摘要：易腐蝕、脆性大、工作溫度偏低是制約燒結(jié)釹鐵硼進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用的主要缺陷，本文通過研究釹鐵硼永磁材料主元合金成分、及熱處理工藝對燒結(jié)永磁材料晶界成分、晶界結(jié)構(gòu)以及磁體性能的影響來探討改進(jìn)釹鐵硼永磁材料。以及稀土錳氧化物效應(yīng)的研究，分析了效應(yīng)的成因及影響因素。通過對這幾種稀土材料磁性的研究對比，分析各種磁性材料的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)而得出在不同領(lǐng)域不用適用環(huán)境的應(yīng)用。
　　關(guān)鍵詞：釹鐵硼稀土錳氧化物效應(yīng)
　　中圖分類號：O616文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791(2011)01(a)-0058-02
　　稀土永磁材料是一種十分重要的功能材料，在國民經(jīng)濟(jì)中扮演重要角色。在稀土永磁材料中占主導(dǎo)地位是釹鐵硼永磁材料和稀土錳氧化物，本文主要對這兩種材料進(jìn)行研究。
　　
　　1釹鐵硼永磁材料磁性研究
　　燒結(jié)釹鐵硼永磁材料以其高磁能積和室溫下退磁曲線呈線性等明顯優(yōu)勢在各個(gè)行業(yè)中被廣泛使用，是最主要的永磁材料。但是仍然受到低居里溫度、易腐蝕和低熱穩(wěn)定性的影響，對采用粉末冶金工藝制備的燒結(jié)欽鐵硼磁體，研究主元合金成分、對燒結(jié)永磁材料晶界成分、晶界結(jié)構(gòu)以及磁體性能的影響，以及晶界添加納米粉末對晶界結(jié)構(gòu)、成分、形貌以及磁體性能的影響。（如圖1所示）。
　　當(dāng)含量l2.77at%，超過正分成分時(shí)，隨含量的增加，主相的體積分?jǐn)?shù)減少，使磁體的相應(yīng)減小，但富相很好地削弱主相晶粒間的磁交換耦合作用，促進(jìn)矯頑高，同時(shí)使磁體的、都比較高。但是較多的晶間相，增加了易腐力提蝕陽極含量，加劇了晶間腐蝕，不利于磁體耐蝕性能的提高。（見圖2）。
　　結(jié)果表明，當(dāng)含量小于5.7%時(shí)，磁體的各項(xiàng)磁性能指標(biāo)都很低，僅有500，這是因?yàn)楹辖鹬谐霈F(xiàn)了易基面相，而是易腐蝕相的原因;當(dāng)含量5.7%～5.9bcebd91f57b015a24390a4ceb0be7fb0%之間時(shí)各項(xiàng)磁性能指標(biāo)都比較高，=1.39T，=l100，=0.94，=370，根據(jù)相圖可知，此時(shí)合金進(jìn)入++相區(qū);當(dāng)B含量大于5.9%時(shí)磁體的、均開始下降。因此制備高能積磁體取B含量在5.76%。
　　納米粉末可以在<0.07%添加范圍內(nèi)提高磁體的矯頑力、剩磁、最大磁能積和耐蝕性能，當(dāng)添加量為0.03%時(shí)磁體具有最好的綜合性能（如：圖3所示）。從磁體的能譜分析可以看出，添加的納米粉末沒有進(jìn)入主相，也就是說沒有改變磁體的內(nèi)稟性能，只是集中在晶界富相當(dāng)中，改變了晶界相的電極電位等理化特性，從而提高了磁體的耐蝕性，但考慮到磁體的磁性能，添加改善磁體耐蝕性只能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行.當(dāng)添加的粉末過多的時(shí)候，反而會使磁體的性能發(fā)生惡化。
　　2稀土錳氧化物的磁性研究
　　在稀土錳氧化物中，為稀土元素，例如、、、等。這類氧化物具有天然鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)，一般情況下為非導(dǎo)體，并具有反鐵磁性。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，如果這類氧化物中的或被其它適當(dāng)?shù)脑夭糠痔娲?，樣品的結(jié)構(gòu)、電磁性能都會發(fā)生很大的變化，出現(xiàn)金屬-半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變和鐵磁性-順磁性的轉(zhuǎn)變，而且還存在著高達(dá)127000%()的磁電阻效應(yīng)（效應(yīng)）。摻雜稀土錳基氧化物在一定的摻雜范圍內(nèi)，導(dǎo)電特性在磁相變溫度附近具有金屬一半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變特征，表明導(dǎo)電性與磁特性密切相關(guān)。在外磁場作用下，導(dǎo)電特性將發(fā)生有規(guī)律的變化?？疾?x=0.25，0.33，0.50)多晶體材料在零磁場和外加8T磁場下電阻率隨溫度變化關(guān)系、相應(yīng)的磁電阻隨溫度變化關(guān)系以及自發(fā)磁化強(qiáng)度隨溫度變化關(guān)系(對x=0.5樣品，同時(shí)還給出了外加5.5T磁場下的磁化強(qiáng)度隨溫度變化關(guān)系)。