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日本產(chǎn)綜研開(kāi)發(fā)出不使用Dy的Sm-Fe-N磁鐵，保持Nd磁鐵的8成矯頑力
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日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所的永續(xù)材料研究部門(mén)開(kāi)發(fā)出了以90％以上的相對(duì)密度燒結(jié)不含Dy（鏑）的Sm-Fe-N（釤-鐵-氮）類磁鐵粉末的技術(shù)（圖1）。 廣泛應(yīng)用于EV（電動(dòng)汽車）馬達(dá)等的Nd-Fe-B（釹-鐵-硼）類磁鐵中添加的Dy已成為一大問(wèn)題。由于地殼中儲(chǔ)量少且可開(kāi)采地區(qū)有限，因此進(jìn)口價(jià)格高企。 Sm-Fe-N類磁鐵粉末是特性僅次于Nd-Fe-B類磁鐵的磁鐵材料，作為不使用Dy的高性能磁鐵材料而備受期待。但是，雖然作為磁鐵粉末的特性高，但如果在500 ℃以上的高溫下燒結(jié)，就會(huì)失去磁鐵的特性，因此利用普通的燒結(jié)方法，無(wú)法制造出特性優(yōu)良的燒結(jié)磁鐵。所以目前的產(chǎn)品只有用樹(shù)脂等來(lái)粘合磁鐵粉末的粘結(jié)磁鐵。 產(chǎn)綜研一直在開(kāi)發(fā)燒結(jié)Sm-Fe-N類磁鐵粉末的技術(shù)，但以前的技術(shù)無(wú)法提高密度，最大磁能積不足100kJ/m3。 此次，產(chǎn)綜研利用向模具通入電流脈沖的方法在400 ℃左右的低溫下燒結(jié)制造出了Sm-Fe-N類磁鐵粉末（圖2）。當(dāng)向模具和粉末中通入電流時(shí)，會(huì)因電阻而發(fā)熱，這樣就可比從外部加熱器導(dǎo)熱用更短的時(shí)間提高溫度。另外，通過(guò)使用脈沖電流能夠引起集膚效應(yīng)，可在不提高內(nèi)部溫度的前提下促進(jìn)粉末界面的結(jié)合。從而能夠防止結(jié)晶構(gòu)造的變化，實(shí)現(xiàn)不降低原有粉末特性的燒結(jié)工藝。 為了通過(guò)程序控制燒結(jié)過(guò)程中加載的負(fù)荷，產(chǎn)綜研采用了伺服沖壓機(jī)。另外，通過(guò)在模具上采用超硬合金，施加大負(fù)荷，提高了相對(duì)密度。通過(guò)這些措施，得以在低溫下制成了致密的燒結(jié)體。 此次使用了日本大同特殊鋼生產(chǎn)的各向同性Sm-Fe-N類磁鐵粉末，在保留時(shí)間1分鐘內(nèi)，制成了相對(duì)密度高達(dá)90％以上的燒結(jié)磁鐵。制成的磁鐵的特性為：剩磁通密度0.91T、矯頑力770kA/m、最大磁能積129kJ/m3。 上述特性分別相當(dāng)于Nd-Fe-B磁鐵普遍公認(rèn)數(shù)字的約7成、8成、4成，作為單純的替代品還有些勉強(qiáng)，而且還存在著Sm也是稀缺資源的問(wèn)題。Sm-Fe-N可以被作為當(dāng)Dy價(jià)格上漲或難以采購(gòu)到時(shí)的備用品。 |
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