双相复合永磁材料

      硬磁性相Nd₂FeB的高磁晶各向异性和高矫顽力使得各种 NdFeB永磁材料在高退磁场的环境中得到了广泛应用。然而永磁材料不仅要求高的矫顽力,还要求高的饱和磁化强度,以获得高的磁能积。软磁相aFe、FeB等具有高的饱和磁化强度,如果把它和硬磁性相复合得到复合材料就可能得到优良的磁性能。Nd₂FeuB/Fe;B双相复合永磁合金就是在这一思路下研制出来的。由于在合金中有纳米级大小的软磁相 Fe;B晶粒,它和硬磁 Nd,FeuB晶粒之间存在强烈的交换耦合作用,导致了高剩磁和高磁能积。

      在双相/多相复合材料中,为了实现相结构间的交换耦合作用,要求晶粒尺寸小于交换长度--通常在几十纳米左右,因此又称为双相/多相纳米晶合金。理论计算表的 Nd₂FeB/a-Fe型复合磁体的(BH)max可达到662kJ/m。从相的组成来划分,NdFeB系相复合永磁材料可分为三类。它们分别是以硬磁相Nd₂FeuB为基体,软磁相 a-Fe 弥散布在基体中的NdzFe14B/a-Fe型;以软磁相 Fe;B为基体,含有少量 NdzFe4B硬磁相 Fe:B/NdzFeB型;以软磁相 a-Fe为基体,含有少量Nd2Fe14B硬磁相的a-Fe/NdzFeB型。三类材料中,Nd₂Fe4B/a-Fe型永磁合金的磁化与反磁化过程具有单一的硬磁性相征,软磁性相特征已经消失,因此具有较高的矫顽力,剩磁增强效应比较明显,综合性能最好。另两类合金由于硬磁相含量较少,因此具有较高的剩磁且成本较低,但矫顽力不高,限制了应用范围。