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稀土永磁材料及其应用发展现状

稀土永磁材料及其应用发展现状
稀土永磁材料及其应用发展现状

稀土永磁材料及其应用发展现状

稀土永磁钕铁硼材料最重要的应用领域之一是支撑现代电子信息产业的重要基础材料,与人们的生活息息相关,小到手表、照相机、录音机、CD机、VCD机、计算机硬盘、光盘驱动器,大到汽车、发电机、医疗仪器等,永磁材料无所不在。正是由于广泛应用了稀土永磁材料,众多电子产品的尺寸进一步缩小,性能大幅度改善。

一、全球稀土永磁产业近况

近年来,由于发达国家生产成本高,而国际市场磁体价格却不断下降,在这些国家继续生产磁体已难以为继,因此以美、欧为代表的西方发达国家磁材企业纷纷进行了产业调整,使钕铁硼产业的国际格局发生了重大变化。

烧结磁体方面,2000年美国的Ugimag公司被卖给了麦格昆磁,2003年麦格昆磁进行了产业调整将其关掉,将磁材生产转移到中国来。21世纪初,英国的摩根集团收购了德国西门子下属的真空冶炼公司(Vacuumschmelze或VAC)和美国的坩埚公司,但是在2003年6月份,摩根集团关闭了美国的坩埚公司(Crucible)。2005年摩根集团把德国真空冶炼公司卖给了美国的JPMorgan。目前,美国的稀土产业已从昔日的辉煌到今日的全部没落。在欧洲只有两家烧结钕铁硼的生产厂家,一家是在德国的真空冶炼公司,一个是在芬兰的Neorem 公司。2003年6月,日立金属购买了住友金属下住友特金的股份,成为全球最大的钕铁硼生产企业,并于2004年4月1日更名为NEOMAX,并停止了日立金属在美国的磁体生产。2007年4月1日NEMOMAX在日本退市,成为日立金属的全资子公司。日本还有两家企业,一家是TDK,这是一家老牌磁性材料生产企业;还有一家就是信越化工。NEMOAX、TDK和Neorem在中国已建立磁体后加工基地。德国VAC与中科三环合作,2005年在北京成立了烧结钕铁硼合资企业。除了欧洲和日本两地外,其余的烧结钕铁硼磁体生产企业全部集中在中国。

自1990年以来,全球烧结钕铁硼磁体产量增长迅猛,年均增长率保持在25%左右。进入二十一世纪,尽管日、美、欧等发达国家稀土永磁产业的发展止步不前,但由于中国稀土永磁产业的超常发展,使得全球稀土永磁产业依然保持了迅猛增长的态势。2005年,全球烧结钕铁硼产量为42300吨,中国的产量为33000吨,占世界总产量的78%,保持了强劲的增长态势。日本烧结钕铁硼磁体原地踏步,处于维持状态。美国烧结钕铁硼磁体2004年后全部消亡。

粘结磁体方面,全球的生产能力大部分集中在日本企业。有代表性的两家企业,一家是精工爱普生,他们的磁材生产已经全部转到上海爱普生磁性器件有限公司;另一家是日本大同公司。在计算机硬盘驱动器(HDD)的主轴电机应用方面,大同和上海爱普生两家企业就占据了整个市场份额的90%以上。2002年底,中科三环参股了上海爱普生磁性器件有限公司,2004年3月进一步扩大股权,目前中科三环已持有该公司70%的股权,成为其第一大股东。安泰科技2003年3月收购了台湾的海恩公司,其深圳的海恩美格也是一个科技水平很高的粘结磁体工厂,加上国内成长起来的成都银河,粘结磁体企业除日本的大同外,其余基本在中国。

全球粘结钕铁硼磁体产量年均增长率为18%,基本保持了一个稳定增长的态势。2005年,虽然全球粘结钕铁硼磁体产量比2004年略有下降(1%左右),但中国的粘结钕铁硼产量保持了11%的增长。中国粘结钕铁硼磁体产量已超过全球产量的40%,带动了全球产业的发

二、中国稀土永磁产业现状

至1983年底,国内的稀土永磁生产厂家不到10个,随着第三代稀土永磁钕铁硼磁体的发展,大量的工厂在1985年以后涌现了出来。据初步统计表明,目前全国有稀土永磁生产企业百余家,其中年生产能力超过3000吨的有4家,年生产能力1000吨—3000吨的6家,500吨—1000吨的8家。

山西由于得天独厚的自然和低成本条件,目前已与沪杭地区、京津地区形成了中国三角鼎立的稀土永磁产业格局。2004年,山西掀起了烧结钕铁硼生产的投资高潮,全省一年内新增工厂近30家,目前毛坯工厂已达60余家。

自1985年以来的十几年间,在国家主管部门及地方政府的支持和引导下,在全国稀土永磁行业工作者的共同努力下,中国的稀土永磁产业取得了巨大的成就和发展。1996年,全球烧结钕铁硼产量为6250吨,中国的产量为2600吨,占世界总产量的29%;2000年,全球产量为13940吨,中国为6500吨,占世界总产量的47%;2005年,全球产量为42300吨,中国为33000吨,占世界总产量的78%。虽然2006年稀土原材料的上涨了一倍多,但由于强劲的市场需求、烧结钕铁硼的产量仍然保持了相当幅度的增长,中国烧结钕铁硼的产量达到了39000吨。

自2003年以来,中科三环公司通过努力,进入到了长期以日本、欧美等发达国家磁材企业所垄断的钕铁硼高端应用领域——计算机硬盘驱动器音圈电机(VCM)应用市场;目前,宁波韵声也涉足VCM磁体。在另外一个高端应用领域——汽车应用领域方面,中科三环的钕铁硼磁体已经成功应用在点火线圈、电动助力转向、气囊传感器等汽车零部件中;同时,京磁公司、中科三环,宁波韵声和山西恒磁的产品还先后进入了核磁共振成像仪领域。对上述几个稀土永磁高端应用市场的进入,标志着中国的稀土永磁产品结束了以往大部分只局限于中低端应用市场的不利局面,真正开始与日、欧发达国家磁材巨头争夺高端应用市场。

粘结钕铁硼磁体1996年全球产量为1320吨,中国的产量仅为50吨;2000年,全球粘结钕铁硼产量达到3150吨,中国为620吨,虽然占世界总产量的比例仅为20%,但年平均增长率却达到60%。近年来,我国粘结钕铁硼产量快速增长,平均年增长率超过40%。据最新统计,2005年,中国粘结钕铁硼产量达到了2100吨,占全球产量的47%。自三环公司于1993年购买了日本住友公司和美国通用汽车公司的专利许可权,成为国内第一家拥有钕铁硼产品销售专利许可权的磁体企业。2000年以来,国内先后还有四家钕铁硼磁体企业购买了该专利,分别为北京京磁、银钠金科、宁波韵升和安泰科技。

为了保护和合理利用我国稀土矿产资源,在国家宏观调控政策强有力执行下,规范和整顿了矿山开采秩序,稀土行业进行了全面整顿。2005年以来,稀土价格持续攀升,造成了稀土钕和镨的供应紧张。由于稀土永磁电机需求增加,特别是环保绿色的混合动力电动汽车带动,电机用高工作温度烧结钕铁硼使用量急剧增加,给重稀土Tb、Dy的供应造成了一定的压力。稀土原材料价格大幅上涨,人民币升值对国内钕铁硼行业带来了较大的负面影响,特别是对于生产低端产品的工厂,正面临较大的挑战。

