金属材料百科

镨铁硼铜永磁合金

2023-07-01

英文

PrFeBCu permanentmagnetic alloy

简介

以Pr2Fe14B金属间化合物为基相的稀土永磁合金。和Nd2Fe14B一样,Pr2Fe14B化合物也具有很高的磁晶各向异性场,HA=6312.3kA/m,饱和磁化强度Ms=1.43T,理论磁能积达406kJ/m3。居里温度也与Nd2Fe14B的相当,因此具备成为优异永磁材料的基本条件。镨在稀土矿藏中的贮量约占6%~8%,比钐丰富得多。所以,在研究和开发钕铁硼合金的同时,对镨铁硼合金也进行了研究。利用粉末冶金工艺制造的Pr16Fe76B8烧结磁体,其磁性为:剩磁Br=1.29T,内禀矫顽力HCJ=931.3kA/m,最大磁能积为(BH)max=294.5kJ/m3

1985年日本人岛田等在研究中发现:在某个特定的成分范围内,镨铁硼铸造永磁合金能够通过热处理磁硬化;其次,在这个成分范围内的合金可以在高温下产生塑性变形,经过热塑变形的合金被诱发产生磁取向和各向异性。由此开发出用铸造和热加工的工艺制造高性能镨铁硼铜永磁体。加入铜可以净化铸造合金的晶界,并改善热加工性。其制造工艺(见稀土永磁合金)是:合金的最佳成分为Pr17Fe76.5B5Cu1.5,在真空感应炉内冶炼,铸锭加热到1000℃在氩气下进行热压,压力为200~800MPa,压缩率(即变形量)约80%,热压后得到各向异性,随后进行高低温热处理便得到高性能永磁体。磁性达到:Br=1.05~1.25T,HCJ=800~896A/m,(BH)max=216~288kJ/m3。实验室的最高水平为:(BH)max=326.4kJ/m3

利用铸造和热加工工艺制造的镨铁硼铜永磁体密度较高,氧含量较低,抗蚀性能比普通钕铁硼磁体要好,所以特别适宜于在石英钟表中作步进电机的转子。其应用领域还有磁选机,磁共振成像装置(MRI),电子自旋共振装置(ESR)、磁控管及大型磁性轴承等。