能 ： i=500、 m=1500、Br=1.05(T)、 Hc=0.35( 79.6A/m)、 =9.6( 10-8 .m)2、 阿 姆 柯 铁含 C 0.025%、 Mn 0.035%、 P0.015%、 S0.05%、Cu0.08%。 磁 性 能 ： i=20005000、 m=600015000、Hc=0.5 1.5( 79.6A/m)3、 羰 基 铁由 Fe（ Co） 5分 解 而 成 ， 纯 度 高 。 磁 性 能 ： i=20003000、m=2000021500、 Br=0.5 1.0(T)、 Hc=0.08( 79.6A/m)、=9.6( 10-8 .m) 3.3 铁 硅 合 金铁 硅 合 金 ， 通 常 又 称 为 硅 钢 片 、 电 工 钢 。 在 变 压 器 、 电动 机 、 和 发 电 机 等 电 力 设 备 和 通 信 设 备 中 ， 它 是 最 重 要的 铁 芯 材 料 ， 在 国 民 经 济 中 占 有 重 要 的 地 位 。n 19001930年 ， 炼 钢 和 热 轧 加 工 技 术 n 193460年 晶 粒 取 向 、 热 处 理 、 玻 璃 涂 层n 1983至 今 年 辐 射 一 、 铁 硅 合 金 相 图 由 相 图 可 以 看 出n 随 着 合 金 含 硅 量 的 增 加 ， 的 转 变 温 度 上 升 ， 的 转 变温 度 下 降 ， 两 者 在 大 约 2.5% Si处 相 交 ， 形 成 一 封 闭 的 “ 回 线 ” 。n 3.2%Si-Fe合 金 来 说 ， 当 温 度 从 室 温 上 升 到 熔 点 的 过 程 中 ，不 会 发 生 任 何 结 构 转 变 ， 并 始 终 保 持 单 一 的 体 心 立 方 结 构 ，这 对 在 较 高 温 度 下 进 行 再 结 晶 退 火 十 分 有 利 ， 同 时 ， 当 温 度从 高 温 缓 慢 冷 却 到 室 温 时 ， 又 不 会 象 纯 铁 那 样 受 到 和 转 变 的 干 扰 ， 因 此 这 种 合 金 很 容 易 制 成 单 晶 。 n 回 线 的 大 小 对 合 金 的 含 C量 十 分 敏 感 。 对 铁 硅 合 金 ， 应 使 含C下 降 到 0.01%以 下 。 n 再 结 晶 ： 当 加 热 温 度 较 高 时 ， 变 形 金 属 的 显 微组 织 发 生 显 著 的 变 化 ， 破 碎 的 、 被 拉 长 的 晶 粒全 部 转 变 成 均 匀 而 细 小 的 等 轴 晶 粒 。再 结 晶 时 金 属 不 发 生 晶 格 类 型 的 变 化 ， 而 是 形 成无 晶 格 畸 和 加 工 硬 化 的 新 晶 粒 ， 晶 粒 的 形 状 和大 小 也 发 生 了 相 应 的 变 化 。 BACK n 硅 的 加 入 可 以 降 低 铁 硅 合 金 的 磁 晶 各 向 异 性 常 数 ， 同 时 随 着 硅 含 量 的 增 大 ，饱 和 磁 致 伸 缩 系 数 和 可 以 逐 渐 趋 于 零 。 这 对 提 高 磁 导 率 和 降 低 矫 顽 力 是 有利 的 。n 添 加 硅 可 以 提 高 合 金 的 电 阻 率 。 这 对 降 低 涡 流 损 耗 特 别 重 要 。n 铁 硅 合 金 的 密 度 随 含 硅 量 增 大 而 下 降 ， 制 成 铁 芯 后 ， 对 减 轻 变 压 器 和 电 机的 重 量 有 利 。n 硅 促 进 钢 中 碳 的 石 墨 化 ， 退 火 时 钢 的 脱 碳 倾 向 增 加 ， 同 时 还 可 以 与 钢 中 的O 2合 成 SiO2， 使 钢 脱 氧 。 