永磁材料的发展历程
随着社会的发展,磁铁的应用越来越广泛,从高科技产品到最简单的包装磁铁。目前应用最广泛的是钕铁硼强磁体和铁氧体磁体。
从永磁材料的发展历史来看,19世纪末使用的碳钢磁能积(BH)max(衡量永磁体储存磁能密度的一个物理量)小于1MGOe(兆高斯),而国外批量生产的钕铁硼永磁材料磁能积已经达到50MGOe以上。一个世纪以来,材料的剩磁Br几乎没有提高,能量积的提高归功于矫顽力Hc的提高。矫顽力的提高主要是由于对其本质的认识、高磁晶各向异性化合物的发现和制备技术的进步。
二十世纪初,永磁材料主要采用碳钢、钨钢、铬钢和钴钢。20世纪30年代末,铝镍钴永磁材料的研制成功,使永磁材料的大规模应用成为可能。20世纪50年代,钡铁氧体的出现不仅降低了永磁体的成本,也将永磁材料的应用范围拓宽到了高频领域。到了20世纪60年代,稀土钴永磁体的出现,为永磁体的应用开辟了一个新时代。
1967年,美国代顿大学Strnat用粉末粘结法成功制造出SmCo5永磁体,标志着稀土永磁时代的到来。到目前为止,稀土永磁经历了第一代SmCo5,第二代沉淀硬化Sm2Co17,发展到第三代钕铁硼永磁材料。
此外,历史上还使用过铜镍铁、铁钴钼、铁钴钒、MnBi、A1MnC合金等作为永磁材料。这些合金由于性能低,成本低,在大多数场合很少使用。而铝镍钴、FeCrCo、PtCo等合金已应用于一些特殊场合。目前,钡铁氧体和锶铁氧体仍然是使用最多的永磁材料,但它们的许多应用正逐渐被钕铁硼材料所取代。而且稀土永磁材料的产值已经大大超过铁氧体永磁材料,稀土永磁材料的生产已经发展成为一个大产业。