近年来,我国稀土永磁的生产装备也有长足的进步,特别是在满足一些新的生产工艺方面的装备有了突破,例如国产速凝薄片炉和氢破碎炉已在一些磁体生产厂使用。一些国外发达国家的永磁设备制造商也瞄准了中国这块宝地,纷纷在中国设立生产基地,同时也给我国的永磁设备制造商带来了机遇和挑战。2004年9月,沈阳中北真空技术有限公司与日本真空株式会社共同投资在沈阳高新技术产业开发区兴建国内先进的真空炉生产基地,第一批连续烧结炉和速凝薄片炉已开始投放市场。

三、稀土永磁材料应用

1、微特电机

在美国、日本和西欧等发达国家,稀土永磁材料在电机中的应用已占稀土永磁总销售额的60%以上。各国国情不同,稀土永磁在电机中的应用情况不尽相同。日本在VCM中的应用量占稀土永磁的50%左右,美国则在航空、航天、军工、汽车和机床等领域电机中的用量最大,欧洲则在数控机床中应用最多。

2006年,我国生产稀土永磁电机3700余万台,其中大中型节能电机5万台。

2、汽车工业

据有关市场研究机构的最新调查报告显示,2004年全球轿车和轻型车总产量达到5490万辆,至2005年,将达到6000万辆大关,创历史最高纪录。

1997年中国汽车产量为158.3万辆,2001年达到234.2万辆,其中轿车产量为69.5万辆。轿车在全部汽车产量中所占的比例不到30%,2002年是中国加入世界贸易组织后的第一年,当年中国汽车产量一举超过300万辆大关,达到325.1万辆,增长38.3%,轿车产量更是增长了52.84%,首次突破百万辆大关,达到106.924万辆,轿车比重达到32.7%。进入2003年,这一行情得以持续,当年生产各类汽车444万辆,销量439万辆,分别增长75.28%,在世界的排名由2002年第5位上升至2003年的第4们。2004年,中国汽车总产量为507万辆,增长14.2%左右,其中轿车240万辆,增长16%左右。2005年,中国汽车总产量在571万辆,其中轿车比重达到48.49%。2006年,中国汽车总产量达728万辆,跃居世界第三位,其中轿车比重已经达到53.15%左右。

由于汽车工业已经成为中国国民经济发展的第五大支柱产业,它的发展必将带动一系列的产业,包括磁性材料行业。稀土永磁电机的最大应用潜力市场之一将是汽车工业。汽车工业是钕铁硼永磁应用最多的领域之一。在每辆汽车中,一般可以有几十个部位要使用永磁电机,如电动座椅、电动后视镜、电动天窗、电动门窗、电动雨刮、空调器等随着汽车电子技术要求的不断提高,其使用电机的数量将越来越多。

3、电动汽车

当前世界各国对电动汽车的关注热情愈发高涨,一些国家投入大量经费用于研制和开发,其中电机和传动系统是电动汽车的心脏,稀土永磁电机以其体积小、效率高、性能优异而成为各国研制新一代电动汽车的首选方案。中国第一汽车集团公司与丰田汽车公司就推动混合动力汽车在中国市场的发展与普及进行合作,2005年已将丰田目前最先进的“绿色环保节能车”——“先驱”(PRIUS)混合动力汽车在中国进行生产,目前已小批量投入市场。“先驱”(PRIUS)混合动力汽车在日本的产量为10000台/月左右。最近。日本丰田推出了雷克萨斯LS600h混合动力高档汽车,V8引擎加上一个高效的电机,整个系统输出功率430马力,堪称混合动力的领先杰作。2008年福特翼虎混合动力SUV,155马力,油耗为7—8升/100km,只有同功率汽油发动机的一半。

可以预见,在不远的将来,混合动力电动汽车将大量进入普通家庭,成为一种大众消费。这对于稀土永磁电机及其钕铁硼永磁材料的带动作用是相当可观的。

4、电动自行车

自行车是我国的传统支柱产业之一,随着人民生活水平的提高和环保意识的增强,近年对电动自行车的需求越来越大。据中国助力车专业委员会不完全统计,我国的电动自行车从研制开发到1997年的小批量投放市场至现在,其生产和销售呈逐年大幅增长的势头,1998年产量为545万辆,2006年产量已超过1000万辆。以每辆电动自行国平均需要0.3公斤烧结钕铁硼计算,年需用磁体3000吨(折合成毛坯近6000吨)。

5、现代医疗设备

永磁式RMI-CT核磁共振成像设备过去采用铁氧体永磁,磁体重量达50吨,如今采用最新钕铁硼永磁材料,其磁场强度提高了一倍,图像清晰度也大大提高,并节省了大量原材料。每台核磁共振成像仪需钕铁硼永磁体0.5—3吨,按世界市场年需要量1千台计,年需磁体

500—3000吨。目前,美国通用电器和德国西门子在中国均有核磁共振成像设备生产基地。

6、扬声器、耳机等电声元件

扬声器和耳机是永磁体传统应用领域。稀土永磁材料出现后在同样输出功率与音质不采用钕铁硼永磁体可减小尺寸和提高性能。目前稀土永磁扬声器和耳机已应用到高级随身听等领域。随着电声器材技术革新向高保真和小型化发展,要求使用性能更高的磁体,在这个领域,钕铁硼永磁材料已经开始得到广泛应用。

7、磁悬浮列车

可乘坐32人、拥有自主知识产权的磁悬浮样车——“中华01号”磁悬浮技术验证车2004年10月22日在大连亮相。此次研制成功的“中华01号”采用中国自主研发的永磁补偿式悬浮技术。

其原理是利用车载磁体与轨道磁体间产生的排斥力和吸引力共同作用,从而产生向上悬浮力,使列车脱离轨道运行。所用磁体为稀土永磁材料;“中华01号”悬浮耗能几乎为零,其净悬浮力可达4吨/米,运输能力相当于现行火车,而且采用车与路一体化结构设计,安全性大大提高。中国首个吊轨磁悬浮验证车“中华06号”2005年5月亮相大连。使用Nd-Fe-B 磁体的3km永磁悬浮列车线已列入建设日程。

近年为,磁悬浮飞机国际有限公司(Magplane International Ltd)在我国推介美国磁悬浮飞机系统。磁悬浮飞机系统为新型悬浮设计,采用钕铁硼永磁体。每公里需配2辆磁悬浮飞机(列车),每一辆磁悬浮飞机(列车)将使用10吨烧结钕铁硼材料。试验线正在筹建之中。

磁悬浮飞机系统是建立在磁悬浮理论基础上的一种最新型地面轨道交通系统。据介绍,该系统优化了各类交通资源,集合了多样性技术特征,不仅造价和运行成本相对较低,而且实现了高速、大容量、智能化的统一。如果磁悬浮飞机系统进入实际应用,将使市内短程交通与城际间中长途交通系统融为一体,为一体化解决城市繁杂的交通系统提供帮助。

四、展望

目前中国已经成为全球最大的稀土永磁生产基地,同时也是潜在稀土永磁应用市场,由于我国丰富的稀土资源,较低的人工成本和广阔的市场,从而国外的钕铁硼制造业逐步向中国转移的态势势不可挡,中国必将成为世界一流的稀土永磁材料供应基地。国外先进的钕铁硼永磁材料制造商进入中国,一方面会对中国稀土永磁企业带来挑战,另一方面也会将先进的技术、管理经验带入中国,从而进一步推动中国稀土永磁产业的发展。