这 样 可 使 损 耗 下 降 ， 磁 性 能 改 善 ， 而 且 避 免 碳 和氧 所 引 起 的 老 化 现 象 。n 硅 钢 的 磁 性 对 温 度 、 振 动 及 应 力 等 敏 感 性 较 少 ， 具 有 较 高 的 稳 定 性 。n 饱 和 磁 感 应 强 度 和 居 里 温 度 均 随 含 硅 量 的 增 加 而 下 降 。n 硬 度 增 加 、 延 伸 率 、 冲 击 韧 性 下 降 。 加 工 困 难 。 三 、 硅 钢 片 的 退 火普 通 退 火 ： 800900高 温 退 火 ： 10501200作 用 ： 削 除 了 加 工 硬 化 现 象 ， 减 少 了 杂 质 或 改 变 了 碳 的形 态 ， 磁 性 因 而 获 得 改 善 。 n 非 取 向 硅 钢 片 ： 热 轧 硅 钢 片 冷 轧 硅 钢 片n 晶 粒 取 向 硅 钢 片 ： 单 取 向 硅 钢 片 戈 斯 织 构 双 取 向 硅 钢 片 立 方 织 构硅 钢 片 的 生 产 流 程 如 下 ： 立 方 织 构 硅 钢 片 主 要 的 制 备 工 艺n 只 要 条 件 允 许 ， 制 造 纯 度 尽 可 能 高 的 铁 硅 合 金 。 材 料 的 这种 高 纯 状 态 是 出 现 立 方 织 构 的 重 要 先 决 条 件 。n 通 过 热 轧 和 冷 轧 ， 以 及 在 适 当 的 气 氛 中 进 行 中 间 退 火 ， 将材 料 轧 到 一 定 的 厚 度 ；n 在 最 后 一 道 轧 制 完 成 后 ， 通 过 退 火 发 展 （ 110） 001或（ 120） 001型 的 初 次 （ 或 二 次 ） 织 构 。 n 在 严 密 控 制 的 气 氛 中 进 行 最 后 退 火 ,以 便 通 过 二 次 或 三 次 再结 晶 发 展 立 方 织 构 。 3.3 铁 镍 合 金一 、 概 述含 Ni为 30%90%的 铁 -镍 系 软 磁 合 金 一 般 统称 为 坡 莫 合 金 （ 或 叵 姆 合 金 ） 。n 特 点n 分 类1、 特 点 n 成 份 范 围 很 窄 ， 性 能 可 以 通 过 成 份 和 热 处 理 工 艺 来调 整 ， 可 以 满 足 各 种 要 求n 加 工 性 能 好n 低 和 中 等 磁 场 下 具 有 较 高 的 磁 导 率 和 很 低 的 矫 顽 力 2、 分 类含 Ni量 ： 低 镍 合 金 小 于 45% 中 镍 合 金 45%70% 高 镍 合 金 70%80%用 途 ： 磁 芯 材 料 热 敏 材 料 磁 头 材 料磁 性 能 ： 高 磁 导 率 铁 镍 合 金 高 矩 磁 铁 镍 合 金 恒 磁 导 率 铁 镍 合 金 二 、 铁 镍 合 金 相 图 由 相 图 可 以 看 出n 含 镍 量 从 30%到 100%的 镍 铁 合 金 在 室 温 下 是 由 单 一的 面 心 立 方 结 构 的 相 组 成 。n 在 合 金 含 量 小 于 30%时 ， 相 在 较 低 温 度 下 可 通 过 马氏 体 相 变 转 变 为 体 心 立 方 的 相 ， 这 种 结 构 转 变 有 明 显的 热 滞 现 象 ， 即 升 温 时 的 转 变 a温 度 和 降 温 时的 转 变 温 度 不 重 合 。 两 相 区 难 以 确 定 。 n 在 相 当 于 FeNi3、 FeNi、 Fe3Ni成 分 处 会 发 生 有 序 和 无序 相 转 变 。 有 序 化 转 变 温 度 在 506 。 二 、 合 金 成 分 对 电 磁 性 能 的 影 响 n 电 阻 率 的 最 大 值 出 现 在 含 Ni量 3040%的 范 围 。 