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【正文】 鐵硅鋁合金和高導(dǎo)磁鐵氧體材料 。 （二）磁頭材料 用途：從磁記錄介質(zhì)中讀出信號(hào) 用途： 高磁導(dǎo)率、低矯頑力和高電阻率之外，還要求高的耐磨性和低應(yīng)力敏感性 。 A 鐵鎳基耐磨高導(dǎo)磁合金 :在高鎳型鐵鎳二元合金基礎(chǔ)上加入 Nb、 Mo、 Al和 Ti等合金元素而形成 。 通過(guò)調(diào)節(jié)成分和適當(dāng)?shù)淖罱K熱處理 ， 使合金元素在基體內(nèi)形成有限固溶體和對(duì)疇壁運(yùn)動(dòng)無(wú)阻礙作用的極微細(xì)的 (小于疇壁寬度 )均勻沉淀相 ， 從而使合金在保持高導(dǎo)磁率的同時(shí)得到固溶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化 ， 制備出高硬度低應(yīng)力敏感性的高導(dǎo)磁合金 。 鐵鎳基耐磨高導(dǎo)磁合金主要用于低頻磁頭如錄音機(jī) 、 數(shù)字磁帶機(jī)和磁卡機(jī)磁頭以及微電機(jī) 、 變壓器 、 傳感器和磁放大器等各種電感元件鐵心 。 3. 2 軟磁材料－ 磁記錄材料 3. 2 軟磁材料－ 磁記錄材料 鐵硅鋁合金 :(Few(Si)%w(Al)%)的導(dǎo)磁率與高鎳的 FeNi合金相當(dāng) ， Hv達(dá) 500， 飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度約 1T， 電阻率 110 108m。 該合金制備的磁頭具有高的耐磨性和優(yōu)良的高頻特性 。 是四磁頭錄像技術(shù)中普遍應(yīng)用的磁頭材料 。 缺點(diǎn)是對(duì)合金成分的變化非常敏感 ， 又硬又脆 ， 難加工 ， 使磁頭價(jià)格昂貴 。 MnZn和 NiZn鐵氧體： 硬度 Hv達(dá) 600～ 700， 耐磨性高 ， 主要用于制作錄像機(jī) 、 數(shù)字磁帶機(jī) 、 磁盤(pán)機(jī)和磁鼓的磁頭鐵心 。 其中應(yīng)用最多最普遍的是多晶熱壓鐵氧體 ， 其最大缺點(diǎn)是磁頭縫隙附近容易產(chǎn)生剝落 ， 從而導(dǎo)致磁記錄質(zhì)量的下降 。 采用單晶和取向鐵氧體抗剝落性得到顯著改善 ， 但增加了磁頭制造工藝的難度 。 3. 2 軟磁材料－ 磁記錄材料 巨磁阻硬盤(pán)磁頭 （ 一 ） 磁致伸縮材料 利用磁致伸縮現(xiàn)象 ， 可將電震蕩轉(zhuǎn)變成超聲波振動(dòng)；因此磁致伸縮材料主要用于超聲波發(fā)生器的振子 (鐵心 )。 此類(lèi)材料主要包括純鎳 (w(Ni)%)、Few(Al)13% 合金 (1J13) 、 Fe49Co49V2(1J22) 、 Few(Ni)50%(1J50)。 (二 ) 磁屏蔽材料 在一些場(chǎng)合 ， 如小型通訊機(jī)和電子儀器中 ， 各種線(xiàn)圈或變壓器裝配位置緊密 ， 必須進(jìn)行電磁屏蔽 。常用的磁屏蔽材料有純鐵 、 坡莫合金或鐵硅鋁合金， 非晶態(tài)合金 。 3. 2 軟磁材料－ 其它軟磁材料 （ 三 ） 磁流體 在連動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械中 ， 為了控制機(jī)械部件的相互連接 ， 通常使用磁性離合器 。 磁流體是將羰基鐵或四氧化三鐵磁性粉末分散在礦物油或硅油中的一種材料 。 當(dāng)加上磁場(chǎng)時(shí) ， 使磁性粉末磁力線(xiàn)方向上連續(xù)排列起來(lái) ， 使表觀粘度增高 ，從而實(shí)現(xiàn)百分之百的連接 。 