一方面,我国要继续加强新型稀土磁性材料的探索、加强高档稀土磁性材料的开发、使我国稀土磁性材料能持续发展。另一方面,我国的稀土磁性企业要加强自身的整合,不断提高管理和技术水平,在稀土产业向中国转移的过程中保持主动地位;通过与国外先进稀土磁性企业加强合作,互助互利,使稀土磁性产业更好地扎根于中国,以便中国的稀土磁性产业更好地服务于全球。

稀土永磁材料与医疗保健

稀土永磁材料与医疗保健 我们人类赖以生存的地球拥有宠大的磁场。人体内充满着铁磁性物质,有生物电流也有生物磁场,当受到强大磁场刺激时,会产生许多微妙的生物反应,由此产生了医学上的磁诊断和磁场疗法。 稀土金属中的钕和钐等具有特殊的原子结构,是当今制备优质永磁材料的必需元素。尤其是一代磁王钕铁硼永磁体的出现,不但引起许多电子和机械工业产品发生革命性的变化,也促进了医学上的磁诊断设备和“磁疗”迈上了一个新的台阶。 医院里用的核磁共振成像仪是比CI还要精密的新型诊断设备。组成人体细胞的各种元素的原子核都具有核磁矩,在一定的强磁场下会产生共振,利用人体正常细胞组织与病变组织共振迟豫时间不同,经过精密的断层扫描分析,利用反映出的图象差异来观察就能诊断出早期微小的病变。但该设备需要有强大的磁场系统支撑。若采用超导磁体,需要配备昂贵的超低温系统,安装维修十分复杂;而采用普通铁氧体磁钢,则需要几十吨甚至上百吨的磁体来组装成一个庞然大物。采用高性能钕铁硼永磁材料就可以克服上述缺点,只需要两三吨磁体,整体重复和体积大大减少,在保证高质量和高分辨率的条件下,实现了设备的小型化和轻型化,有利于推广使用。 稀土永磁材料还被广泛应用于磁场疗法,即通常所说的“磁疗”。“磁疗”是利用磁场作用于人体组织或一定穴位进行治疗疾病的理疗方法。对于肌肉组织损伤和皮下淤血水肿等病症可采用阿是穴(即损伤部位)强磁按摩或旋转交变动磁疗法。对于其它病症则以中医经络学说为基础,用强磁场产生的磁力线代替针灸来刺激穴位以达到治病的目的。也可以采用静磁贴敷疗法,或者与真空拔罐结合制成“哈磁五行针”或强磁磁提针,用强磁刺穴位来治疗疾病。 利用强磁场刺激穴位可以起到疏通经络、调节神经和促进气血运行的作用,用于治疗软组织急慢性扭挫伤等病症效果尤为明显。强磁场可以促进机体的血液循环,加强新陈代谢,起到良好的消炎镇痛作用。采用磁穴位法,对于肩周炎、关节炎、气管炎、神经痛、高血压和某些心脑血管慢性疾病具有一定疗效。其效果与患者对磁的敏感性有关。稀土永磁强磁“磁疗”虽然不能包治百病,但由于不用吃药打针,无痛苦和毒副作用,很受病患者的欢迎。 钕铁硼永磁材料所拥有的超强磁力还被用于牙齿矫正和外科吸取铁磁性异物(像眼睛或其经部位不慎迸进铁屑或铁砂等)。这种利用强磁吸铁的办法甚至被用于给牲畜治病,如黄牛和奶牛常因误食铁钉或铁丝面导致创伤性胃炎,死亡率很高,在我国每年致死的牛多达几十万头。用钕铁硼制造的牛胃恒磁吸引器可以毫不费力地地把牛误食的铁杂物吸取出来,为防治牛的创伤性胃炎闯出了一条新路。 稀土永磁体还是制造各种磁疗保健器的理想材料,如磁疗鞋、磁疗帽、磁疗腰带和磁疗床垫等,还可制成磁疗项链、磁疗手表和磁疗戒指等具有保健功能的磁疗保健装饰品。在当今市场上众多的磁疗产品中,往往是采用稀土永磁材料制作的才有良好的效果。

灌浆材料的发展现状与展望模板

灌浆材料的发展现状与展望 摘要:灌浆工法作为防渗补强加固的一种重要手段,其灌浆材料起着至关重要的作用。本文对灌浆材料的种类及其使用性能作了详细的描述,同时对今后浆材的发展方向提出了展望。 关键词:灌浆灌浆材料 注浆法出现于19世纪初,注浆工法在水利水电工程中多称灌浆法。采用灌浆技术以解决土建工程的有关技术难题,至今已有一个世纪的历史。浆液注入到地层中去的方式是该工法的关键。随着注浆技术的广泛应用,注浆材料得到了较大的发展。注浆材料从最早的石灰和黏土、水泥,发展到今天的水泥--水玻璃浆液、各种化学浆液。而注浆材料的开发与应用,又反过来推动了注浆工法在更广泛的领域内的应用。通常说的注浆材料是指浆液中的主剂。注浆材料必须是能固化的材料。习惯上把注浆原材料分为粒状材料和化学材料两个系统。而浆液是同主剂、固化剂,以及溶剂、助剂经混合后所配成的液体,分为溶液型和悬浊液型两大类。 1 灌浆材料的种类及其特点 1.1 溶液型浆材 溶液型浆材又叫化学浆材,可分为水玻璃类、木质素类灌浆材料、丙烯酰胺类灌浆材料、丙烯酸盐类灌浆材料、聚氨酯类灌浆材料、环氧树脂灌浆材料、甲基丙烯酸酯类灌浆材料、脲醛树脂类、其它类化学灌浆材料。1.1.1 水玻璃类灌浆材料 水玻璃(硅酸钠)是化学灌浆中最早使用的一种材料,水玻璃类浆液是由水玻璃溶液和相应的胶凝剂组成。其无机胶凝剂有氯化钙、铝酸钠、氟硅酸、磷酸、草酸、硫酸铝、混合钠剂等,有机胶凝剂有醋酸、酸性有机盐、有机酸酯、醛类(乙二醛类)、聚乙烯醇等。二氧化碳亦可与水玻璃溶液在被灌体内生成硅酸凝胶。 灌浆用水玻璃模数在2.4~3.4之间为宜,水玻璃溶液的浓度在35~45°Be'为宜。 水玻璃类浆材主要特点及性能: (1) 胶凝时间从瞬间~24小时不等; (2) 固砂体强度可达6MPa; (3) 粘度从1.2~200×10-3Pa·s; (4) 可灌性好,渗透系数可达10-5~10-6cm/s,可灌入 0.1mm以上的土层。 (5) 毒副作用小,造价低。 1.1.2 木质素类浆液 木质素类浆液由纸浆废液、胶凝剂和促凝剂等组成。木质素类浆液包括铬木素和硫木素浆液两种。铬木素浆液的固化剂是重铬酸钠。但重铬酸钠毒性大,难以大规模使用。硫木素浆液是在铬木素浆液的基础上发展起来的,是采用过硫酸铵完全代替重铬酸钠,使之成为低毒、无毒木质素浆液,是一种很有发展前途的注浆材料。