在 纯 金 属 中 加 入 杂 质 元 素 后 ，由 于 电 子 运 动 的 自 由 程 缩 短 ， 电 阻 率 必然 增 加 。 加 入 的 杂 质 元 素 愈 多 ， 则 电 阻率 值 愈 高 。 对 铁 镍 合 金 而 言 ， 含 Ni35%以 下 ， 是 Ni原 子 固 溶 在 Fe中 。 而Ni35%以 上 ， 是 Fe原 子 固 溶 在 Ni中 。 n 居 里 温 度n 在 含 Ni量 为 010%和 65100%两 个 成 分 范 围 内 ，居 里 温 度 随 镍 含 量 的 增 加 而 下 降 。n 当 含 镍 量 为 35%左 右 时 ， 由 于 非 磁 性 相 的 出 现 ， 居 里温 度 急 剧 下 降 。n 在 67%Ni附 近 ， 由 于 点 阵 距 离 刚 好 满 足 出 现 最 大 的 交换 能 ， 故 居 里 温 度 出 现 最 大 值 。n 饱 和 磁 感 应 强 度 n 由 于 镍 原 子 的 玻 尔 磁 子 数 比 铁 小 ， 所 以 020%Ni之间 ， Bs随 含 镍 量 的 增 加 而 下 降 。 在 2035%Ni范 围 内 ，由 于 出 现 了 非 磁 性 相 ， Bs发 生 突 变 而 迅 速 一 降 。 n 磁 晶 各 向 异 性 常 数 K1和 磁 致 伸 缩 系 数 sn 通 过 控 制 冷 却 速 度 和 成 分 可 有 效 地 控 制 K1和s， 从 而 达 到 提 高 磁 性 能 的 目 的 。 三 、 热 处 理 对 铁 镍 合 金 磁 性 的 影 响1、 叵 姆 处 理获 得 高 磁 导 率 的 材 料 ， 要 使 软 磁 材 料 呈 单 相 的 固 溶 体 、低 的 K1和 s值 、 高 的 Bs。 为 了 避 免 有 序 化 ， 同 时 减 少 内 应力 。 一 般 采 用 双 重 热 处 理 （ 叵 姆 处 理 ） 的 方 法 ：将 坡 莫 合 金 退 火 后 从 600将 样 品 放 在 铜 板 上 ， 在 空 气 中急 冷 ， 或 在 随 炉 冷 却 后 ， 再 加 热 到 600， 然 后 快 速 冷 却 ，即 进 行 双 重 热 处 理 。2、 磁 场 热 处 理将 坡 莫 合 金 在 其 居 里 温 度 附 近 加 磁 场 冷 却 ， 或 进 行 磁场 热 处 理 ， 在 平 行 所 加 磁 场 的 方 向 上 测 量 的 磁 化 曲 线 均呈 出 矩 形 磁 滞 回 线 ， 而 在 垂 直 方 向 上 为 平 直 的 磁 化 曲 线 。 在 Ni-Fe合 金 中 加 入 钼 、 铬 、 铜 等 元 素 的 多 元 系坡 莫 合 金 ， 可 不 进 行 急 冷 处 理 ， 只 要 冷 却 速 度 适当 ， 其 初 始 磁 导 率 可 比 二 元 系 坡 莫 合 金 高 几 倍 。而 且 电 阻 率 也 比 78.5%Ni坡 莫 合 金 要 高 3倍 ， 为0.60 10-3(.m)， 但 饱 和 磁 感 应 强 度 从 1.3(T) 降 到 0.60.8(T). 合 金 元 素 对 高 磁 导 率 Fe-Ni合 金 性 能成 分 设 计 的 原 则 是 使 s0， 通 过 调 整 热 处 理 工 艺 使K10， 而 获 得 高 磁 导 率1、 钼钼 小 于 15%时 ， 在 Ni大 于 50%铁 -镍 合 金 中 完 全 固 溶 ，它 使 ：n 电 阻 率 上 升n 含 78.5%Ni的 铁 -镍 合 金 的 K1和 s更 接 近 零 n 钼 可 以 阻 止 有 序 相 FeNi3的 形 成 ， 因 而 可 以 降 低 热处 理 的 冷 却 速 度n 钼 使 K1=0的 合 金 镍 含 量 增 加 。 