燒結釹鐵硼磁鐵的原料成分介紹

我們都知道燒結釹鐵硼永磁體的主要原料是釹、鐵和硼這三種元素，但除此之外，原料中還會(huì )添加很多種其他元素，這些元素在磁體中發(fā)揮的作用各不相同，生產(chǎn)廠(chǎng)家常常是根據用戶(hù)的使用需求來(lái)做產(chǎn)品的配方設計，原料配方可以說(shuō)是各個(gè)廠(chǎng)家的絕密信息。

燒結釹鐵硼的十幾種元素就像我們做一道美食所需加入的各種調味料一樣，正是由于這些不同內秉特性和功能的元素進(jìn)行科學(xué)的規律的組合，才成就了我們釹鐵硼各種各樣不同的牌號和性能。搞清楚每種元素存在的意義，對我們更好地理解不同的牌號性能和制造成本意義重大。下面我們簡(jiǎn)要介紹一下這些元素存在的價(jià)值。

為了更方便理解，我們可以將釹鐵硼的組成元素分成三類(lèi)：

◇ 一是主體元素RE（Ce，Gd，Nd，Dy等），Fe，B，其主要負責形成RE2Fe14B主相晶粒。

◇ 二是Al，Co，Ga，Zr等小元素，主要負責優(yōu)化晶界相對主相晶粒的包覆。

◇ 三是雜質(zhì)元素，如碳，氧等，是原材料和生產(chǎn)不可避免的引入。

釹鐵硼元素種類(lèi)示意圖如下圖所示。

通常在生產(chǎn)過(guò)程中我們?yōu)榱俗尣煌浞桨l(fā)揮出更優(yōu)的性能效果，在使用前我們還需要對原材料進(jìn)行一定的檢驗和處理，以達到一些基本要求，部分元素常用要求如下表。

以上為常用原材料典型參考值，實(shí)際原材料廠(chǎng)商在生產(chǎn)過(guò)程中由于采用不同工藝路線(xiàn)往往會(huì )出現一定的偏差，如PrNd中二者的比例會(huì )從20:80變化至25:75，GdFe會(huì )出現小于75%，不同批次BFe中B含量會(huì )出現較大波動(dòng)等現象，這就要求我們在使用過(guò)程中要結合每一批次質(zhì)檢單實(shí)際含量進(jìn)行配比使用。

釹鐵硼磁體中所包含的每一種元素都有自己獨特的特性，如：

◇ La，Ce元素引入會(huì )降低磁體的剩磁Br和矯頑力Hcj，但其價(jià)格非常便宜，可以降低成本；

◇ 純Nd元素取代PrNd組成的REFeB具有非常高的飽和磁化強度，可以用來(lái)制備超高剩磁磁體；

◇ Tb元素引入可以大幅提升磁體的Hcj，但其成本極其昂貴；

◇ Gd元素價(jià)格相對便宜，其形成的REFeB具有最高的居里溫度，可以制備耐高溫磁體，但是會(huì )較大幅度降低Br。

要想搞清楚如何組合才能用最低的成本制造出滿(mǎn)足要求的牌號性能磁體，我們就需要對釹鐵硼中的每種元素的特性進(jìn)行了解，具體元素特性如下表。

材料成本80%-90%以上主要由備注“高低”部分組成，其中“—”部分表示添加量非常少或價(jià)格便宜，對整體成本影響不大。其中La，Ce的加入主要是為了降低成本，近幾年隨著(zhù)工藝的不斷進(jìn)步，Ce磁體已經(jīng)在越來(lái)越多較高牌號中得到應用。

我們通過(guò)對以上元素特性進(jìn)行深入的理解，搞清楚各種元素加入后對燒結工藝，燒結密度，時(shí)效工藝，產(chǎn)品性能的影響規律，就可以指導我們生產(chǎn)出具有較高性?xún)r(jià)比的釹鐵硼產(chǎn)品