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收藏词条   编辑词条 粉末冶金磁性材料

创建时间:2008-08-02

用粉末成形和烧结的方法所制取的磁性材料。大部分磁性材料也可用熔铸法生产,与熔铸法相比,采用粉末冶金法有以下优点:可以生产熔铸法所不能生产的一些磁性材料,如磁介质、铁氧体等;能用单畴粉制出优质稀土钴硬磁材料;粉末冶金磁体的晶粒细、强度大、无缩孔、偏析等,磁性均匀;适于生产体积小、形状复杂的小型磁体。

粉末冶金磁性材料可分为粉末冶金软磁材料和粉末冶金硬磁材料两大类。前者有粉末冶金金属软磁材料、磁介质和软磁铁氧体,后者有粉末冶金金属硬磁材料、稀土钴硬磁材料和硬磁铁氧体。

磁介质被电介质在电、磁方面都能绝缘而又机械粘合的细铁磁颗粒所组成的磁性材料。磁介质又称磁粉芯。作为生产磁介质的铁磁粉末有纯铁粉、坡莫合金粉、铁硅铝合金粉等。电介质可采用电木、聚苯乙烯、聚酰胺塑料、虫胶漆等类型的各种人造树脂以及硅酸盐、水玻璃和氧化物等。磁介质的制造工艺为:混合一成形聚合和退火。磁介质具有很高的电阻率和较好的磁性,对磁场、频率、温度、振动、时间等稳定性好,一般用作音频或超音频高品质因素的稳定电感元件。

粉末冶金金属软磁材料包括纯铁、磷铁、硅铁、镍铁和钴铁等。20世纪40年代后期,粉末冶金金属软磁材料开始部分取代熔铸加工的金属软磁材料,那时只生产粉末冶金纯铁。50年代后,粉末冶金金属软磁材料得到进一步发展,80年代,由于工艺技术的进步,可以制造高密度的粉末冶金金属软磁材料,其磁性能和电性能都已得到提高,从而应用领域扩大。高密度技术大体可分为:粉末注射成形技术,用快速固化粉末为原料的技术,用液相烧结与极细粉末相结合的技术等。高密度粉末冶金金属软磁材料有Fe,Fe-0.45P,Fe-3Si,Fe-50Ni,Fe-48Co,4Mo坡莫合金等,除了用于电信、家用电器方面,更引人注目的是计算机外围工业和汽车工业中的应用。

软磁铁氧体见铁氧体材料。

粉末冶金金属硬磁材料包括铝镍、铝镍钴合金等。铝镍钴合金可用熔铸法也可用粉末冶金法生产,但铸造铝镍钴合金脆硬,不能锻打、压延,因此,制品形状的复杂程度受到限制。粉末冶金铝镍钴合金则可避免铸造的缺点,产品形状比较准确,材料利用率高达95%。但其磁性能较低,最大磁能级(BH)max只是铸造合金的70%~90%。

稀土钴硬磁材料是粉末冶金法生产的硬磁材料中最有价值的一种。1967年,人们制成第一批磁性能不太高的YCo5和SmCo5永磁合金,两年后,SmCo5的(BH)max达18MGOe,现在在实验室已制出(BH)max达28.6MGOe的SmCo5永磁合金,人们习惯地把SmCo5合金称为第1代稀土永磁合金。1976年出现的RE2Co17化合物则称为第2代稀土永磁合金,其(BH)max实验室水平可达37.3MGOe。1983年日本宣布用粉末冶金方法制出了(BH)max高达38MGOe的钕铁硼永磁合金,称之为第3代稀土永磁合金,这种合金的(BH)max实验室水平已超过50MGOe。因为用廉价的铁代替昂贵的钴,用矿藏量较丰富的钕取代稀缺的钐,正是人们所追求的目标。钕铁硼永磁合金是当今磁性最强的一种硬磁材料。但从应用上来说,存在居里温度低和温度稳定性较差的缺点,通常可添加适当的合金元素如钴、铌、镓和镝来改善其性能。

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