釹鐵硼永磁及其在電機(jī)中的應(yīng)用動(dòng)向
王淦緒（天津安全電機(jī)有限公司）
【摘 要】介紹釹鐵硼永磁的磁性能、不足之處、國內(nèi)外生產(chǎn)概況及其在電機(jī)中的應(yīng)用效果，指出釹鐵硼永磁在電機(jī)中的應(yīng)用前景廣闊。
【敘 詞】釹鐵硼系永磁材料性能電機(jī)應(yīng)用動(dòng)向
l引言
1983年，日本住友特殊金屬公司和美國通用汽車公司，分別獨(dú)立研制成功稀土釹鐵硼(ndfeb)永磁，其****磁能積(bh)max達(dá)到286. 6kj/m3[1]，成為繼稀土釤鈷永磁(smc05和sm2c017)之后的第三代稀土永磁材料。
ndfeb磁鋼不僅磁性能比sm2c017更加優(yōu)異，而且原材料資源豐富。它不用****昂貴的戰(zhàn)略物資鈷(co)和儲(chǔ)量稀少的釤(sm)，可以廉價(jià)的鐵(fe)代鈷，以豐富的釹(nd)代釤，故其價(jià)格比釤鈷永磁低廉，市場競爭力強(qiáng)，便于廣泛推廣應(yīng)用。同時(shí)，ndfeb的磁能積高，需用量少，加工性能好，可進(jìn)行切削和鉆孔，成品率高，故可縮小永磁電機(jī)的體積、降低成本、提高功效、節(jié)省能源，已引起電機(jī)界的密切關(guān)注。本文闡述釹鐵硼的磁性能及釹鐵硼永磁材料在電機(jī)中的應(yīng)用動(dòng)向。
2釹鐵硼永磁材料的磁性能
永磁電機(jī)的發(fā)展與新型永磁材料的不斷出現(xiàn)密切相關(guān)。ndfeb永磁材料優(yōu)異昀磁性能促使人們?nèi)ミM(jìn)一步研究、開發(fā)新的品種，因而在短短的幾年，ndfeb磁鋼的新品種不斷涌現(xiàn)，其性能又獲得提高。1985年，日本住友公司在實(shí)驗(yàn)室研制ndfeb磁鋼的****磁
能積( bh)。。達(dá)到3 98kj/m3，剩磁br為1. 45t，矯頑力bhc為636. 8ka/m[2]。
我國稀土資源十分豐富，其儲(chǔ)量占全世界的百分之八十。原料級(jí)產(chǎn)品年產(chǎn)量近3萬t，占世界的百分之七十。年出口量0.8萬t，為世界總貿(mào)易量的百分之三十五。因此，我國研制、開發(fā)稀土永磁材料，具有得天獨(dú)厚的發(fā)展條件。目前，我國小批量生產(chǎn)的ndfeb永磁體的磁能積已達(dá)318. 4kj/m3[2]。
我國十分重視釹鐵硼的開發(fā)研究工作。包頭稀土研究院等單位的科研人員，經(jīng)過歷時(shí)3年艱苦攻關(guān)，采用國產(chǎn)設(shè)備和先進(jìn)低氧工藝試驗(yàn)，對(duì)釹鐵硼永磁的研制已獲重大突破，1990年經(jīng)中國計(jì)量科學(xué)研究院測定，研制的批量樣品磁能積在390. 04mj/m3以上，****的達(dá)到415. 512kj/m3，超過迄今公布的日本402. 776kj/m3國際先進(jìn)水平，居世界****地位。
2.1釹鐵硼永磁體的優(yōu)異磁性能
目前，各種永磁電機(jī)常用的永磁材料的磁能積，鐵氧體為14. 328～36. 616kj/m3．鋁鎳鈷為39. 8～95. 52kj/m3，smc05為127. 36～183. 08kj/m3，試驗(yàn)****值達(dá)227.7kj/m3; sh12c017為109. 2～238. 8kj/m3，試驗(yàn)****值2 6 3 kj /m3；ndfeb為238.8～318. 4kj/m3，試驗(yàn)****值415. 5kj/m3。顯而易見，在各種永磁材料中，釹鐵硼的磁能積是****的。
釹鐵硼永磁材料的****磁能積(bh)max的理論值可達(dá)525. 4kj/m3。專家預(yù)測，到1995年會(huì)有(bh)max達(dá)477. 6kj/m3的釹鐵硼永磁體出現(xiàn)。
釹鐵硼磁鋼的剩磁br和矯頑力hc均很高，商品釹鐵硼的br為1.02～1. 25t，****可達(dá)14. 8t，約是鐵氧體永磁的3～5倍，約是鋁鎳鈷、釤鈷永磁1～2倍。商品釹鐵硼的磁感應(yīng)矯頑力bhc為764.2～915ka/m，內(nèi)稟矯頑力mhc為876～1671. 6ka/m，****可達(dá)2244. 7ka/m，相當(dāng)鐵氧體的5～10倍，鑄造鋁鎳鈷的5～15倍。釹鐵硼永磁兼有鐵氧體、鋁鎳鈷和稀土釤鈷永磁的優(yōu)點(diǎn)，而且，有很高的(bh)max值，這將使永磁電機(jī)的性能水平和力能指標(biāo)進(jìn)一步得到提高。由于釹鐵硼的磁性優(yōu)異，原材料資源豐富，價(jià)格適中，目前的發(fā)展趨勢正在取代鑄造鋁鎳鉆和稀土釤鈷永磁材料，能否取代廉價(jià)的鐵氧體，將決定于釹鐵硼的成本能否進(jìn)一步降低。
過去，由于永磁材料的磁性能較低，永磁的磁性能，極高的磁能積，使其應(yīng)用將擴(kuò)大到中小型電機(jī)的范圍，甚至擴(kuò)大到大工業(yè)的驅(qū)動(dòng)裝置。例如，重慶電機(jī)廠已研制成功22kw和30kw兩個(gè)規(guī)格的高效節(jié)能釹鐵硼永磁同步電動(dòng)機(jī)。北束重型電機(jī)廠已推出250kw釹鐵硼永磁同步電動(dòng)機(jī)。另一方面，由于釹鐵硼有很高的矯頑力，磁體“輕、薄、短、小”，具有神奇的能量和信息轉(zhuǎn)換功能，將使永磁電機(jī)的功效更高、體小量輕，更趨小型化、微型化、輕量化和薄型化，使其應(yīng)用到手表、照像機(jī)、醫(yī)用等特微型永磁電機(jī)的領(lǐng)域，并將導(dǎo)致永磁電機(jī)開發(fā)研制和更新?lián)Q代 |
