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        稀土永磁體發展歷史

          作者:艾普智能點擊:5381發布時間:2022-04-28 09:12:21

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        稀土元素是17種金屬元素,位于元素周期表的中間(原子序數21、39和57-71),這些金屬具有不同尋常的熒光,導電和磁性特性,這使得它們在與更常見的金屬(例如鐵)少量合金化或混合后非常有用。 從地質學上講,稀土元素并不是特別稀有。這些金屬的沉積物遍布全球許多地方,其中某些元素與銅或錫的含量大致相同。但是,稀土元素從未發現過很高的濃度,通常會彼此混合在一起,或者與鈾等放射性元素混合在一起,稀土元素的化學性質使其很難與周圍的材料相互分離,這些特性也使它們難以純化。當前的生產方法需要大量礦石,并且會產生大量有害廢物,以僅提取少量稀土金屬,加工方法產生的廢物包括放射性水,有毒的氟和酸。

        礦山-艾普智能.jpeg

        最早發現的永磁體是能提供穩定磁場的礦石, 直到19世紀初,磁鐵性能仍是脆弱,不穩定的,并且由碳鋼制成。1917年,日本發現了鈷磁鐵鋼,從而做出了改進。自從發現永磁體以來,永磁體的性能一直在不斷提高。 30年代的Alnicos(Al / Ni / Co合金),這種演變表現為最大數量的增加能量積(BH)max,大大提升了永磁體的品質因數,對于給定體積的磁體,可以將最大能量密度轉換為可以在使用磁鐵的機器的功率。

        第一個鐵氧體磁鐵是1950年在荷蘭飛利浦工業研究部門所屬的物理實驗室意外發現的。一位助手錯誤地合成了它-他本應準備另一種樣品作為半導體材料進行研究。發現它實際上具有磁性,因此將其傳遞給磁性研究小組。由于其作為磁體的良好性能和較低的生產成本。因此,它是飛利浦開發的產品,標志著永磁體使用量迅速增加的開始。

        永磁體-艾普智能.png

        在1960年代,第一批稀土金屬磁體由鑭系元素,釔的合金制成。它們是最堅固的永磁體,具有高飽和磁化強度和良好的抗退磁性能。盡管其價格昂貴,易碎且在高溫下效率低下,但隨著它們的應用變得越來越相關,它們開始在市場上占據主導地位。個人計算機的所有權在80年代開始廣泛普及,這意味著高需求硬盤驅動器的永磁體。

        永磁體-艾普智能.jpeg

        在60年代中期遇到第一代過渡金屬和稀土開發了諸如釤- 鈷之類的合金,在70年代后期,由于剛果的供應不穩定,鈷的價格上漲嚴重當時,釤- 鈷永磁體的最高(BH)max最高,研究界不得不更換這些磁鐵。幾年后,即1984年,由Sagawa等首次提出開發了基于Nd-Fe-B的永磁體。在住友特殊金屬公司使用粉末冶金技術,使用通用汽車公司的熔紡工藝。如下圖所示,在近一個世紀的時間里,(BH)max有所提高,從鋼的≈1MGOe開始,在過去的20年中,釹鐵硼磁體的MGOe達到約56 MGOe。

        粉末熔紡工藝-艾普智能.png

        最近,工業流程中的可持續性已成為當務之急,由于稀土元素的高供應風險和經濟重要性,稀土元素已被國家視為關鍵原材料,這為新的無稀土永磁體的研究開辟了領域。一種可能的研究方向是回顧最早開發的永磁體,鐵氧體磁體,并使用最近幾十年來可用的所有新工具和方法進一步研究它們?,F在有幾個組織正在開展新研究的項目,希望可以用更綠色,更高效的替代品替代稀土磁體。

        (以上信息來自網絡,如有侵權請聯系作者更改)

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