4Mo-79Ni 5Mo-80Ni 6Mo-81Nin 降 低 合 金 的 0Ms和 居 里 温 度 。 2、 铜n 改 善 合 金 的 冷 加 工 性 能n 铜 使 合 金 的 a及 m值 提 高 ， 且 降 低 了 磁 导 率 对 成 分 的敏 感 性 ， 即 当 合 金 成 分 偏 离 最 佳 成 分 时 ， 对 a及 m值影 响 不 大 n 铜 可 抑 制 合 金 中 有 序 相 FeNi3的 形 成 ， 因 而 可 以 降 低 热处 理 的 冷 却 速 度n 降 低 合 金 的 0Ms和 居 里 温 度 。 3、 其 它 元 素n 锰 可 提 高 电 阻 率 、 降 低 矫 顽 力 值 ， 可 以 脱 硫 、脱 氧 、 改 善 热 加 工 性 能 。n 铬 使 铁 镍 合 金 的 居 里 温 度 降 低 ， 抑 制 有 序 相 的形 成 ， 提 高 合 金 的 电 阻 率 值n 钒 、 铌 、 钛 等 可 提 高 合 金 的 硬 度 ， 改 善 耐 磨 性 。n 碳 可 以 脱 氧 ， 但 C含 量 大 于 0.05%时 使 磁 性 急剧 下 降 。 n 硅 加 入 0.05%左 右 对 合 金 磁 性 有 利 ， 因 其 和锰 可 复 合 脱 氧 ， 使 脱 氧 颗 粒 呈 大 颗 粒 。n 磷 大 于 0.06%时 ， 使 合 金 的 值 急 剧 下 降 。 3.4 磁 介 质磁 介 质 是 将 铁 磁 体 粉 粒 与 绝 缘 介 质 混 合 压 制 成 的 磁 性材 ,常 称 为 铁 粉 芯 .在 磁 介 质 中 ,每 一 铁 磁 颗 粒 间 在 电 与 磁方 面 彼 此 分 隔 ,故 可 隔 断 涡 流 。一 、 磁 介 质 的 磁 导 率 介 铁 磁 体 的 磁 导 率铁 磁 介 质 的 磁 导 率g绝 缘 介 质 所 占 体 积 的 比 值 )1(3 )23)(1(3 铁铁介 g g 二 、 磁 介 质 的 制 造 工 艺 n 绝 缘 处 理 为 关 键 技 术n 热 处 理 一 般 分 为 低 温 热 处 理 和 高 温 热 处 理n 固 化 磁 芯n 消 除 压 制 粉 末 所 产 生 的 内 应 力 ， 以 提 高 磁 特 性 。 三 、 磁 介 质 的 种 类n 电 解 铁 粉 芯n 工 艺 简 单 ， 磁 特 性 稳 定 ， 损 耗 较 大 。n 坡 莫 合 金 粉 芯n 磁 导 率 高 、 损 耗 低 、 但 价 格 贵 。n 羰 基 铁 粉 芯 n 性 能 稳 定 ， 高 频 特 性 好 ， 可 用 于 几 百 MHz场 合 。n 铝 硅 铁 粉 芯n 磁 导 率 中 等 ， 可 具 有 负 温 度 系 数 。n 随 着 软 磁 铁 氧 体 的 发 展 ， 磁 介 质 的 生 产 大 大 减 少 了 。只 有 在 高 温 、 大 功 率 、 高 频 等 特 殊 场 合 仍 然 离 不 开 它 。 第 三 章 金 属 永 磁 材 料n 金 属 永 磁 材 料 概 述n 提 高 永 磁 特 性 的 措 施n 析 出 硬 化 型 永 磁 材 料n 稀 土 永 磁 材 料 4.1金 属 永 磁 材 料 概 述一 、 永 磁 材 料 发 展 概 况 （ 一 ） 、 对 永 磁 特 性 参 数 的 要 求n 剩 余 磁 感 应 强 度 高n 矫 顽 力 HCJ和 HCB高n （ BH） max要 大n 曲 线 的 退 磁 凸 出 系 数 趋 于 1， =（ BH）m/(BrHc)；n 稳 定 性 好 。 