新型功能材料发展趋势

新型功能材料发展趋势 功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料,是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料,同时也对改造某些传统产业,如农业、化工、建材等起着重要作用。功能材料种类繁多,用途广泛,正在形成一个规模宏大的高技术产业群,有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。功能材料按使用性能分,可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料和机敏(智能)材料。由于我们已把电子信息材料单独作为一类新材料领域,所以这里所指的新型功能材料是除电子信息材料以外的主要功能材料。 功能材料是新材料领域的核心,对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,在全球新材料研究领域中,功能材料约占 85 % 。随着信息社会的到来,特种功能材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料,成为世界各国新材料领域研究发展的重点,也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。 鉴于功能材料的重要地位,世界各国均十分重视功能材料技术的研究。 1989年美国200多位科学家撰写了《90年代的材料科学与材料工程》报告,建议政府支持的6类材料中有5类属于功能材料。从1995年至2001年每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中,特种功能材料和制品技术占了很大的比例。2001年日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中列出了影响未来的100项重要课题,一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题,而其中绝大部分均为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等

稀土永磁材料概述

稀土永磁材料概述 从广义上讲,所有能被磁场磁化、在实际应用中主要利用材料所具有的磁特性的一类材料成为磁性材料。它包括硬磁材料、软磁材料、半硬磁材料、磁致伸缩材料、磁光材料、磁泡材料和磁制冷材料等,其中用量最大的是硬磁材料和软磁材料。硬磁材料和软磁材料的主要区别是硬磁材料的各向异性场高、矫顽力高、磁滞回线面积大、技术磁化到饱和需要的磁场大。由于软磁材料的矫顽力低,技术磁化到饱和并去掉外磁场后,它很容易退磁,而硬磁材料由于矫顽力较高,经技术磁化到饱和并去掉磁场后,它仍然长期保持很强的磁性,因此硬磁材料又称为永磁材料或恒磁材料。古代,人们利用矿石中的天然磁铁矿打磨成所需要的形状,用来指南或吸引铁质器件,指南针是中国古代四大发明之一,对人类文明和社会进步做出过重要贡献。近代,磁性材料的研究和应用始于工业革命之后,并在短时间内得到迅速发展.现今,对磁性材料的研究和应用无论在广度或者深度上都是以前无可比拟的,各类高性能磁性材料,尤其是稀土永磁材料的开发和应用对现代工业和高新技术产业的发展起着巨大的推动作用。 永磁材料性能要求 永磁材料的主要性能是由以下几个参数决定的 1.2.1最大磁能积:最大磁能积是退磁曲线上磁感应强度和磁场强度乘积的最大值。这个值越大,说明单位体积内存储的磁能越大,材料的性能越好。 1.2.2饱和磁化强度:是永磁材料极为重要的参数。永磁材料的饱和磁化强度越高,它标志着材料的最大磁能积和剩磁可能达到的上限值越高。 1.2.3矫顽力:铁磁体磁化到饱和后,使它的磁化强度或磁感应强度降低到零所需要的反向外磁场称为矫顽力。它表征材料抵抗退磁作用的本领。 1.2.4剩磁:铁磁体磁化到饱和并去掉外磁场后,在磁化方向保留的剩余磁化强度或剩余磁感应强度称为剩磁。 1.2.5居里温度:强铁磁体由铁磁性和亚铁磁性转变为顺磁性的临界温度称为居里温度或居里点。居里温度高标志着永磁材料的使用温度也高。

中国磁性材料产业现状及其发展展望(1)

中国磁性材料产业现状及其发展展望(1) 摘要:磁性材料是各种电子产品主要的配套产品,无论是消费家电产品和工业类如计算机、通讯设备、汽车,以及国防工业均离不开磁性材料。当前,中国各种磁性材料的产量基本上世界第一,成为磁性材料生产大国和磁性材料产业中心。中国磁性材料的中长期市场前景十分光明,中国的磁性材料产品在全球的地位必将进一步提高。必须加强科技创新力度、加强技术改造加强企业管理水平,调整产业结构和提高产品档次,使中国磁性材料从大国走向强国。本文着重从宏观角度分析了中国磁体产业整体情况,介绍了稀土永磁材料特别是中国钕铁硼烧结和粘结产业现状,以及中国新型的稀土永磁材料的研究开发情况,同时对我国磁体产业发展前景进行了预测和分析。 1 中国磁体产业的发展历程 目前,全球的经济已进入了一个信息时代,作为一种功能材料,磁性材料所占的地位越来越重要。当前主要的商品磁体共有4类:20世纪30年代开发的铝-镍-钴永磁;50年代初期开发的铁氧体磁体;60年代末开发的钐-钴磁体,包括第一代稀土永磁-SmCo5和第二代稀土永磁-Sm2Co17;80年代初开发的稀土永磁钕铁硼。而稀土永磁,特别是钕铁硼是磁性材料里最重要的一部分,在永磁材料中发展最快,平

均以每年10%的速度增长。中国磁体产业在中国的出现远较西方发达国家晚,起始期是1969年到1987年之间。因为当时的稀土永磁钐钴磁体的高成本、国内市场的需求量少,所以到八十年代初还没有形成自己的磁体工业。1987~1996的十年是中国磁体产业开始发展的第一阶段,其特点是起点低:由于投资小,设备简陋,生产设备基本完全是国产的,经营理念落后,仍局限于小生产的模式。 1997~20XX的五年是中国磁体产业发展的第二阶段,其特点是起点远高于前一阶段:投资强度大,引进一部分国外的先进技术设备,能够按先进的工艺路线组织生产,产品质量一般属中低档。 20XX年起,中国磁体产业的发展将进入第三阶段。企业建立的特点将是“三高”,即高起点、高投入、高回报:1)产品瞄准特定用途所需的高档磁体;投资规模巨大,引进整条先进生产线;2)按现代化管理的理念,组织集约式分段联营的大生产:磁体生产分为两段—母合金/粉料的生产和磁体制备,投资显著降低,效益则大为提高;3)按资本运作的规律运营,从而保证磁体产业较高的回报率。特别是有可能从国外引进最先进的或采用国产先进生产线,生产高档的磁体产品。 进入21世纪,发达国家的磁体生产由于成本过高,已难以为继,世界磁性材料行业纷纷向中国或第三世界地区转移,中国作为首选的国家。世界一些著名的磁性材料制造企

功能材料发展趋势

材料】功能材料发展趋势 功能材料发展趋势 功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料,是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料,同时也对改造某些传统产业,如农业、化工、建材等起着重要作用。功能材料种类繁多,用途广泛,正在形成一个规模宏大的高技术产业群,有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。功能材料按使用性能分,可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料和机敏(智能)材料。由于我们已把电子信息材料单独作为一类新材料领域,所以这里所指的新型功能材料是除电子信息材料以外的主要功能材料。 功能材料是新材料领域的核心,对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,在全球新材料研究领域中,功能材料约占85%。随着信息社会的到来,特种功能材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料,成为世界各国新材料领域研究发展的重点,也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。 鉴于功能材料的重要地位,世界各国均十分重视功能材料技术的研究。1989年美国200多位科学家撰写了《90年代的材料科学与材料工程》报告,建议政府支持的6类材料中有5类属于功能材料。从1995年至2001年每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中,特种功能材料和制品技术占了很大的比例。2001年日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中列出了影响未来的100项重要课题,一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题,而其中绝大部分均为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等在他们的最新科技发展计划中,都把功能材料技术列为关键技术之一加以重点支持。各国都非常强调功能材料对发展本国国民经济、保卫国家安全、增进人民健康和提高人民生活质量等方面的突出作用。 1、新型功能材料国外发展现状 当前国际功能材料及其应用技术正面临新的突破,诸如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料及材料的分子、原子设计等