在零磁場下，x=0.2，0.33的樣品具有典型的鐵磁性和電阻率的金屬一半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變，零磁場下的金屬一半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變溫度在鐵磁相變溫度附近，而在8T磁場下，金屬一半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變溫度向高溫處移動(dòng);相應(yīng)的磁電阻曲線在鐵磁相變溫度附近有尖銳的峰，磁電阻值峰值達(dá)到1220%()。對于x=0.5的樣品，其具有反鐵磁性，沒有金屬一半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變，在整個(gè)溫度范圍內(nèi)呈半導(dǎo)體導(dǎo)電性;在ST磁場下，電阻率急劇降低，但相應(yīng)磁電阻沒有峰值效應(yīng)，磁電阻值低溫下達(dá)到1×108%。
　　影響摻雜稀土錳基氧化物效應(yīng)的因素主要有以下幾點(diǎn)：(1)組分的影響。摻入不同的兩價(jià)金屬元素，不同的摻雜量以及稀土元素的不同都會影響材料的晶格結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響材料的磁電特性和效應(yīng)。(2)外加壓力的影響。稀土元素?fù)诫s相當(dāng)于一個(gè)“化學(xué)壓力”或者“內(nèi)壓力”，這個(gè)“內(nèi)壓力”導(dǎo)致晶格應(yīng)變的產(chǎn)生，并使稀土錳基氧化物的龐磁電阻特性發(fā)生變化。(3)晶體學(xué)特性影響。晶體學(xué)特性對摻雜稀土錳基氧化物龐磁電阻特性影響表現(xiàn)在單晶材料和多晶材料具有不同的龐磁電阻特性。(4)制備工藝對效應(yīng)的影響。多晶體材料的效應(yīng)與晶粒大小有關(guān)。薄膜材料的沉積的條件或參數(shù)如襯底溫度、退火溫度及襯底材料的改變將導(dǎo)致特性的變化。(5)離子注入影響。在摻雜稀土錳基氧化物薄膜中注入一定劑量的離子也將會導(dǎo)致磁電特性及龐磁電阻效應(yīng)的變化。
　　
　　3 稀土磁性能的應(yīng)用
　　(1)直驅(qū)永磁式風(fēng)力發(fā)電。直驅(qū)永磁式風(fēng)電機(jī)組具有穩(wěn)定性高、結(jié)構(gòu)簡單、效率高、壽命長等一系列優(yōu)點(diǎn)，將成為未來風(fēng)電技術(shù)的主流機(jī)型。(2)稀土永磁同步電機(jī)。目前混合動(dòng)力車具有節(jié)能環(huán)保舒適等優(yōu)勢，是未來汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢?；旌蟿?dòng)力車的主要部件是采用稀土永磁同步電機(jī)的發(fā)電機(jī)，稀土永磁材料將為未來的汽車行業(yè)做出卓越的貢獻(xiàn)。(3)變頻壓縮機(jī)。采用稀土永磁材料的變頻壓縮機(jī)的家電產(chǎn)品的能耗比傳統(tǒng)家電節(jié)能達(dá)30％～40％。(4)工業(yè)節(jié)能電機(jī)。稀土永磁體具有高剩磁密度、高矯頑力、高磁能積的優(yōu)異磁性能，用它制成的各種電機(jī)產(chǎn)品，具有高性能、輕型化、高效節(jié)能等特點(diǎn)，在節(jié)能電機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力巨大。(5)IT存儲領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)的發(fā)展帶動(dòng)了相關(guān)配套元件的發(fā)展，硬、軟磁盤、光盤驅(qū)動(dòng)頭是使用釹鐵硼較多的一個(gè)方面，每年用于計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)器的釹鐵硼磁體約達(dá)4000T，占釹鐵硼銷量的50%。
　　
　　4 結(jié)語
　　本文通過研究采用粉末冶金工藝制備了燒結(jié)欽鐵硼磁體，以及稀土錳氧化物效應(yīng)的研究，可以發(fā)現(xiàn)，合金成分設(shè)計(jì)、熱處理工藝以及微量化合物粉末添加在制備高性能燒結(jié)永磁材料中非常重要，對磁體的組織結(jié)構(gòu)、晶界形貌和成分、磁性能、力學(xué)性能、耐蝕性能產(chǎn)生顯著影響，對于該類材料，有些方面還需要進(jìn)行更深入的研究。
　　(1)納米高溫陶瓷粉末添加對晶界富相的改性機(jī)理，熱力學(xué)分析以及熱處理工藝對納米改性磁體顯微結(jié)構(gòu)和性能的作用機(jī)理。(2)如何設(shè)計(jì)新的晶界相成分，徹底改變磁體目前存在