【稀土論壇】你確定了解稀土永磁粉體材料? 產業鏈現狀及發展趨勢...

2020-11-26 東方財富網

原標題：【稀土論壇】你確定了解稀土永磁粉體材料？ 產業鏈現狀及發展趨勢也不清楚？ 此文講的通透！

　　在由SMM舉辦的2020中國稀土永磁產業市場應用發展論壇上，包頭稀土研究院教授婁樹普帶來了主題為「稀土永磁粉體研究及應用技術開發」的演講，他的講話主要圍繞稀土永磁粉體材料現狀及發展趨勢、永磁粉體的製備及檢測以及稀土功能粉體材料的開發這三方面展開。

粉體材料現狀及發展趨勢

　　粉體簡介

　　粉體是物質存在的一種普遍形式，是由一定尺寸顆粒組成的集合體。顆粒的大小、形貌結構與表面狀態的量變可以導致粉體宏觀特性的質變。

　　粉體工程學科的發展與其它學科交融，形成了超細粉碎、精密分級、高度均化、分散、複合包覆、改性改質、乾燥、燒結成型、儲存、包裝、輸送、納米粉體合成與應用、粉體性能檢測等操作單元、合成工藝或集成技術。

　　粉體表面改性是指採用物理或化學方法對粉體的組成顆粒進行表面處理，根據應用的需要有目的地改變其表面物理化學性質、表面形態與結構的工藝 。表面改性也稱為表面改質或表面修飾。

　　粉體材料的表面改性技術是調控材料性能 、拓展應用領域和提高使用價值的重要方法。

　　粉體的主要特性

　　粒度：顆粒大小：通常用直徑表示。不規則顆粒用等效半徑；粒度分布：不同大小顆粒佔的百分比；顆粒形狀：顆粒形狀表示粉體顆粒的幾何形狀，常用的顆粒形狀有球形、片形、針形、柱形等。

　　流動性：流動性指粉體的流動能力。

　　填充特性：填充特性是粉體成形的基礎。由於粉體的形狀不規則、表面粗糙，使堆積起來的粉體顆粒間存在大量空隙。

　　影響粉體流動性的因素

　　由於顆粒間相互作用力的滯後特性，粉體的堆積狀態多種多樣。粉體的流動性及堆積行為的研究是粉體工程的基礎，是聯繫粉體材料性質與許多關於粉體技術的單元操作的紐帶，比如粉體儲存、給料、輸送、運輸、混合等。

　　粉體之所以流動，其本質是粉體中粒子受力的不平衡，對粒子受力分析可知，粒子的作用力有重力、顆粒間的黏附力、摩擦力、靜電力等，對粉體流動影響最大的是重力和顆粒間的黏附力。

　　具體到相關參數，則包括顆粒的種類、平均粒度、粒度分布、溼含量、顆粒形狀、比表面積、密度、存儲時間和顆粒間相互作用等。

稀土永磁粉體的現狀

　　稀土永磁是稀土產業中產值最大，具有戰略地位的產業。稀土永磁粉體製造及成型工藝是國內釹鐵硼產業中最薄弱環節，與國外有很大差距。

　　在稀土永磁粉體製造工藝方面研究還是相對落後，由於粉體流動性的差距，造成了目前國內磁體製造過程中還需要等靜壓工序，一次成型技術沒有解決；

　　燒結過程中磁體收縮比隨粉體性能變化而不同，在磁體成品製作過程中，增加造成大量的後加工，降低了稀土材料收率。

　　粉體與成型工藝及粉體標準化制約了國內釹鐵硼企業智能製造發展，又是釹鐵硼行業創新點和技術進步關鍵點。

稀土永磁發展趨勢

　　粉體材料是功能材料製備過程中必不可少的中間基礎材料，粉體材料包括超細粉碎、精密分級、高度均化、分散、複合包覆、改性改質、乾燥、粉體性能檢測評價、儲存、包裝、輸送等技術單元，將粉體材料各單元對應的共性關鍵技術應用到稀土永磁行業，可優化磁性材料粉體的粒度分布，改善粉體的流動性，進而減少或優化釹鐵硼材料的製備環節，提升磁性材料性能、質量和一致性。

　　目前在納米稀土材料，稀土永磁超細合金粉方面國內外已經開展了很多研究工作，特別是稀土永磁行業中，超細永磁粉體已成為降低重稀土及高豐度稀土綜合利用的主要創新點。

　　稀土超細粉既是一種新材料，又可以作為製備新材料的原料，具有優良的新材料綜合特性、應用前景巨大。

　　Nd-Fe-B原料合金作為磁粉製備的前驅體，其晶粒尺寸和形貌會影響後續磁粉的細化傳統的研究集中在以速凝合金為初始合金的基礎上，為進一步細化燒結磁體的品粒，佐川真人及其研究團隊利用前期開發的氦氣氣流磨技術，以亞微米結構的氫化-歧化-脫氫-再複合(HDDR)磁粉為初始合金，獲得了平均直徑為500nm甚至更小的單品磁粉顆粒。成功獲得 Br=l3.39kGs，Hcj20.98k0c，(BH)max=43.62MGOe 的無重稀土高矯頑力燒結磁體。

　　在降低晶粒尺寸方面的科研工作，還產生了一種新型納米形態，即交換耦合納米複合永磁材料，其中包括硬磁相和軟磁相。中科院劉平教授在其20多年的磁學和磁性材料研究中，取得了多項重要研究成果，在國際上首次採用「bottom-up」工藝路線合成納米晶複合永磁材料；並澄清了軟磁性相和界面對磁性·交換耦合的影響，提出了梯度界面納米複合材料的概念；發明了鹽浴退火和活性劑輔助高能球磨技術製備納米顆粒技術，受到國際同行的廣泛關注。

　　在豐田的新磁鐵中，豐田選擇使用更便宜的鑭和鈰來代替釹和鏑。當然，同樣作為稀土元素的鑭和鈰的主要產地也是中國，所以這並不能解決上遊供應鏈獨霸的問題。為了降低釹的含量，豐田採取了多種手段。簡單的將磁鐵中的釹替換為鑭和鈰並不現實，因為這將產生一塊矯頑力和耐熱性都不高的劣質磁鐵，意味著電機的性能也會無法保證。因此，豐田的新磁鐵把所有的鑭和鈰顆粒都固定在內核中，然後再用一層釹把內核包起來。此外，豐田還降低了所有金屬顆粒的大小。據研究顯示，降低稀土磁鐵組件的大小可以有效地提高磁鐵存儲的磁能。不過這也足以降低電機的成本。


（文章來源：SMM）

(責任編輯：DF118)

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