稀土永磁材料与应用

稀土永磁材料与应用 一、稀土永磁材料 稀土永磁材料是将钐、钕混合稀土金属与过渡金属(如钴、铁等)组成的合金,用粉末冶金方法压型烧结,经磁场充磁后制得的一种磁性材料。 稀土永磁分钐钴(SmCo)永磁体和钕铁硼(NdFeB)系永磁体,其中SmCo磁体的磁能积在15~30MGOe之间,NdFeB系永磁体的磁能积在27~50MGOe之间,被称为“永磁王”,是目前磁性最高的永磁材料。钐钴永磁体,尽管其磁性能优异,但含有储量稀少的稀土金属钐和稀缺、昂贵的战略金属钴,因此,它的发展受到了很大限制。我国稀土永磁行业的发展始于60年代末,当时的主导产品是钐-钴永磁,目前钐-钴永磁体世界销售量为630吨,我国为90.5吨(包括SmCo磁粉),主要用于军工技术。 随着计算机、通讯等产业的发展,稀土永磁特别是NdFeB永磁产业得到了飞速发展。 稀土永磁材料是现在已知的综合性能最高的一种永磁材料,它比十九世纪使用的磁钢的磁性能高100多倍,比铁氧体、铝镍钴性能优越得多,比昂贵的铂钴合金的磁性能还高一倍。由于稀土永磁材料的使用,不仅促进了永磁器件向小型化发展,提高了产品的性能,而且促使某些特殊器件的产生,所以稀土永磁材料一出现,立即引起各国的极大重视,发展极为迅速。我国研制生产的各种稀土永磁材料的性能已接

近或达到国际先进水平。 现在稀土永磁材料已成为电子技术通讯中的重要材料,用在人造卫星,雷达等方面的行波管、环行器中以及微型电机、微型录音机、航空仪器、电子手表、地震仪和其它一些电子仪器上。目前稀土永磁应用已渗透到汽车、家用电器、电子仪表、核磁共振成像仪、音响设备、微特电机、移动电话等方面。在医疗方面,运用稀土永磁材料进行“磁穴疗法”,使得疗效大为提高,从而促进了“磁穴疗法”的迅速推广。在应用稀土的各个领域中,稀土永磁材料是发展速度最快的一个。它不仅给稀土产业的发展带来巨大的推动力,也对许多相关产业产生相当深远的影响。 二、稀土永磁材料分类 1.稀土钴永磁材料,包括稀土钴(1-5型)永磁材料SmCo5和稀土钴(2-17型)永磁材料Sm2Co17两大类。 2.稀土钕永磁材料,NdFeB永磁材料。 3.稀土铁氮(RE-Fe-N系)或稀土铁碳(RE-Fe-C系)永磁材料。 三、稀土永磁材料制备工艺分类 1.粉末冶金烧结工艺制备的烧结磁体; 2.还原扩散制粉或氢碎处理粉末及粉末冶金烧结工艺制备的烧结磁体; 3.快速凝固制粉或氢碎制粉(HDDR),粉末模压粘结工艺制备的粘结磁体; 4.快速凝固制粉或氢碎(HDDR)粉末的注射工艺制备的注射磁

镁基复合材料的研究发展现状与展望

——颗粒增强镁基复合材料 课程名称:金属基复合材料 学生姓名: 学号: 班级: 日期:2010/12/26

——颗粒增强镁基复合材料 摘要:镁基复合材料具有很高的比强度、比刚度以及优良的阻尼减震性能,是汽车制造、航空航天等领域的理想材料之一。本文综述了颗粒增强镁基复合材料的研究概况,镁基复合材料常用的基体合金和常用的增强相。着重介绍了其制备方法、力学以及阻尼性能,并对它的发展趋势进行了展望。 关键词:镁基复合材料;制备方法;基体镁合金;颗粒增强体;性能 1.前言 与传统的金属材料相比,金属基复合材料具有高的比强度、比刚度、耐高温、耐磨损耐疲劳、热膨胀系数小、化学稳定性和尺寸稳定性好等优异性能。金属基复合材料的增强体主要有长纤维、短纤维、颗粒和晶须等,其中颗粒增强金属基复合材料由于制备工艺简单、成本较低微观组织均匀、材料性能各向同性且可以采用传统的金属加工工艺进行二次加工等优点,已经成为金属基复合材料领域最重要的研究方向,正在向工业规模化生产和应用发展。颗粒增强金属基复合材料的主要基体有铝、镁钛、铜和铁等,其中铝基复合材料发展最快;由于镁的密度更低(1.74 g/cm3),仅为铝的2/3,具有更高的比强度、比刚度,而且具有良好的阻尼性能和电磁屏蔽等性能,镁基复合材料正成为继铝基之后的又一具有竞争力的轻金属基复合材料。镁基复合材料因其密度小,且比镁合金具有更高的比强度、比刚度、耐磨性和耐高温性能,受到航空、航天、汽车、机械及电子等高技术领域的重视.自20世纪8O年代至现在,镁基复合材料已成为金属基复合材料的研究热点之一。颗粒增强镁基复合材料与连续纤维增强、非连续(短纤维、晶须等)纤维增强镁基复合材料相比,具有力学性能呈各向同性、制备工艺简单、增强体价格低廉、易近终成型、易机械加工等特点,是目前最有可能实现低成本、规模化商业生产的镁基复合材料。 2.制备方法 2.1粉末冶金法 粉末冶金法是把微细纯净的镁合金粉末和增颗粒均匀混合后在模具中冷压,然后在真空中将合体加热至合金两相区进行热压,最后加工成型得复合材料的方法。粉末冶金的特点:可控制增颗粒的体积分数,增强体在基体中分布均匀;制备温度较低,一般不会发生过量的界面反应。该法工艺设备较复杂,成本较高,不易制备形状复杂的零件。 2.2熔体浸渗法 包括压力浸渗、无压浸渗和负压浸渗。压力浸渗是先将增强颗粒做成预制件,加入液态镁合金后加压使熔融的镁合金浸渗到预制件中,制成复合材料采用高压浸渗,可克服增强颗粒与基体的不润湿情况,气孔、疏松等铸造缺陷也可以得到很好的弥补。无压浸渗是指熔的镁合金在惰性气体的保护下,不施加任何压力对增强颗粒预制件进行浸渗。该工艺设备简单、成本低,但预制件的制备费用较高,因此不利于大规模生产。增强颗粒与基体的润湿性是无压浸渗技术的关键。负压浸渗是通过预制件造成真空的负压环境使熔融的镁合金渗入到预制件中。由负压浸渗制备的SiC/Mg颗粒在基体中分布均匀。

