摘要：易腐蝕、脆性大、工作溫度偏低是制約燒結釹鐵硼進一步發(fā)展和應用的主要缺陷，本文通過研究釹鐵硼永磁材料主元合金成分、及熱處理工藝對燒結永磁材料晶界成分、晶界結構以及磁體性能的影響來探討改進釹鐵硼永磁材料。以及稀土錳氧化物效應的研究，分析了效應的成因及影響因素。通過對這幾種稀土材料磁性的研究對比，分析各種磁性材料的優(yōu)缺點，進而得出在不同領域不用適用環(huán)境的應用。
　　關鍵詞：釹鐵硼稀土錳氧化物效應
　　中圖分類號：O616文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2011)01(a)-0058-02
　　稀土永磁材料是一種十分重要的功能材料，在國民經(jīng)濟中扮演重要角色。在稀土永磁材料中占主導地位是釹鐵硼永磁材料和稀土錳氧化物，本文主要對這兩種材料進行研究。
　　
　　1釹鐵硼永磁材料磁性研究
　　燒結釹鐵硼永磁材料以其高磁能積和室溫下退磁曲線呈線性等明顯優(yōu)勢在各個行業(yè)中被廣泛使用，是最主要的永磁材料。但是仍然受到低居里溫度、易腐蝕和低熱穩(wěn)定性的影響，對采用粉末冶金工藝制備的燒結欽鐵硼磁體，研究主元合金成分、對燒結永磁材料晶界成分、晶界結構以及磁體性能的影響，以及晶界添加納米粉末對晶界結構、成分、形貌以及磁體性能的影響。（如圖1所示）。
　　當含量l2.77at%，超過正分成分時，隨含量的增加，主相的體積分數(shù)減少，使磁體的相應減小，但富相很好地削弱主相晶粒間的磁交換耦合作用，促進矯頑高，同時使磁體的、都比較高。但是較多的晶間相，增加了易腐力提蝕陽極含量，加劇了晶間腐蝕，不利于磁體耐蝕性能的提高。（見圖2）。
　　結果表明，當含量小于5.7%時，磁體的各項磁性能指標都很低，僅有500，這是因為合金中出現(xiàn)了易基面相，而是易腐蝕相的原因;當含量5.7%～5.9bcebd91f57b015a24390a4ceb0be7fb0%之間時各項磁性能指標都比較高，=1.39T，=l100，=0.94，=370，根據(jù)相圖可知，此時合金進入++相區(qū);當B含量大于5.9%時磁體的、均開始下降。因此制備高能積磁體取B含量在5.76%。
　　納米粉末可以在<0.07%添加范圍內提高磁體的矯頑力、剩磁、最大磁能積和耐蝕性能，當添加量為0.03%時磁體具有最好的綜合性能（如：圖3所示）。從磁體的能譜分析可以看出，添加的納米粉末沒有進入主相，也就是說沒有改變磁體的內稟性能，只是集中在晶界富相當中，改變了晶界相的電極電位等理化特性，從而提高了磁體的耐蝕性，但考慮到磁體的磁性能，添加改善磁體耐蝕性只能在一定范圍內進行.當添加的粉末過多的時候，反而會使磁體的性能發(fā)生惡化。
　　2稀土錳氧化物的磁性研究
　　在稀土錳氧化物中，為稀土元素，例如、、、等。這類氧化物具有天然鈣鈦礦晶體結構，一般情況下為非導體，并具有反鐵磁性。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，如果這類氧化物中的或被其它適當?shù)脑夭糠痔娲?，樣品的結構、電磁性能都會發(fā)生很大的變化，出現(xiàn)金屬-半導體轉變和鐵磁性-順磁性的轉變，而且還存在著高達127000%()的磁電阻效應（效應）。摻雜稀土錳基氧化物在一定的摻雜范圍內，導電特性在磁相變溫度附近具有金屬一半導體轉變特征，表明導電性與磁特性密切相關。在外磁場作用下，導電特性將發(fā)生有規(guī)律的變化?？