温 度 稳 定 性 、 磁 场 稳 定 性 、 时 间 稳 定 性（ 二 ） 、 将 永 磁 体 选 用 在 最 佳 工 作 点 ， 即 最 大 磁 能 积 点 附 近 。（ 三 ） 、 经 济 性 好 三 、 分 类成 分 ：n 碳 钢 铝n 铝 镍 钴 合 金n 稀 土 合 金工 艺 ：n 铸 造 型n 烧 结 型 n 粘 结 型四 、 矫 顽 力 机 理n 高 应 力 型n 单 畴 型n 成 核 型n 钉 扎 型 4.2 提 高 永 磁 特 性 的 措 施 永 磁 材 料 磁 性 的 优 劣 主 要 由 最 大 磁 能 积 （ BH） m判 定 ，而 （ BH） m又 取 决 于 Br、 Hc及 隆 起 度 w。一 般 Br变 化 范 围 小 ， 如 由 0.2至 1.5T,仅 相 差 约 8倍 ;而 Hc变 化 范 围 大 ,如 由 4 103至 8 103安 /米 ,相 差 200倍 , w可 在 0.0250.85间 变 化 。 一 、 剩 磁 Brn 提 高 MS (MS由 成 分 决 定 ）n 对 于 成 分 给 定 的 永 磁 材 料 ， 提 高 Br/Bs的 比值 n 定 向 结 晶 （ 铝 镍 钴 系 列 ） n 磁 场 热 处 理 （ 铝 镍 钴 系 列 ）n 磁 场 成 型 n 结 晶 定 向 、 磁 畴 定 向 二 、 矫 顽 力 Hc 不 可 逆 壁 移 磁 畴 内 磁 化 矢 量 的 不 可 逆 转 动n 是 使 残 余 磁 感 应 强 度 变 为 零 时 所 需 的 反 向 磁 场 的 大 小 ， 主要 依 赖 增 加 畴 壁 位 移 和 畴 转 的 阻 力 增 大 Hc值 。n 如 果 Hc是 由 壁 移 机 制 决 定 的 ， 可 在 合 金 内 增 加 应 力 梯 度 及非 磁 性 相 来 增 加 Hc。 这 种 机 制 只 能 获 得 较 低 的 Hc值 n 若 Hc是 由 畴 转 过 程 决 定 的 ， 则 磁 畴 在 不 可 逆 转 动 过 程 中 受到 的 阻 力 就 是 Hc值 的 度 量 。 这 时 依 赖 于 造 成 单 畴 粒 子 或 弥散 的 单 畴 脱 溶 相 及 其 三 种 各 向 异 性 （ 磁 晶 、 应 力 及 形 状 ）来 增 加 畴 转 的 阻 力 ， 从 而 获 得 高 的 Hc值 。 畴 壁 钉 扎 ： 是 指 在 材 料 反 磁 化 过 程 中 ， 当 反 向 磁 场低 于 某 一 钉 扎 场 Hp时 ， 畴 壁 基 本 上 固 定 不 动 。 只有 当 反 向 磁 场 超 过 钉 扎 场 Hp时 ， 畴 壁 才 能 挣 脱 束缚 ， 开 始 发 生 不 可 逆 位 移 。点 缺 陷 、 位 错 、 晶 界 、 堆 垛 、 层 错 等 有 关 的 局 域 性 交 换 作 用和 局 域 性 各 向 异 性 起 伏 等 都 可 以 是 畴 壁 钉 扎 点 的 重 要 来 源 三 、 隆 起 度组 织 敏 感 参 数 。 w是 永 磁 材 料 的 晶 体 织 构 和磁 结 构 程 度 的 外 观 表 现 。可 利 用 定 向 结 晶 ， 磁 场 及 应 力 热 处 理 等 方 法来 提 高 w 。 四 、 稳 定 性n =（ Z/Z） 100%不 可 逆 变 化 自 然 变 化可 逆 变 化 当 条 件 复 原 或 重 新 充 磁 ， 永 磁 体 的 性能 可 以 恢 复 。 如 温 度 、 外 磁 场 干 扰 、 机 械 冲 击 、振 动 等 。 