稀土永磁材料

稀土永磁材料 李世东材卓121 1209010103 摘要:稀土永磁材料具有高的磁能积、良好的稳定性、不易受温度、外界磁场和冲击的影响,它广泛用于雷达、航天技术、卫星通信、计算机、自动控制,旋转机械设备、交通运输、磁分离、石油化工、医疗卫生、电动玩具、办公设备、以及各种仪器仪表等方面。稀土钕铁硼永磁材料产业本身是个新兴产业,新的应用领域在不断涌现,特别是以信息产业为代表的知识经济发展,给稀上永磁等功能材料不断带来新的用途。除了在上述等方面的广泛应用外,汽车中的发电机、电动机和音响系统、风力发电、节能电梯、变频空调等应用已经开始,这将极大地带动钕铁硼永磁材料产业的发展。 关键词:稀土永磁材料制备特性分类应用 Abstract:Rare earth permanent magnetic material with high magnetic energy product, good stability, less susceptible to temperature, the influence of external magnetic field and impact. It is widely used in radar, space technology, satellite communication, computer, automatic control, rotation machinery and equipment, transportation, magnetic separation, petroleum chemical industry, medical and health, electric toys, office equipment, and a variety of instrumentation, such as aspects. Rare earth neodymium iron boron permanent magnetic material industry is a new industry, new application areas are emerging, especially in the information industry as the representative of the knowledge economy development, to dilute the permanent magnet and other functional materials continue to bring new uses. In addition to a wide range of applications in the automotive, motor and audio systems, electric motors and sound systems, wind power, energy saving, energy saving, such as the application has begun, which will greatly promote the development of the permanent magnet material industry. Key word:Rare earth permanent magnetic materialPreparation CharacteristicClassificationApplication 引言:永磁材料作为一种重要的功能材料,已被广泛应用于能源、交通、机械、医疗、计算机、家电、航天等领域,深入国民经济的方方面面,其产量与用量已成为衡量一个国家综合国力与国民经济发展水平的重要标志。稀土永磁的出现是永磁材料领域中的一个巨大进步,尤其是NdFeB稀土永磁材料的高性能使得高新技术产业中的磁器件高效化,小型化,轻型化成为可能。相信随着稀土永磁材料应用的扩展,定会迎来一个稀土永磁高新技术应用的新时代。 1.定义 稀土永磁材料是将钐、钕混合稀土金属与过渡金属(如钴、铁等)组成的合金,用粉末冶金方法压型烧结,经磁场充磁后制得的一种磁性材料。 稀土永磁分钐钴(SmCo)永磁体和钕铁硼(NdFeB)永磁体。其中SmCo磁体的磁能积在15--30MGOe之间,NdFeB系磁体的磁能积在27--50MGOe之间,被称

新材料产业发展现状及趋势

新材料产业发展现状及趋势 “十五”期间,在我国新材料产业发展过程中,国家给予了大力支持,初步形成了比较完整的新材料产业体系。“十五”期间发布的《国家计委关于组织实施新材料高技术产业化专项公告》,通过100多个产业化专项的实施.有力地推动了我国具有自主知识产权的新材料产业的发展,在电子信息材料、先进金属材料、电池材料、磁性材料、新型高分子材料、商性能陶瓷材料和复合材料等方面形成了一批高技术新材料核心产业。“十一五”期间又进一步加大了支持力度。按我国目前经济发展趋势预计,新材料需求增长速度将高于经济增长速度,按10%的增长速度计算,到2010年我国新材料市场可达6500亿元。新材料产业也已成为衡量一个国家经济社会发展、科技进步和国防实力的重要标志。 我国新材料产业的发展现状 当前,我国的新材料产业在国际产业布局中正处于由低级向高级发展的阶段,随着对外开放和与全球业界的广泛交流合作,我国新材料产业正呈现快速健康发展的良好状态,在一些重点、关键新材料的制备技术、工艺技术、新产品开发及节能、环保和资源综合利用等方面取得了明显成效,促进了一批新材料产业的形成与发展。 1.新一代钢铁结构材料 迄今为止,钢铁结构材料依然是国民经济各支柱产业和国防工业的重要支撑材料和应用范围最宽、使用量最大的材料,其生产和应用过程对全球资源、能源和人类生存环境有着不可忽视的影响,以去年为例: 2007年生产钢材46719.3万吨,比去年增长16.2%。同时,高技术含量、高附加值品种钢材产量大幅度增长。全年生产冷轧薄宽钢带1740.27万吨,同比增长31.8%;冷轧薄板1563.83万吨,同比增长25.2%;镀层板(带)1754.58万吨,同比增长37.9%;涂层板(带)317.21万吨,同比增长36.1%;电工钢板(带)415.57万吨。同比增长23.5%。以上5个品种钢材合计生产5791.487吨,比上年增长31.28%,高于钢材生产总量增幅8.59个百分点。全年生产不锈钢720.6万吨,比上年增加190.6万吨,增长35.96%,居世界第一位。其中,世界一流工艺装备的生产量达到70%,国内市场占有率达到75%,实现了重大的突破。全行业已基本形成以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新和新产品研发体系,形成了科研基础设施建设加强、科技投入增加的良好格局。全行业在高效采选技术、钢铁冶炼技术、轧钢新技术、高端产品开发、大型冶金成套装备技术集成、节能节水和废弃物综合利用新技术等方面,都取得了新的成果和进步。 2007年宝钢试制成功X120管线钢,实现电镀锌机组全面无铬化生产,年产150万吨生铁的COREX3000熔融还原工艺装置投产;鞍钢继续完善冷连轧自主集成成套工艺技术,开发成功一批具有自主知识产权的核心技术,并在相关企业投入使用;武钢新一代取向硅钢、高效电机硅钢的研发和装备技术集成,高强度桥梁钢生产技术提高;太钢建成世界一流的现代化不锈钢生产基地;攀钢转炉铁水提钒和半钢炼钢连续工业性试生产成品钒渣等均取得了工艺技术的新突破。 2007年在研发和扩大生产市场需求的短缺产品方面,船用高强度宽厚板、高强度海洋结构用钢板、高档汽车用板和汽车零部件用钢、工程机械和高层建筑用高强度厚钢板、X80以上高等级管线钢板、百米在线热处理钢轨和时速350公里高速铁路钢轨、高速动车组用钢、高端压

工程材料的历史、现状与发展

工程材料的历史、现状与发展 §1 工程材料的历史、现状和发展 材料:人类用以制作有用物件的物质 新材料:主要是指最近发展起来或正在发展之中的具有特殊功能和效用的材料。 人类先后经历了:石器时代——铁器时代——钢铁时代(高分子时代半导体时代先进陶瓷时代复合材料时代),这说明以学一种类材料为主导的时代已经一不复返了。材料的发展已进入丰富多采的时代,而以保护资源、环境和生态为目的的材料设计思想已形成新的潮流,即“生态环境材料”。 材料分类:金属材料无机非金属材料(陶瓷)有机高分子材料复合材料 一、金属材料 1、特点:由于其主要通过金属键结合而成,因此金属有比高分子材料高得多的模量,有比陶瓷高得多的韧性、可加工性、磁性和导电性。 2、近年来金属材料的纵深发展: 1)高纯材料 2)高强度及超高强度金属材料 3)超易切削钢和超高易切削钢 4)硬质合金和金属陶瓷 5)高温合金与难熔合金 6)纤维增强金属基复合材料 7)共晶合金定向凝固材料 8)快速冷凝金属非晶及微晶材料 9)有序金属间化合物 10)超细纳米颗粒金属材料 11)形状记忆合金 12)贮氢合金 3、金属材料的发展趋势 二、无机非金属材料(陶瓷ceramic)的特点 陶瓷是泛指一切经高温处理而获得的无机非金属材料,除先进(特种)陶瓷外,还包括玻璃、搪瓷、水泥和耐火材料等。从狭义上讲,用无机非金属化合物粉体,经高温烧结而成,以多晶聚积体为主的固态物均称为陶瓷,即先进的陶瓷。 先进陶瓷的化学键是由共价键与离子键组成,具有优良的耐高温、耐磨、耐腐蚀的特点。 三、复合材料的特点 复合材料,是指由不同材料组合而成,在新制成的材料中,原来各材料的特性得到了充分的应用,而且复合后可望获得单一材料得不到的新功能材料。 近代复合材料包括: 1、软质复合材料,具有高强度、高质量的特点。如橡胶与纺织材料结合在一起,人造丝、尼龙、金属纤维 2、硬质复合材料,“玻璃钢”代表(又增强纤维与合成树脂制成的复合材料。 §2 制造(工艺)技术发展的历史、现状和趋势

