烧结钕铁硼磁体

第一代和第二代稀土永磁材料的主要成分钴价格较高，同时其产地在当时政局稳定性较差的非洲，因此在20世纪70年代，发掘硬磁性稀土-铁基化合物成为研究热点。1984年，来自日本住友特殊金属公司的佐川真人和美国通用汽车公司的Croat几乎同时报道了Nd-Fe-B基新型稀土永磁材料。这种永磁体的主相为Nd₂Fe₁₄B相，最大磁能积可达到290kJ/m³。Nd₂Fe₁₄B主相拥有优异的磁性能，磁晶各向异性场μ₀H_A和饱和磁化强度M_s分别达到7.60T和1.60T，理论磁能积更是高达64MGOe。同时，稀土钕的资源相对丰富，在钕铁硼基稀土永磁材料中含量也不高。除居里温度较低外，这种材料在当时便被认为是非常理想且应用前景非常广阔的永磁材料。钕铁硼基稀土永磁体的研制成功，也宣告了第三代稀土永磁材料的诞生。烧结钕铁硼磁体迄今依旧是磁性能最高的永磁体，并早已成为航空航天、国防军工、电子通信、清洁能源、交通运输、矿山机械、医疗保健及家用电器等诸多领域所必需的功能材料，代表性的应用包括永磁电机、磁性分离设备、核磁共振成像、硬盘驱动器、消费电子及风力发电。

烧结钕铁硼磁体形状分类

烧结钕铁硼磁体生产工艺

烧结钕铁硼磁体生产工艺简介

烧结钕铁硼磁体通常以纯金属或中间合金为原材料。原材料在真空或惰性气氛下进行感应熔炼，待合金溶液实现均匀化后，完成浇铸获得速凝片。将速凝片制成平均粒度为3~7μm的磁粉，在磁场中取向成型成毛坯，随后在高真空或惰性起分下进行烧结。烧结毛坯经机械加工、表面处理和充磁后获得成品。

烧结钕铁硼磁体生产工艺流程图

熔炼

熔炼、铸片

氢破

气流磨

磁场取向成型

烧结

机械加工

表面处理

充磁

包装、运输

烧结钕铁硼磁体磁性能

烧结钕铁硼磁体牌号

烧结钕铁硼磁体的牌号通常以“字母N+数字+字母”表示。字母N为Neodymium的缩写。数字是CGS单位制下磁体的最大磁能积。数字后的字母则代表磁体的内禀矫顽力和最高工作温度。

