截至2008年8月,钕铁硼是世界上磁性最强的永磁材料,由“磁王”之美誉,钕铁硼永磁材料问世20余年来,由于它具有磁性能高、体积小、重量轻、应用范围广、原材料丰富、价格比其他稀土类永磁材料便宜等一系列优点,因而在世界范围内得到很快的发展,被广泛应用于电子、通讯、电机、汽车、医疗、家用电器、磁选等各行各业。
正如文献《钕铁硼中微量元素Ga和Nb的测定》(现代测量和实验室管理2007年第二期)、《高性能烧结Nd-Fe-B磁体关键制造技术的开发与应用》(湖南冶金2006年第三期)和《我国烧结钕铁硼永磁体的高速发展》(上海有色金属2006年第四期)所说,钕铁硼作为第三代稀土永磁材料,2008年之前在科研生产及应用方面都得到了持续高速发展,中国产量已占到了世界总额的大部分。随着其性能的不断提高,近年来出现了一些新的应用。烧结钕铁硼永磁材料20余年的发展时间,合理选择关键生产设备,改进关键技术,实现高磁能积、高矫顽力或高综合磁性能产品的工业生产,提高产品性能的稳定性与一致性,改善产品的耐蚀性与热稳定性,同时降低产品制造成本,一直是国内外烧结钕铁硼磁体行业的努力方向。烧结钕铁硼永磁材料是以镨钕(32%)、铁(64%)、硼(1%)等为基本原材料,少量添加镝、铽、钴、铌、镓、铝等元素,应用粉末冶金工艺制造的一种铁基永磁材料。
众所周知,电机是以磁场为媒介进行电能与机械能相互转换的电力机械。磁场可以由电流励磁产生,也可以由永磁体产生。但一般的永磁体,由于磁能密度低,因而所建立的能量转换所必需的气隙磁场强度也较低,所以只能制造一些容量小的永磁电机,如2008年8月之前大量生产的铁氧体永磁电机。高性能稀土永磁材料,特别是钕铁硼永磁问世后,情况发生了重大变化。高性能钕铁硼磁体产生的磁场,不仅可以达到电流励磁所产生的磁场强度,而且还远远超过电流励磁,因而可以制造出数千kW的大中型电机。
高性能稀土永磁电机是许多新技术、高技术产业的基础。它与电力电子技术和微电子控制技术相结合,可以制造出各种性能优异的机电一体化产品,如数控机床,加工中心,柔性生产线,机器人,电动车,高性能家用电器,计算机等等。
稀土永磁电机最显著的性能特点是轻型化、高性能化、高效节能。采用稀土永磁体可以明显减轻电机重量,缩小体积。
电机用的钕铁硼稀土永磁材料一般要求满足一定的温度系数要求,为满足电机工作的温升环境,需要的钕铁硼材料具有较高的矫顽力,目前多数企业要求的料为SH以上。2008年8月之前的技术中大多使用镨、钕和镝、铽等原材料生产电机用的钕铁硼永磁材料,为了达到SH以上性能,传统的制造方法是在材料中添加重稀土如镝、铽等。但镨、钕和镝、铽随着市场需求的增加价格猛涨,特别是镝、铽的价格十分昂贵导致了钕铁硼永磁材料生产厂家成本的增加。这些重稀土的添加在提高了材料的矫顽力同时,大大增加了材料的成本,在经济上难以满足客户的要求。