钐铁氮磁体

科技工作者之家 2020-11-17

钐铁氮磁体是指R2Fe17经过氮化处理形成的R2Fe17Nx或R2Fe17NxH等三元或多元金属间化合物。钐铁氮型永磁材料是第三代永磁材料,因为钕铁硼永磁材料虽有优异的磁性能,但居里温度低,在一些特殊应用上,钕铁硼无法满足,在第二代钐钴型永磁材料的基础上,进行改良,既保证了永磁材料适应一定的高温环境,也在磁性能上进一步增强。

简介钐铁氮磁体是指R2Fe17经过氮化处理形成的R2Fe17Nx或R2Fe17NxH等三元或多元金属间化合物1。

结构特点R为稀土元素,x=2~3。这种化合物为菱方或六方结构,间隙原子氮占据八面体空位。在所有R2Fe17Nx化合物中,只有R=Sm时才显示出单轴(c轴)各向异性,成为最有希望的永磁材料。

Sm2Fe17磁体Sm2Fe17经过300~500℃氮化处理、每个化合式可引入2~3个氮原子,结构保持不变,但单胞体积增大约7%,居里温度提高到476℃,各向异性场达到14T(约为Nd-Fe-B化合物的2倍),饱和磁化强度提高到1.54T,理论最大磁能积与Nd-Fe-B磁体相当1。

制造工艺钐铁氮化合物为热力学亚稳结构,在600℃以上便开始分解,因此不能采用传统的烧结工艺制造磁体,但可用这种合金粉末制作粘结磁体。合金粉末可采用传统制粉工艺制备,而用熔体快淬或机械合金化法制备的粉末性能更好。

发展历史以Sm2Fe17 N2.3金属间化合物为基相的稀土永磁合金。1990年爱尔兰人科伊(J. M. D.Coey)等发现Sm2Fe17在300℃以上通过气相-固相反应,不可逆地大量吸收氮。氮原子进入Sm2Fe17后生成一种新的填隙化合物——Sm2Fe17N2.3,不仅使Sm2Fe17的单胞体积增大(3%左右),还使居里温度明显提高(Tc=476℃)。而且在室温下有高的饱和磁化强度(Ms=1.54T)和大的各向异性场,HA=14T。这些都是成为优良永磁材料的重要特性,因而引起世人的注目和研究,比铁铬钴(fecrco)铝镍钴(Alnico)在性能上优越,在耐温和可加工可变性方面稍弱1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学

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