钕铁硼结构介绍

时间：2017-04-10 作者：91再生 来源：91再生网

　　钕铁硼废料作为第三代稀土永磁材料，钕铁硼具有很高的性能，钕铁硼广泛应用于能源、交通、机械、医疗、IT、家电等行业，钕铁硼特别是随着信息技术为代表的知识经济的发展，钕铁硼给稀土永磁钕铁硼产业等功能材料不断带来新的用途，这为钕铁硼产业带来更为广阔的市场前景。

　　钕铁硼废料磁铁是由钕、铁、硼（Nd2Fe14B）形成的四方晶系晶体。于1982年，住友特殊金属的佐川真人（Masato Sagawa）发现钕磁铁。钕铁硼这磁铁的磁能积（BHmax）大于钐钴磁铁，是全世界那时磁能积最大的物质。后来，钕铁硼住友特殊金属发展成功粉末冶金法（powder metallurgy process），通用汽车公司发展成功旋喷熔炼法（melt-spinning process），钕铁硼能够制备钕铁硼磁铁。

　　这磁铁是现今磁性最强的永久磁铁，也是最常使用的稀土磁铁（rare earth magnet），钕铁硼被广泛地应用于电子产品，例如硬盘、手机、耳机以及用电池供电的工具等等。

　　钕铁硼为了避免腐蚀的损害，使用时需要在该永磁材料表面做保护处理,例如用金、镍、锌、锡进行电镀，以及表面喷涂环氧树脂等。

　　钕铁硼废料是以Nd2Fel4B化合物为基相(简称2-14-1相)的稀土永磁合金。Nd2Fel4B化合物属四方晶系，钕铁硼晶体结构如图所示，钕铁硼空间群为P42／mnm，稀土钕原子占据f和g晶位，硼占据g晶位，铁占据c，e，j1，j2，k1和k2六种晶位。它具有很高的饱和磁化强度，其μ0Ms=1．61T，理论上的最大磁能积[(BH)m]理论=516kJ／m3；又有很大的磁晶各向异性场，HA≥5840kA／m，这是高矫顽力的主要来源，它的居里温度Tc=312℃。因此，它具有十分优异的永磁特性。在钕铁硼永磁合金中，Nd2Fel4B相占总体积的90％以上，其他是富钕相、富硼相以及金属钕的氧化物如Nd2O3等。钕铁硼永磁合金也被称之为第三代稀土永磁合金。

　　钕铁硼废料合金的微结构主要由三个相组成。钕铁硼主相是Nd2Fel4B，它是永磁性能的主要来源，钕铁硼晶粒呈多边形，一钕铁硼般占总体积的90％以上；其他是富钕相和富硼相等。在烧结型磁体中，富硼相以孤立的块状或颗粒状存在，富钕相沿着晶界或晶界交隅处呈薄层状把主相晶粒包围住。

　　另外，钕铁硼在交隅处还有些氧化物(如Nd2O3)，α-Fe和空洞等存在。烧结型磁体的磁硬化被认为是由反磁化畴的形核决定的。钕铁硼在快淬型磁体中，存在的相虽然与烧结的相同，但晶粒微细，约为10～100nm，钕铁硼不存在氧化物和空洞等。一般认为快淬磁体的磁硬化起源于晶界对畴壁的钉扎。

　　钕铁硼废料合金的弱点是：(1)居里温度低，温度稳定性较差，钕铁硼只能在80℃以内使用。(2)钕铁硼合金极易氧化和被环境腐蚀。