不加磁場(chǎng)時(shí)磁流體材料的粘度應(yīng)很小 ， 加上磁場(chǎng)時(shí)其粘度應(yīng)明顯提高；取消磁場(chǎng)時(shí)其剩磁要低 、 恢復(fù)到低粘性的初始狀態(tài) 。 磁流體中磁粉與機(jī)油的比例一般為 4:1， 與硅油的比例為 8:1。 3. 2 軟磁材料－ 其它軟磁材料 3. 2 軟磁材料－ 非晶態(tài)、微晶與納米 晶軟磁合金 非晶態(tài)金屬 （ 金屬玻璃 ） ： 當(dāng)液態(tài)金屬凝固的冷卻速率高于一臨界值時(shí) ， 晶體的形核與生長(zhǎng)被抑制 ，形成原子排列為短程有序而長(zhǎng)程無(wú)序的固態(tài)結(jié)構(gòu) 。 （一） 非晶態(tài)合金 非晶態(tài)軟磁合金分類(lèi) :(1)過(guò)渡金屬 類(lèi)金屬系 (TMM)，其中 Fe， Ni， Co等磁性元素一般占 70～ 84%， 類(lèi)金屬元素 B， Si， C， P占 16～ 30%； (2)稀土 過(guò)渡金屬系 (RETM)； (3)過(guò)渡金屬 金屬系 (TMMT)， 其中 Fe，Ni， Co等過(guò)渡元素含量約 90%， 金屬元素 Zr， Hf等約10%。 也可按主要成分將其分為鐵基 、 鈷基和鐵鎳基合金等 。 還可按磁性分為高飽和磁感和高磁導(dǎo)率兩類(lèi) 。 3. 2 軟磁材料－ 非晶態(tài)、微晶與納米 晶軟磁合金 3. 2 軟磁材料－ 非晶態(tài)、微晶與納米 晶軟磁合金 鐵基非晶合金的種類(lèi)： 主要有 FeB、 FeBC、 FeBSi、FeBSiC和 FeCoBSi五個(gè)系列 ， 以及添加 Mn、 Mo、Cr、 Al、 Nb元素合金化發(fā)展的新合金系列 。 用途： 對(duì)應(yīng)于硅鋼和中鎳含量的鐵鎳合金 ， 主要用于功率器件如配電變壓器 、 電力變壓器 、 電動(dòng)機(jī)等 。 從使用的角度出發(fā) ， 性能特點(diǎn)： 矯頑力低 、 磁導(dǎo)率高 ， 電阻率是硅鋼的三倍左右 ， 鐵損僅為取向硅鋼的四分之一 ， 為無(wú)取向硅鋼的十分之一 ， 激磁功率一般僅為取向硅鋼的十分之一 ， 對(duì)于節(jié)約能源具有相當(dāng)重要的意義 。 不足之處在于飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度低于硅鋼 ， 帶材較薄因而填充系數(shù)較低 ， 存在退火脆化問(wèn)題及成本偏高等 。 3. 2 軟磁材料－ 非晶態(tài)、微晶與納米 晶軟磁合金 鈷基非晶態(tài)合金： 主要包 括 CoFe、 CoMn和 CoFeNi。 具有很高的磁導(dǎo)率 、 很低的矯頑力和損耗 、 良好的高頻性能 ， 適于制作電子變壓器 、 磁記錄頭 、磁放大器等電子元件；主要性能特點(diǎn)和應(yīng)用范圍同高鎳坡莫合金相對(duì)應(yīng) 。 鐵鎳基合金： 性能介于鐵基和鈷基合金之間的一個(gè)系列 。 此類(lèi)材料的飽和磁感 、 動(dòng)態(tài)磁導(dǎo)率 、 矯頑力、 損耗等性能高于鐵基而低于鈷基非晶態(tài)合金 。 在價(jià)格方面也介于鐵基與鈷基合金之間 。 此類(lèi)合金的成分范圍很寬 ， 在性能上可以與坡莫合金相比 。 3. 2 軟磁材料－ 非晶態(tài)、微晶與納米 晶軟磁合金 快速凝固 FeSi軟磁合金： 可提高 Si含量 、 進(jìn)一步減小合金帶的厚度 ， 獲得優(yōu)良的磁性 。 快速凝固 非晶＋納米晶復(fù)合 軟磁合金： 在非晶態(tài)FeBSi合金基礎(chǔ)上通過(guò) Cu、 Nb、 Zr等元素合金化發(fā)展起來(lái)的合金 。 其結(jié)構(gòu)為非晶基體上分布尺寸為幾十納米的晶體 ， 具有優(yōu)異的軟磁和力學(xué)綜合性能 ， 已廣泛應(yīng)用于軟磁鐵心的工業(yè)生產(chǎn) 。 (二 ) 快淬微晶與超微晶合金 二、硬磁材料 硬磁材料是具有很強(qiáng)的抗退磁能力和高的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度的強(qiáng)磁性材料 ， 又稱(chēng)永磁材料 。 硬磁材料一旦經(jīng)外加磁場(chǎng)飽和強(qiáng)化后 ， 如果撤去外加磁場(chǎng) ， 在磁鐵兩個(gè)磁極之間的空隙便可產(chǎn)生恒定磁場(chǎng) ， 對(duì)外界提供有用的磁能 。 硬磁材料的磁滯回線(xiàn)又寬又高 ， 有較大的矯頑力 ， 典型只為 104～ 106A/m。 硬磁材料抗干擾性好 ， 對(duì)溫度 、 振動(dòng) 、 時(shí)間 、輻射及其它因素的干擾不敏感 。 典型的硬磁材料主要包括鋁鎳鈷系永磁 、 鐵氧體永磁和稀土系永磁 。 3. 3 永磁材料－ 基本特點(diǎn)與要求 主要用途： 提供永磁場(chǎng) 主要種類(lèi)： 鋁鎳鈷系永磁合金 、 永磁鐵氧體 、 鐵鉻鈷系永磁合金 、 稀土永磁材料和復(fù)合粘結(jié)永磁材料 。 主要性能要求： 高的磁能積 ， 高的轎頑力 ， 高的居里點(diǎn) ， 高穩(wěn)定性 ， 好的經(jīng)濟(jì)性 。 汽車(chē)上使用永磁材料的部件 3. 3 永磁材料－ 基本特點(diǎn)與要求 （ 一 ） 鋁鎳鈷系合金 3. 3 永磁材料－ 主要永磁材料 成分特點(diǎn)： Fe、 Ni、 Al等元素為主要成分，并加入 Cu、Co和 Ti等元素進(jìn)一步提高合金性能。包括鋁鎳型、鋁鎳鈷型和鋁鎳鈷鈦型三種。其中又有各向同性合金、磁場(chǎng)取向合金和定向結(jié)晶合金。 制備方法： 鑄造磁鋼與燒結(jié)磁鋼，鑄造鋁鎳鈷合金具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單和產(chǎn)品性能高等特點(diǎn)。絕大部分鋁鎳鈷合金都采用鑄造法生產(chǎn)。 性能特點(diǎn)： 高剩磁與低溫度系數(shù) ， 最大磁能積僅低于稀土永磁 。 Tc： 757～ 907℃ 、 (BH)max約為 16～72 kJ/m3, Br： ～ , HCB： 52～ 112 kA/m。 （ 二 ） 永磁鐵氧體 主要種類(lèi)： 鋇鐵氧體 (BaO6Fe2O3)和鍶鐵氧體(SrO6Fe2O3)。 晶 體結(jié)構(gòu)均屬六角晶系 。 制備方法： 以 Fe2O BaCO3和 SrCO3為原料 ， 經(jīng)混合 、 預(yù)燒 、 球磨 、 壓制成型 、 燒結(jié)制成 。 根據(jù)成型過(guò)程中加磁場(chǎng)與否 ， 燒結(jié)鐵氧體材料可制成各向同性磁體和各向異性磁體 。 各向異性磁體是在壓制成型過(guò)程中加上強(qiáng)磁場(chǎng) ， 使鐵氧體的單疇粒子在磁場(chǎng)下轉(zhuǎn)動(dòng) ， 得到易磁化軸與磁場(chǎng)方向一致的強(qiáng)各向異性磁體 。 此類(lèi)材料 具有高的磁晶各向異性常數(shù) 。 3. 3 永磁材料－ 主要永磁材料 3. 3 永磁材料－ 主要永磁材料 燒結(jié)鐵氧體產(chǎn)品 性能特點(diǎn)： Tc： 450～ 460℃ ， 具有高矯頑力和低剩磁 ， 但剩磁和最大磁能積偏低 ,其剩磁溫度系數(shù)是鋁鎳鈷磁體的 10倍 ， 不適于制作要求高穩(wěn)定性的精密儀器； 在產(chǎn)量極大的家用電器 、 音響設(shè)備 、 揚(yáng)聲器 、電機(jī) 、 電話(huà)機(jī) 、 笛簧接點(diǎn)元件和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械等方面得到普遍應(yīng)用 ， 是目前產(chǎn)量和產(chǎn)值最高的永磁材料 。 3. 3 永磁材料 － 主要永磁材料 3. 