稀土永磁材料

稀土永磁材料 稀土永磁材料是指稀土金属和过渡族金属形成的合金经一定的工艺制成的永磁 材料。现分为第一代(RECo5)、第二代(RE2TM17)和第三代稀土永磁材料(Nd FeB)。 稀土永磁材料已在机械、电子、仪表和医疗等领域获得了广泛应用。新的稀土过渡金属系和稀土铁氮系永磁合金材料正在开发研制中,有可能成为新一代稀土永磁合金。 稀土永磁材料广泛应用于计算机、汽车、仪器、仪表、家用电器、石油化工、医疗保健、航空航天等行业中的各种微特电机,核磁振共振设备、电器件、磁分离设备、磁力机械、磁疗器械等需产生强间隙磁场的元器件。 稀土永磁技术指标、性能、规格一览表 种类数字牌号字符牌号Br T Hcj KA/m Hcb KA/m (BH)max kj/m3 N 048022 NdFeB350/96 1.33 960 756 335-366 048023 NdFeB320/96 1.27 960 876 302-335 048024 NdF eB300/96 1.23 960 860 287-320 048025 NdFeB280/96 1.18 960 860 263-295 048026 NdFeB260/96 1.14 960 836 247-279 048027 NdFeB240/96 1.08 960 796 223-256 M 048031 NdFeB320/96 1.27 1100 910 302-335 048032 NdFeB300/96 1.23 1100 876 287-320 048033 NdFeB280/96 1.18 1100 860 263-295 H 048041 NdFeB300/96 1.23 1350 890 287-320 048042 NdFeB280/96 1.18 1350 876 263-295 048043 NdFeB260/96 1.14 1350 844 247-279 048044 NdFeB240/96 1.08 1350 812 223-255 SH 048051 NdFeB280/96 1.18 1600 876 263-295 048052 NdFeB260/96 1.14 1600 836 247-279 048053 NdFeB240/96 1.08 1660 796 223-255 048054 NdFeB220/96 1.05 1600 756 207-239 UH 048061 NdFeB240/96 1.08 2000 756 223-255 048062 NdFeB220/96 1.05 2000 756 207-239 048063 NdFeB210/96 1.02 2000 732 191-223 EH 048071 NdFeB240/96 1.08 2400 756 223-255 048072 NdFeB220/96 1.05 2400 756 207-239 钕铁硼永磁材料的物理性能 密度G/m3 7.4-7.6 热传导系数Kcal/m.h.℃7.7

功能材料及其发展趋势

材料】功能材料发展趋势??功能材料发展趋势??功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料,是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料,同时也对改造某些传统产业,如农业、化工、建材等起着重要作用。功能材料种类繁多,用途广泛,正在形成一个规模宏大的高技术产业群,有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。功能材料按使用性能分,可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料和机敏(智能)材料。由于我们已把电子信息材料单独作为一类新材料领域,所以这里所指的新型功能材料是除电子信息材料以外的主要功能材料。? 功能材料是新材料领域的核心,对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,在全球新材料研究领域中,功能材料约占85 % 。随着信息社会的到来,特种功能材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料,成为世界各国新材料领域研究发展的重点,也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。??鉴于功能材料的重要地位,世界各国均十分重视功能材料技术的研究。1989年美国200多位科学家撰写了《90年代的材料科学与材料工程》报告,建议政府支持的6类材料中有5类属于功能材料。从1995年至2001年每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中,特种功能材料和制品技术占了很大的比例。2001年日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中列出了影响未来的100项重要课题,一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题,而其中绝大部分均为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等在他们的最新科技发展计划中,都把功能材料技术列为关键技术之一加以重点支持。各国都非常强调功能材料对发展本国国民经济、保卫国家安全、增进人民健康和提高人民生活质量等方面的突出作用。? 1、新型功能材料国外发展现状??当前国际功能材料及其应用技术正面临新的突破,诸如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料及材料的分子、原子设计等正处于日新月异的发展之中,发展功能材料技术正在成为一些发达国家强化其经济及军事优势的重要手段。 超导材料以NbTi、Nb3Sn为代表的实用超导材料已实现了商品化,在核磁共振人体成像(NMRI)、超导磁体及大型加速器磁体等多个领域获得了应用;SQUID作为超导体弱电应用的典范已在微弱电磁信号测量方面起到了重要作用,其灵敏度是其它任何非超导的装置无法达到的。但是,由于常规低温超导体的临界温度太低,必须在昂贵复杂的液氦(4.2K)系统中使用,因而严重地限制了低温超导应用的发展。? 高温氧化物超导体的出现,突破了温度壁垒,把超导应用温度从液氦(4.2K)提高到液氮(77K)温区。同液氦相比,液氮是一种非常经济的冷媒,并且具有较高的热容量,给工程应用带来了极大的方便。另外,高温超导体都具有相当高的上临界场[Hc2 (4K)>50T],能够用来产生20T以上的强磁场,这正好克服了常规低温超导材料的不足之处。正因为这些由本征特性Tc、Hc2所带来的在经济和技术上的巨大潜在能力,吸引了大量的科学工作者采用最先进的技术装备,对高Tc超导机制、材料的物理特性、化学性质、合成工艺及显微组织进行了广泛和深入的研究。高温氧化物超导体是非常复杂的多元体系,在研究过程中遇到了涉及多种领域的重要问题,这些领域包括凝聚态物理、晶体化学、工艺技术及微结构分析等。一些材料科学研究领域最新的技术和手段,如非晶技术、纳米粉技术、磁光技术、隧道显微技术及场离子显微技术等都被用来研究高温超导体,其中许多研究工作都涉及了材料科学的前沿问题。高温超导材料的研究工作已在单晶、薄膜、体材料、线材和应用等方面取得了重要进展。