烧结钕铁硼磁体磁性能表格

牌号	剩磁 Br		磁感矫顽力 Hcb		内禀矫顽力 Hcj		最大磁能积 (BH)max		最高工作温度 Tw
牌号	T	kGs	kA/m	kOe	kA/m	kOe	kJ/m³	MGOe	℃
N30	1.08-1.13	10.8-11.3	≥798	≥10.0	≥955	≥12	223-247	28-31	80
N33	1.13-1.17	11.3-11.7	≥836	≥10.5	≥955	≥12	247-271	31-34	80
N35	1.17-1.22	11.7-12.2	≥868	≥10.9	≥955	≥12	263-287	33-36	80
N38	1.22-1.25	12.2-12.5	≥899	≥11.3	≥955	≥12	287-310	36-39	80
N40	1.25-1.28	12.5-12.8	≥907	≥11.4	≥955	≥12	302-326	38-41	80
N42	1.28-1.32	12.8-13.2	≥915	≥11.5	≥955	≥12	318-342	40-43	80
N45	1.32-1.38	13.2-13.8	≥923	≥11.6	≥955	≥12	342-366	43-46	80
N48	1.38-1.42	13.8-14.2	≥923	≥11.6	≥955	≥12	366-390	46-49	80
N50	1.40-1.45	14.0-14.5	≥796	≥10.0	≥876	≥11	382-406	48-51	80
N52	1.43-1.48	14.3-14.8	≥796	≥10.0	≥876	≥11	398-422	50-53	80
N55	1.46-1.52	14.6-15.2	≥796	≥10.0	≥876	≥11	414-430	52-54	80
N35M	1.17-1.22	11.7-12.2	≥868	≥10.9	≥1114	≥14	263-287	33-36	100
N38M	1.22-1.25	12.2-12.5	≥899	≥11.3	≥1114	≥14	287-310	36-39	100
N40M	1.25-1.28	12.5-12.8	≥923	≥11.6	≥1114	≥14	302-326	38-41	100
N42M	1.28-1.32	12.8-13.2	≥955	≥12.0	≥1114	≥14	318-342	40-43	100
N45M	1.32-1.38	13.2-13.8	≥995	≥12.5	≥1114	≥14	342-366	43-46	100
N48M	1.37-1.43	13.7-14.3	≥1027	≥12.9	≥1114	≥14	366-390	46-49	100
N50M	1.40-1.45	14.0-14.5	≥1033	≥13.0	≥1114	≥14	382-406	48-51	100
N52M	1.43-1.48	14.3-14.8	≥1050	≥13.2	≥1114	≥14	398-422	50-53	100
N54M	1.45-1.50	14.5-15.0	≥1051	≥13.2	≥1114	≥14	414-438	52-55	100
N35H	1.17-1.22	11.7-12.2	≥868	≥10.9	≥1353	≥17	263-287	33-36	120
N38H	1.22-1.25	12.2-12.5	≥899	≥11.3	≥1353	≥17	287-310	36-39	120
N40H	1.25-1.28	12.5-12.8	≥923	≥11.6	≥1353	≥17	302-326	38-41	120
N42H	1.28-1.32	12.8-13.2	≥955	≥12.0	≥1353	≥17	318-342	40-43	120
N45H	1.32-1.36	13.2-13.6	≥963	≥12.1	≥1353	≥17	342-366	43-46	120
N48H	1.37-1.43	13.7-14.3	≥995	≥12.5	≥1353	≥17	366-390	46-49	120
N50H	1.40-1.45	14.0-14.5	≥1011	≥12.7	≥1353	≥17	382-406	48-51	120
N52H	1.43-1.48	14.3-14.8	≥1027	≥12.9	≥1353	≥17	398-422	50-53	120
N35SH	1.17-1.22	11.7-12.2	≥876	≥11.0	≥1592	≥20	263-287	33-36	150
N38SH	1.22-1.25	12.2-12.5	≥907	≥11.4	≥1592	≥20	287-310	36-39	150
N40SH	1.25-1.28	12.5-12.8	≥939	≥11.8	≥1592	≥20	302-326	38-41	150
N42SH	1.28-1.32	12.8-13.2	≥987	≥12.4	≥1592	≥20	318-342	40-43	150
N45SH	1.32-1.38	13.2-13.8	≥1003	≥12.6	≥1592	≥20	342-366	43-46	150
N48SH	1.37-1.43	13.7-14.3	≥1027	≥12.9	≥1592	≥20	366-390	46-49	150
N50SH	1.40-1.45	14.0-14.5	≥1003	≥12.6	≥1592	≥20	382-406	48-51	150
N28UH	1.04-1.08	10.4-10.8	≥764	≥9.6	≥1990	≥25	207-231	26-29	180
N30UH	1.08-1.13	10.8-11.3	≥812	≥10.2	≥1990	≥25	223-247	28-31	180
N33UH	1.13-1.17	11.3-11.7	≥852	≥10.7	≥1990	≥25	247-271	31-34	180
N35UH	1.17-1.22	11.7-12.2	≥860	≥10.8	≥1990	≥25	263-287	33-36	180
N38UH	1.22-1.25	12.2-12.5	≥876	≥11.0	≥1990	≥25	287-310	36-39	180
N40UH	1.25-1.28	12.5-12.8	≥899	≥11.3	≥1990	≥25	302-326	38-41	180
N42UH	1.28-1.32	12.8-13.2	≥899	≥11.3	≥1990	≥25	318-342	40-43	180
N45UH	1.32-1.36	13.2-13.6	≥908	≥11.4	≥1990	≥25	342-366	43-46	180
N48UH	1.37-1.43	13.7-14.3	≥908	≥11.4	≥1990	≥25	366-390	46-49	180
N28EH	1.04-1.08	10.4-10.8	≥780	≥9.8	≥2388	≥30	207-231	26-29	200
N30EH	1.08-1.13	10.8-11.3	≥812	≥10.2	≥2388	≥30	223-247	28-31	200
N33EH	1.13-1.17	11.3-11.7	≥836	≥10.5	≥2388	≥30	247-271	31-34	200
N35EH	1.17-1.22	11.7-12.2	≥876	≥11.0	≥2388	≥30	263-287	33-36	200
N38EH	1.22-1.25	12.2-12.5	≥899	≥11.3	≥2388	≥30	287-310	36-39	200
N40EH	1.25-1.28	12.5-12.8	≥899	≥11.3	≥2388	≥30	302-326	38-41	200
N42EH	1.28-1.32	12.8-13.2	≥899	≥11.3	≥2388	≥30	318-342	40-43	200
N45EH	1.32-1.36	13.2-13.6	≥899	≥11.3	≥2388	≥30	342-366	43-46	200
N28AH	1.04-1.08	10.4-10.8	≥787	≥9.9	≥2786	≥35	207-231	26-29	230
N30AH	1.08-1.13	10.8-11.3	≥819	≥10.3	≥2786	≥35	223-247	28-31	230
N33AH	1.13-1.17	11.3-11.7	≥843	≥10.6	≥2786	≥35	247-271	31-34	230
N35AH	1.17-1.22	11.7-12.2	≥876	≥11.0	≥2786	≥35	263-287	33-36	230
N38AH	1.22-1.25	12.2-12.5	≥899	≥11.3	≥2786	≥35	287-310	36-39	230
磁性能表格中数据基于室温测量；磁体最高工作温度同时受磁体长径比、镀层厚度和其他环境因素共同影响。