3 永磁材料 － 主要永磁材料 （ 三 ） 鐵鉻鈷系合金 成分特點(diǎn)： 以鐵、鉻（ ～ %）、 鈷（ ～ %）為主 ；加入適量硅、鉬、鈦。此類(lèi)合金可以通過(guò)成分調(diào)節(jié)將其低的單軸各向異性常數(shù)提高到鋁鎳鈷合金的水平。 制備方法： 定向凝固 +磁場(chǎng)處理 (結(jié)晶與磁雙重織構(gòu))，以及塑性變形與適當(dāng)熱處理的方法 (形變時(shí)效 )顯著提高合金性能。 性能特點(diǎn)： 高剩磁 Br ， Hc ， (BH)max 76kJ/m3。 3. 3 永磁材料－ 主要永磁材料 二十世紀(jì)八十年代稱(chēng)為第三代稀土永磁材料。 稀土永磁合金 ReCo 永磁稀土 Co永磁 鐵基稀土永磁型 Nd2Fe14B合金為代表的ReFeB系永磁材料 1:5型 ReCo磁體 SmCo5 單相與多相合金 第一代稀土永磁；二十世紀(jì)六十年代 2:17型 ReCo磁體 Sm2Co17基合金 二十世紀(jì)七十年代 。第二代稀土永磁 3. 3 永磁材料 － 主要永磁材料 性能 ReCo5 Re2Co17 NdFeB型 Br (T) HCB (kA/m) 680720 480544 760920 Hci (kA/m) 9601280 496560 8001040 (BH)max (kJ/m3) 152168 232248 264288 各類(lèi)稀土永磁材料的性能比較 3. 3 永磁材料－ 主要永磁材料 SmCo5化合物理論磁能積為 。 采用強(qiáng)磁場(chǎng)取向等靜壓和低氧工藝 ， SmCo5的 (BH)max達(dá)、 居里溫度為 740℃ ， 可在 50℃ ～150℃ 的溫度范圍內(nèi)工作 ， 是一種較為理想的永磁體 ， 其缺點(diǎn)是含有較多的戰(zhàn)略金屬鈷 ( ～w(Co)66%)和蘊(yùn)藏量稀少的稀土金屬元素 Sm。 原材料昂貴 ， 受到資源與價(jià)格的限制 。 用 Pr 、 Ce或 Mm(混合稀土 )取代部分 Sm， 可適當(dāng)降低成本 ， (SmPr)Co5磁體的磁能積最高可達(dá)到。 Ce(Co,Cu,Fe)5 ， MmCo5 磁體的(BH)max=120kJ/m3。 3. 3 永磁材料 － 主要永磁材料 著 Fe含量的增多，內(nèi)稟飽和磁化強(qiáng)度迅速提高 以Sm2 Co17型化合物為基的ReCo17型永磁材料 SmCoCu系 SmCoCuFe系 SmCoCuFeM系(M=Zr,Ti,Hf,Ni) 低 Cu含量的合金矯頑力低 ，高 Cu含量的合金矯頑力雖得到較大提高 ， 但飽和磁化強(qiáng)度偏低 ， 居里溫度也顯著降低 ， 不能實(shí)用 加入少量的 Zr,Ti,Hf,Ni等元素，進(jìn)一步提高磁性能 商業(yè)化材料 磁性能優(yōu)于 SmCo5，其 Tc為 840～ 870℃ ，磁感溫度系數(shù)也優(yōu)于 SmCo5，可在 60～ 350℃ 范圍工作；同時(shí)合金中 Sm和 Co的含量低于 SmCo5，具有較低的原料成本。此類(lèi)材料的缺點(diǎn)是制造工藝復(fù)雜，工藝費(fèi)用高。但作為一種優(yōu)異的永磁材料，在工業(yè)中廣泛應(yīng)用于制作精密儀器和微波器件。 3. 3 永磁材料 － 主要永磁材料 3. 3 永磁材料－ 主要永磁材料 NdFeB系合金是以 Nd2Fe14B化合物為基的一種不含 Co的高性能永磁材料 。 自 1983年問(wèn)世以來(lái)發(fā)展極為迅速 ， 目前此類(lèi)材料磁性已達(dá)如下的水平：最大磁能積 kJ/m3， 矯頑力 。 是迄今為止磁性能最高的永磁材料 ， 被譽(yù)為 “ 磁王 ” 。NdFeB系合金的另外一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)是原材料豐富 ， 價(jià)格便宜 ， 其價(jià)格只相