稀土永磁材料的真密度测试
一、稀土永磁材料的性质
永磁材料主要有铝镍钴（AlNICo）系金属永磁，第一代SMCo5永磁体（称为1:5型钐钴合金），第二代Sm2Co17（称为2:17型钐钴合金）永磁体，第三代稀土永磁合金NdFeB（称作钕铁硼合金）。随着科学技术的发展，钕铁硼永磁材料的性能不断提高，应用领域不断扩大。高磁能积（50兆高奥≈400kJ/m3）、高矫顽力（28EH、32EH）和高使用温度（240C）的烧结钕铁硼已产业化生产。钕铁硼永磁铁的主要原材料有稀土金属钕（Nd）32%、金属元素铁（Fe）64%和非金属元素硼（B）1%（少量添加镝（Dy）、铽（Tb）、钴（Co）、铌（Nb）、镓（Ga）、铝（Al）、铜（Cu）等元素）。钕铁硼三元系永磁材料是以Nd2Fe14B化合物作为基体的，其成分应与化合物Nd2Fe14B分子式相近。但完全按Nd2Fe14B成分配比时，磁体的磁性能很低，甚至无磁。只是实际的磁体当中钕和硼的含量比Nd2Fe14B化合物的钕和硼含量多时才能获得较好的永磁性能。
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。
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体；
5．快速凝固制粉或氢碎（HDDR）粉末的热压法制备的热压磁体；
6．用热压磁体再进行热变形压工艺制备的各向异性热变形压磁体；
7．将热变形压磁体磨制成粉，再采用模压或注射等方法制备成各向异性粘结磁体。
四、稀土永磁材料的主要应用
永磁体最基本的作用是在某一特定的空间产生一恒定的磁场，维持此磁场并不需要任何外部电源。标志永磁材料好坏的参数有许多，最重要的是最大磁能积（BH）max ，磁能积越大，材料每单位体积所产生外磁场的能量就越大。目前商品NdFeB永磁材料的最大磁能积已达到：50MGOe。由于稀土永磁材料的高磁能积和高矫顽力等优异的特性，已给永磁应用带来革命性的变化，稀土永磁材料主要应用在以下几个方面：
1．机电类
稀土永磁体的出现，意味着电机领域将引起革命性的变化。这是因为稀土永磁体没有激磁损耗，不发热，用它制造的电机优点很多。因稀土永磁电机没有激磁线圈与铁心，磁体体积较原来磁场极所占空间小，没有损耗，不发热，因此为得到同样输出功率整机的体积，重量可减小30%以上，或者同样体积、重量，输出功率大50%以上。
永磁电机，尤其是微电机，每年世界产量约几亿台之多，主要用在汽车、办公自动化设备和家用电器中。所使用的多为高性能的铁氧体和稀土永磁体。
今后稀土永磁电机的最大市场之一将是汽车工业。钕铁硼永磁材料性能优异，用于制造电机，可以实现汽车电机“钕铁硼化”。在汽车方面，只有用小马达，才能降低汽车重量，增加舒适感，提高安全性，降低尾气排放，提高汽车的整体性能，目前用量最大的是启动电机。电机是汽车中不可缺少的部件，汽车上电机数量在逐年增加。一般汽车上有8～18台，高级轿车多达40～50台，随着汽车工业的发展，汽车电机的需求是巨大的。高磁能积的稀土永磁体体积小，却能较铁氧体产生大得多的动力，因此提高了电效率。通过使用稀土磁体减少重量和尺寸，可以节约更多的燃料和增加设计的灵活性。
2．稀土永磁材料在医疗中的应用
3．磁选机
一般的磁选机有永磁式和电磁式两种，以前，永磁式磁选机的磁体多用铁氧体。稀土永磁出现后，设计并制造了各种型号和类型的永磁磁选机，尤其是在中高磁场磁选机中，必须用稀土永磁体。
4．计算机及外围设备
在计算机中使用的稀土永磁材料最多的器件是磁盘驱动电机（VCM），另一种是数据输出打印机电机。
5．各种仪表
使用永磁体的仪表种类很多，如磁电式仪表、计数器等。
6．扬声器和耳机
扬声器和耳机是永磁体传统应用领域。扬声器有外磁式和内磁式二种，稀土永磁出现后在同样输出功率与音质下，扬声器被做得非常小，目前稀土永磁扬声器和耳机已应用到高级随身听。
7．微波器件
在微波领域中，微波管、毫波管发生器或放大器需要稳定磁场。稀土永磁体在此中主要起电子运动的聚集作用。
五、稀土永磁材料现状及未来发展趋势
近年来稀土永磁材料在国内的应用发展很快，目前已应用于一般电机、大电机如磁力泵、磁选设备、永磁吊车和家用电器等方面。但与西方国家相比，我国生产的钕铁硼磁体，包括出口，用得最多的是音响器件（中国是全球最大的扬声器生产者，国产钕铁硼有近一半用于制造扬声器），其次是电机和油井除蜡器。而在音圈马达等国外用量最多的领域，我国的应用还很少。其原因在于这两个应用领域所用的磁体，不仅要求磁性能高，均匀性、一致性好，而且要求加工精度高，镀层质量好，国内大多数厂家的产品难于满足上述使用要求。因此，一般只能生产中、低档产品，满足一般的使用要求，磁体的售价也远低于国际市场的钕铁硼价格。
在日本烧结稀土磁体主要用于计算机硬盘驱动装置上的音圈马达（VCM）中，其次是稀土粘结磁体在计算机方面，如光盘只读存贮器（CD-ROM）的主轴马达等，
1994年这种磁体在计算机方面的用量约占总用量的一半。
日本NdFeB生产是仅有几个大厂支撑的，而我国70%的生产量是由不到年产30吨的钕铁硼厂提供的，因而我国一般只能提供磁能积为28～40MGOe的NdFeB，而日本商品牌号NdFeB可到50 MGOe水平。到本世纪末磁能积55MGOe的NdFeB将进行商品化生产，因而销售价格相差可高达8倍。使我国NdFeB生产产品高档化，应是NdFeB生产的当务之急。
NdFeB前景非常广阔。因为NdFeB的潜在市场仍然看好，每台汽车上的永磁马达将从1995年的20个增加到2005年的31个，预计到2005年，汽车中使用的粘结磁体将达到12000吨/年，年增长率达到64%。随着电脑生产的快速增长，所用NdFeB的数量也是很大的，另一个潜在市场是下一世界MRI的普及使用，这些应用都将维持NdFeB生产的快速增长。
真密度分析仪（TD-2200）使用步骤简介：
1、按国标GB1427的规定对试样进行取样及称量；在此过程中可先开启真密度分析仪主机，利用准备时间进行预热；
2、对取好样的样品进行烘干，烘干时严格设置温度及时间，防止发生危险；
3、将样品仓取出，装入样品并采用去皮称重法，利用万位天平进行称量，记录样品净重；
4、将装好样品的样品仓小心的放入实验仓，利用手柄及套筒关闭仓盖；
5、在触摸屏上新建任务，输入参数。由于开仓放入样品会导致加热系统部分热量损失，此时可通过在面板上设置预热时间，或等待预热完毕后，再开始按下触摸屏上的开始键；
6、测试完成后仪器主机发出提示音，此时可看到真密度数据结果，此结果可通过U盘导出。
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