高性能金屬永磁材料的研究分析

魏啟鋒

摘 要：金屬永磁材料在我國具有悠久的發(fā)展歷史，而高性能金屬永磁材料更是在人們的生產(chǎn)生活當(dāng)中取得了重要應(yīng)用，極大地提高了人們的生活質(zhì)量和生產(chǎn)水平。本文針對高性能金屬永磁材料的研究進(jìn)行分析，對相關(guān)金屬永磁材料的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀進(jìn)行了具體闡述，同時也對高性能金屬永磁材料的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員起到一些參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：高性能;金屬;永磁材料;研究

在20世紀(jì)初，金屬永磁材料正式得到了發(fā)展，并在此后得到了廣泛應(yīng)用與研究，其中以稀土永磁材料的發(fā)展作為快速，同時還包括Pt-Co、Fe-Cr-Co等。高性能金屬永磁材料具有良好的節(jié)能性和環(huán)保性，因此在現(xiàn)今社會的發(fā)展過程中得到了有效應(yīng)用，可以充分實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和電磁能間的相互轉(zhuǎn)換。通過對高性能金屬永磁材料的能量轉(zhuǎn)換功能以及物理效應(yīng)進(jìn)行利用，可以對相關(guān)金屬永磁材料進(jìn)行加工，使其形成相關(guān)形式的永磁功能器件。對此，相關(guān)研究人員需要結(jié)合應(yīng)用領(lǐng)域的具體需求，對不同特性的金屬永磁材料進(jìn)行選擇，同時還需要加大研究力度，從而使其得到更好的應(yīng)用。

1.高性能金屬永磁材料的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 Fe-Cr-Co永磁合金

Fe-Cr-Co永磁合金屬于可加工永磁合金中的一種，具有十分廣泛的使用范圍，可以將相關(guān)合金取代，在電氣測量儀表、通訊儀器、電子、電器當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用。對比各向同性合金而言，軋制Fe-Cr-Co永磁合金具有較高的磁能積，因此在相關(guān)領(lǐng)域當(dāng)中得到了有效應(yīng)用。Fe-Cr-Co輻射環(huán)不宜對粉末冶金、旋鍛等特殊方法進(jìn)行使用，在制備時應(yīng)對傳統(tǒng)鑄造和熱處理工藝進(jìn)行采用。所以，相關(guān)研究人員主要針對適用于對輻射環(huán)的高矯頑力Fe-Cr-Co永磁材料制備進(jìn)行研究，并通過對合金的成分以及熱處理?xiàng)l件進(jìn)行優(yōu)化，從而有效獲得具有較高磁性能的Fe-Cr-Co永磁合金。而且通過相關(guān)研究可以發(fā)現(xiàn)，合金矯頑力和力學(xué)性能的變化趨勢正好相反，在對少許稀土元素進(jìn)行添加之后，可以稍加改善其力性，進(jìn)而成功對Fe-Cr-Co輻射環(huán)進(jìn)行研制。通過使用透射電鏡照片，可以對Fe-Cr-Co合金的調(diào)幅結(jié)構(gòu)進(jìn)行顯示，其對磁場熱處理溫度十分敏感，而且和普通Fe-Cr-Co合金調(diào)幅結(jié)構(gòu)具有明顯差異。根據(jù)X射線衍射結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，合金當(dāng)中bcc結(jié)構(gòu)在具體的調(diào)幅分解過程中無變化，但兩相的晶格常數(shù)則存在一定區(qū)別。穆斯堡爾譜對非磁性相的產(chǎn)生以及磁性相的完善進(jìn)行了清楚顯示，由此可以看出，高矯頑力合金對比普通合金，兩相成分差相對較大[1]。

1.2 Pt-Co永磁合金

Pt-Co永磁合金在可加工永磁合金當(dāng)中矯頑力最高，合金成分具體包括Pt76%、Co24%。對于合金的多晶試樣矯頑力可以達(dá)到430KA/m。而在Pt-Co永磁合金的單晶上，可以獲得的磁能積最高可以達(dá)到113KJ/m3。與此同時，Pt-Co永磁合金的抗腐蝕能力相對較強(qiáng)，具體可以用于硫酸、茍性堿以及硝酸等腐蝕介質(zhì)當(dāng)中[2]。所以，在特殊環(huán)境當(dāng)中，Pt-Co永磁合金材料具有著十分重要的作用。除此之外，Pt-Co永磁合金還具有高塑性，這使其可以對任何行傳和尺寸的微型器件進(jìn)行制造。Pt-Co永磁合金的溫度系數(shù)極低，這使其可以在較高溫度環(huán)境當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用。近些年來，相關(guān)研究人員主要針對熱處理工藝條件對Pt-Co永磁合金的影響規(guī)律進(jìn)行研究，并對矯頑力超過550KA/m的永磁合金成功進(jìn)行制備，其最大磁能積可以達(dá)到80.44KJ/m3。

2.高性能金屬永磁材料的發(fā)展方向

現(xiàn)如今，雖然我國已經(jīng)逐漸成為全球稀土永磁體和永磁材料最大的生產(chǎn)基地與研發(fā)中心，但仍要進(jìn)一步加強(qiáng)研究工作。隨著納米粉末混合和納米粉末包覆等研究工作的不斷開展，人們除了對軟、硬磁相的分布以及交換耦合關(guān)系進(jìn)行探討，也開展了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，并發(fā)現(xiàn)只通過將硬磁顆粒和細(xì)小軟磁顆粒進(jìn)行結(jié)合，對連續(xù)軟磁相薄層進(jìn)行研制十分困難。在這之后，相關(guān)研究人員對濺射及脈沖激光鍍膜、物理氣相沉積以及電化學(xué)沉積等方法進(jìn)行采用，針對硬磁性相顆粒表面對軟磁性相層進(jìn)行包覆，并有效開展了相關(guān)研究工作。而到目前為止，對軟硬磁復(fù)合納米顆粒進(jìn)行采用，用來制備各向異性納米晶復(fù)合磁體技術(shù)的發(fā)展仍然處于初期階段，這需要相關(guān)研究人員進(jìn)一步加大研究力度，從而使理論研究內(nèi)容得到豐富[3]。

結(jié)束語：

綜上所述，高性能金屬永磁材料在我國具有十分重要的應(yīng)用，對此，相關(guān)研究人員需要針對各類金屬永磁材料進(jìn)一步加大研究力度，結(jié)合其具體性能深入進(jìn)行分析，從而對具有更好矯頑力和磁能積的永磁材料進(jìn)行研制，發(fā)揮出金屬永磁材料具有的重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李曉蕾.日立金屬釹鐵硼稀土永磁材料專利布局分析[J].冶金與材料，2020，40（04）：64+73.

[2]金鑫，王群，唐章宏.結(jié)構(gòu)分隔金屬軟磁材料的性能[J].安全與電磁兼容，2018，14（02）：69-73.

[3]李衛(wèi)，朱明剛.高性能金屬永磁材料的探索和研究進(jìn)展[J].中國材料進(jìn)展，2019，28（Z2）：62-73.

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