措 施 ： n 选 择 高 的 Hc,高 f 配 方 ， 并 可 添 加 有 益 杂 质 ， 以 及 利 用不 同 系 列 合 金 ， 正 负 温 度 等 效 互 相 补 偿 来 提 高 稳 定 性 。n 时 效 处 理 ， 进 行 人 工 老 化 （ 时 效 温 度 比 工 作 温 度 高3050摄 氏 度 ） 。n 温 度 循 环 处 理 ， 在 比 工 作 温 度 范 围 宽 的 温 度 ， 反 复 循 环多 次 。 n 交 流 退 磁 处 理 ， 在 比 干 扰 场 稍 大 的 交 流 磁 场 中 退 磁 。n 正 确 选 择 永 磁 体 的 工 作 点 。n 利 用 热 磁 合 金 进 行 外 补 偿 ， 可 以 提 高 温 度 稳 定 性 。 4.3 析 出 硬 化 型 永 磁 材 料析 出 硬 化 型 永 磁 材 料 ， 又 称 沉 淀 硬 化 型 磁 钢 ， 包 括Al-Ni-Fe系 合 金 和 Al-Ni-Co系 合 金 。 其 矫 顽 力 是在 合 金 冷 却 过 程 中 获 得 的 ， 通 过 失 稳 分 解 沉 淀 出 近似 单 畴 大 小 的 伸 长 形 磁 性 相 弥 散 分 布 于 弱 磁 性 相 中 ，利 用 磁 性 相 的 形 状 各 向 异 性 ， 其 反 磁 化 依 靠 磁 矩 的非 均 匀 转 动 。从 制 造 工 艺 上 又 可 分 为 铸 造 型 和 烧 结 型 磁 钢 ， 4.4 稀 土 永 磁 合 金n 是 稀 土 金 属 和 过 渡 族 金 属 形 成 的 金 属 间 化 合 物 。是 目 前 具 有 最 高 永 磁 特 性 的 永 磁 材 料 。 用 于 制 造大 退 磁 场 的 行 波 管 聚 焦 磁 铁 、 微 型 永 磁 马 达 和 发电 机 及 微 型 高 灵 敏 度 仪 表 等 。n 六 十 年 代 第 一 代 稀 土 永 磁 （ 1:5型 R-Co永 磁 ） n 七 十 年 代 第 二 代 稀 土 永 磁 （ 2:17型 R-Co永 磁 ）n 八 十 年 代 第 三 代 稀 土 永 磁 （ R-Fe-B永 磁 ） 一 、 RCo5型 型 稀 土 永 磁（ 一 ） SmCo5 永 磁 材 料 的 成 分 和 结 构 Sm-Co之 间 可 形 成 七 种 金 属 间 化 合 物 ， 其 中 SmCo5属 六 角 晶 系 ， 点 阵 常 数a=5.002A,c=3.694A。 按 SmCo5 分 子 式 计 算 ： 成 分 ： Sm16.66at%实 际 上 ， Sm含 量 在16.8517.04%at可 获 得 最 佳 值 。主 要 是 因 为 Sm在 制 备 过 程 中 ， 约 有12wt%被 氧 化 。 （ 二 ） RCo5 永 磁 的 制 备 工 艺 1. 粉 末 冶 金 法 ： 配 料 熔 炼 磨 粉 磁 场 成 型 烧 结 热 处 理 磨 加 工 检 验 2.还 原 扩 散 法 ： 原 料 准 备 混 料 还 原 扩 散 去 除 钙 和 氧 化钙 磨 料 干 燥 磁 场 成 型 烧 结 热 处 理磨 加 工 检 验 3、 在 制 备 时 应 注 意 的 问 题 ：n 配 料 时 应 补 足 可 能 发 生 的 损 失 量 。n 熔 炼 和 烧 结 时 应 先 在 真 空 后 充 氩 气 的 气 氛保 护 下 进 行n 制 粉 应 在 介 质 保 护 下 进 行 振 动 球 磨 n 合 理 的 烧 结 温 度 、 热 处 理 工 艺n 磁 场 成 型 （ 三 ） SmCo5 永 磁 矫 顽 力 机 理1. 单 畴 矫 顽 力