烧结钕铁硼磁体其他磁性能表格

参数	单位	参考范围
剩磁温度系数 α(Br)	%/℃	-0.08 ~ -0.13
内禀矫顽力温度系数 β(Hcj)	%/℃	-0.35 ~ -0.80
居里温度 T_c	℃	310-380
回复磁导率 μ_rec	–	1.05

烧结钕铁硼磁体物理性能

烧结钕铁硼磁体物理性能简介

除永磁特性和耐腐蚀性能外，烧结钕铁硼磁体的工作稳定性与自身物理性能也密切相关。烧结钕铁硼磁体的物理性能涵盖力学特性、电学特性和热学特性等。烧结钕铁硼磁体的力学特性主要使用冲击韧性、断裂韧性和抗弯强度来表征，其对磁体加工性能和长期服役性能存在显著影响。金属材料的电学特性主要以电阻率衡量。烧结钕铁硼磁体具有较低的电阻率，因而应用于旋转机械时易受涡流损耗影响。烧结钕铁硼磁体的热学特性通常以热膨胀系数表征。当烧结钕铁硼磁体与装配材料热胀冷缩差异较大时，尺寸变化会对磁体产生一定应力，并有可能引发磁体发生机械损伤或性能恶化。

烧结钕铁硼磁体物理性能表格

项目	参数	单位	参考范围
物理性能	密度	g/cm³	7.40-7.80
物理性能	维氏硬度	–	550-650
电学性能	电阻率	μΩ·m	1.4
机械性能	抗压强度	MPa	1050
	抗张强度	MPa	80
	抗弯强度	MPa	290
热学性能	导热性能	W/(m·K)	6-8
热学性能	热膨胀系数	10^-6/K	C⊥: -1.5, C∥: 6.5.

烧结钕铁硼磁体表面处理

烧结钕铁硼磁体表面处理简介

以钴为主要成分的钐钴磁体具有出色的化学稳定性，因而无需通过任何表面防护处理便可升任绝大多数的应用场景。但对于钕铁硼磁体来说，表面防护是一个必经的工序，尤其是烧结钕铁硼磁体。富钕相具有非常强的氧化倾向，在潮湿环境将与Nd₂Fe₁₄B主相构成原电池并率先发生腐蚀，主相颗粒由此逐渐从主体剥离。烧结钕铁硼磁体的表面处理分为湿法及干法两大类。常用的湿法包括电镀、化学镀、电泳、喷涂和浸涂等。干法则通常采用物理气相沉积和化学气相沉积。

烧结钕铁硼磁体表面处理分类

表面处理工艺	厚度 (μm)	外观	盐雾试验测试 (小时)	PCT测试 (小时)	特性
蓝白锌	4-15	蓝白色	≥24	–	第二常用的单层镀层，抗腐蚀能力较差。
彩锌	4-15	彩色	≥48	–	抗腐蚀能力略优于蓝白锌。
镍铜镍	5-20	银白色	≥48	≥48	最常用的多层镀层，耐湿热性及耐盐雾性能好。
化学镍	5-20	暗银色	≥72	≥48	外观均匀，耐湿热性及耐盐雾性能优异。
镍+金	5-20	金色	≥72	≥96	导电性能及装饰性能优异。
镍+银	5-20	银色	≥72	≥96	导电性能及装饰性能优异。
镍+锡	5-20	银色	≥72	≥96	耐湿热性能优异。
钝化/磷化	1-3	深灰色	–	–	临时性防护。
真空镀铝	2-15	银白色	≥24	≥24	值得推荐的镀层。
环氧树脂	10-30	黑色/灰色	≥72	≥72	耐湿热性及耐盐雾性能优异，结合力强。
派瑞林	5-20	透明	≥96	–	耐湿热、耐盐雾及耐溶剂性能优异，无针孔。
Everlube	10-15	金黄色	≥120	≥72	耐湿热性能优异。
特氟龙	8-15	黑色	≥24	≥24	耐高温及耐摩擦性能好，自润滑且防水。
备注：磁体抗腐蚀性能同时也受磁体形状及尺寸影响。