疾?x=0.25，0.33，0.50)多晶體材料在零磁場和外加8T磁場下電阻率隨溫度變化關系、相應的磁電阻隨溫度變化關系以及自發(fā)磁化強度隨溫度變化關系(對x=0.5樣品，同時還給出了外加5.5T磁場下的磁化強度隨溫度變化關系)。在零磁場下，x=0.2，0.33的樣品具有典型的鐵磁性和電阻率的金屬一半導體轉變，零磁場下的金屬一半導體轉變溫度在鐵磁相變溫度附近，而在8T磁場下，金屬一半導體轉變溫度向高溫處移動;相應的磁電阻曲線在鐵磁相變溫度附近有尖銳的峰，磁電阻值峰值達到1220%()。對于x=0.5的樣品，其具有反鐵磁性，沒有金屬一半導體轉變，在整個溫度范圍內呈半導體導電性;在ST磁場下，電阻率急劇降低，但相應磁電阻沒有峰值效應，磁電阻值低溫下達到1×108%。
　　影響摻雜稀土錳基氧化物效應的因素主要有以下幾點：(1)組分的影響。摻入不同的兩價金屬元素，不同的摻雜量以及稀土元素的不同都會影響材料的晶格結構，進而影響材料的磁電特性和效應。(2)外加壓力的影響。稀土元素摻雜相當于一個“化學壓力”或者“內壓力”，這個“內壓力”導致晶格應變的產(chǎn)生，并使稀土錳基氧化物的龐磁電阻特性發(fā)生變化。(3)晶體學特性影響。晶體學特性對摻雜稀土錳基氧化物龐磁電阻特性影響表現(xiàn)在單晶材料和多晶材料具有不同的龐磁電阻特性。(4)制備工藝對效應的影響。多晶體材料的效應與晶粒大小有關。薄膜材料的沉積的條件或參數(shù)如襯底溫度、退火溫度及襯底材料的改變將導致特性的變化。(5)離子注入影響。在摻雜稀土錳基氧化物薄膜中注入一定劑量的離子也將會導致磁電特性及龐磁電阻效應的變化。
　　
　　3 稀土磁性能的應用
　　(1)直驅永磁式風力發(fā)電。直驅永磁式風電機組具有穩(wěn)定性高、結構簡單、效率高、壽命長等一系列優(yōu)點，將成為未來風電技術的主流機型。(2)稀土永磁同步電機。目前混合動力車具有節(jié)能環(huán)保舒適等優(yōu)勢，是未來汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢?；旌蟿恿嚨闹饕考遣捎孟⊥劣来磐诫姍C的發(fā)電機，稀土永磁材料將為未來的汽車行業(yè)做出卓越的貢獻。(3)變頻壓縮機。采用稀土永磁材料的變頻壓縮機的家電產(chǎn)品的能耗比傳統(tǒng)家電節(jié)能達30％～40％。(4)工業(yè)節(jié)能電機。稀土永磁體具有高剩磁密度、高矯頑力、高磁能積的優(yōu)異磁性能，用它制成的各種電機產(chǎn)品，具有高性能、輕型化、高效節(jié)能等特點，在節(jié)能電機領域的應用潛力巨大。(5)IT存儲領域。計算機的發(fā)展帶動了相關配套元件的發(fā)展，硬、軟磁盤、光盤驅動頭是使用釹鐵硼較多的一個方面，每年用于計算機驅動器的釹鐵硼磁體約達4000T，占釹鐵硼銷量的50%。
　　
　　4 結語
　　本文通過研究采用粉末冶金工藝制備了燒結欽鐵硼磁體，以及稀土錳氧化物效應的研究，可以發(fā)現(xiàn)，合金成分設計、熱處理工藝以及微量化合物粉末添加在制備高性能燒結永磁材料中非常重要，對磁體的組織結構、晶界形貌和成分、磁性能、力學性能、耐蝕性能產(chǎn)生顯著影響，對于該類材料，有些方面還需要進行更深入的研究。
　　(1)納米高溫陶瓷粉末添加對晶界富相的改性機理，熱力學分析以及熱處理工藝對納米改性磁體顯微結構和性能的作用機理。(2)如何設計新的晶界相成分，徹底改變磁體目前存在