稀土永磁材料及其应用发展现状

稀土永磁材料及其应用发展现状 稀土永磁钕铁硼材料最重要的应用领域之一是支撑现代电子信息产业的重要基础材料,与人们的生活息息相关,小到手表、照相机、录音机、CD机、VCD机、计算机硬盘、光盘驱动器,大到汽车、发电机、医疗仪器等,永磁材料无所不在。正是由于广泛应用了稀土永磁材料,众多电子产品的尺寸进一步缩小,性能大幅度改善。 一、全球稀土永磁产业近况 近年来,由于发达国家生产成本高,而国际市场磁体价格却不断下降,在这些国家继续生产磁体已难以为继,因此以美、欧为代表的西方发达国家磁材企业纷纷进行了产业调整,使钕铁硼产业的国际格局发生了重大变化。 烧结磁体方面,2000年美国的Ugimag公司被卖给了麦格昆磁,2003年麦格昆磁进行了产业调整将其关掉,将磁材生产转移到中国来。21世纪初,英国的摩根集团收购了德国西门子下属的真空冶炼公司(Vacuumschmelze或VAC)和美国的坩埚公司,但是在2003年6月份,摩根集团关闭了美国的坩埚公司(Crucible)。2005年摩根集团把德国真空冶炼公司卖给了美国的JPMorgan。目前,美国的稀土产业已从昔日的辉煌到今日的全部没落。在欧洲只有两家烧结钕铁硼的生产厂家,一家是在德国的真空冶炼公司,一个是在芬兰的Neorem 公司。2003年6月,日立金属购买了住友金属下住友特金的股份,成为全球最大的钕铁硼生产企业,并于2004年4月1日更名为NEOMAX,并停止了日立金属在美国的磁体生产。2007年4月1日NEMOMAX在日本退市,成为日立金属的全资子公司。日本还有两家企业,一家是TDK,这是一家老牌磁性材料生产企业;还有一家就是信越化工。NEMOAX、TDK和Neorem在中国已建立磁体后加工基地。德国VAC与中科三环合作,2005年在北京成立了烧结钕铁硼合资企业。除了欧洲和日本两地外,其余的烧结钕铁硼磁体生产企业全部集中在中国。 自1990年以来,全球烧结钕铁硼磁体产量增长迅猛,年均增长率保持在25%左右。进入二十一世纪,尽管日、美、欧等发达国家稀土永磁产业的发展止步不前,但由于中国稀土永磁产业的超常发展,使得全球稀土永磁产业依然保持了迅猛增长的态势。2005年,全球烧结钕铁硼产量为42300吨,中国的产量为33000吨,占世界总产量的78%,保持了强劲的增长态势。日本烧结钕铁硼磁体原地踏步,处于维持状态。美国烧结钕铁硼磁体2004年后全部消亡。 粘结磁体方面,全球的生产能力大部分集中在日本企业。有代表性的两家企业,一家是精工爱普生,他们的磁材生产已经全部转到上海爱普生磁性器件有限公司;另一家是日本大同公司。在计算机硬盘驱动器(HDD)的主轴电机应用方面,大同和上海爱普生两家企业就占据了整个市场份额的90%以上。2002年底,中科三环参股了上海爱普生磁性器件有限公司,2004年3月进一步扩大股权,目前中科三环已持有该公司70%的股权,成为其第一大股东。安泰科技2003年3月收购了台湾的海恩公司,其深圳的海恩美格也是一个科技水平很高的粘结磁体工厂,加上国内成长起来的成都银河,粘结磁体企业除日本的大同外,其余基本在中国。 全球粘结钕铁硼磁体产量年均增长率为18%,基本保持了一个稳定增长的态势。2005年,虽然全球粘结钕铁硼磁体产量比2004年略有下降(1%左右),但中国的粘结钕铁硼产量保持了11%的增长。中国粘结钕铁硼磁体产量已超过全球产量的40%,带动了全球产业的发

金属的材料地地的应用现状与发展趋势

金属材料的发展现状与前景 摘要:金属是人们日常生活生产中最不可或缺的材料,更是人类社会进步的关键所在,本篇论文主要论述金属材料的种类、性能及在社会发展中的重要应用,并且展望金属材料在未的发展前景。 关键词:金属材料、镁合金、铝合金、稀土、汽车 引言 金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。 人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代,均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代,种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。我们对金属材料的认识应从以下几方面开始: 一、分类: 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。 1、黑色金属又称钢铁材料,包括含铁90%以上的工业纯铁,含碳2%~4%的铸铁,含碳小于2%的碳钢,以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。 2、有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,并且电阻大、电阻温度系数小。

3、特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料,以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金,以及金属基复合材料等。 4、金属材料按生产成型工艺又分为铸造金属、变形金属、喷射成形金属,以及粉末冶金材料。铸造金属通过铸造工艺成型,主要有铸钢、铸铁和铸造有色金属及合金。变形金属通过压力加工如锻造、轧制、冲压等成型,其化学成分与相应的铸造金属略有不同。喷射成形金属是通过喷射成形工艺制成具有一定形状和组织性能的零件和毛坯。 二、性能 金属材料的性能可分为工艺性能和使用性能两种。为更合理使用金属材料,充分发挥其作用,必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能(使用性能)及其在冷热加工过程中材料应具备的性能(工艺性能)。 材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)、化学性能(耐用腐蚀性、抗氧化性),力学性能也叫机械性能。 材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。 三、应用现状: 金属材料的发展已从纯金属、纯合金中摆脱出来。随着材料设计、工艺技术及使用性能试验的进步,传统的金属材料得到了迅速发展,新的高性能金属材料不断开发出来。如快速冷凝非晶和微晶材料、高比强和高比模的铝锂合金、有序金属间化合物及机械合金化合金、氧化物弥散强化合金、定向凝固柱晶和单晶合金等高温结构材料、金属基复合材料以及形状记忆合金、钕铁硼永磁合金、贮氢合金等新型功能金属材料,已分别在航空航天、能源、机电等各个领域获得了应用,并产生了巨大的经济效益。 1、镁及镁合金

稀土永磁材料研究进展

稀土永磁材料研究进展 摘要:本文主要介绍了Sm—Co系稀土永磁材料、Nd—Fe—B系稀土永磁材料、纳米复相稀土永磁材料的研究进展,以及其制备方法,并简要介绍了它们各自的优缺点及其应用。关键词:稀土永磁材料 Sm—Co Nd—Fe—B 纳米复相稀土永磁材料 The review of rare earth permanent magnet materials Liu Tao Abstract:This article mainly introduced the Sm - Co rare earth permanent magnet materials、Nd - Fe - B rare earth permanent magnet materials、nanocomposite dualphase rare—earth permanent magnetic material and the method of their preparation ,in the end ,their respective advantages and disadvantages are briefly introduced and its application. Key words:Rare earth permanent magnet materials ;Sm—Co;Nd—Fe—B ;nanocomposite dualphase rare—earth permanent magnetic material 1、引言 稀土永磁材料的出现对推动工业进步,特别是电机工业、办公自动化等起到了积极的作用。在实现元器件的小型化、轻量化、高性能、高可靠性方面,稀土永磁材料更是屁示出其优秀的特性[1]。 稀土永磁材料发展到今天,已经经历了第一代SmC O5、第二代Sm 2 C O17 、第三代 Nd 2Fe l4 B三个发展阶段,其中Nd—Fe—B永磁材料以其优良的磁学性能成为目前 应用最广泛的一类稀土永磁材料。近年来,材料科学工作者又研发了一些新型的稀土永磁材料,最有代表性的有3种:ThMn 12 型稀土永磁材料;间隙稀土金属间 化合物永磁材料,如Sm 2Fe 17 Mx(M=C,N)等;纳米晶复合交换耦合永磁材料[1]。 2、Sm—Co系稀土永磁材料

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