高性能稀土钴永磁材料

技术简介

1、 技术研发背景

      “高性能稀土钴永磁材料”是国家重大科技专项“十一五”批准立项的“真空微波功率器件用磁性元器件”项目的专题子项目。

2、 技术突破

      通过专题技术研究，突破了永磁材料的低氧制粉工艺、大容量烧结与热处理工艺、加工工艺、精确充退磁工艺与磁体长期热稳定工艺等技术关键；确定了材料成分及工艺，并进行了永磁材料的制备。XGS223/199/350牌号及XGS239/160/350牌号永磁材料成分配方；工艺方面，制粉均采用湿法低氧工艺，XGS239/160/350牌号永磁材料采用大容量烧结工艺，而XGS223/199/350牌号永磁材料则两种工艺均有采用。永磁体使用制得的永磁材料通过机械加工得到，加工工艺为：电火花切割内外圆，无心磨床磨削外圆，内圆切片机切片。永磁体经外观检查，清洗，尺寸检查，磁化，磁场预处理，温度预处理等过程形成产品。

3、 实现的原理和途径等

      本产品通过高性能的材料配方和工艺保证材料具有高的磁性能，通过永磁体的设计、长期热稳定工艺、样品的加速退化试验及工作寿命的预计、环境摸底试验等技术途径，保证高性能永磁体能够满足行波管等微波功率器件高稳定、长寿命的使用要求。

技术指标

      主要技术指标具体要求如下。

      永磁材料:用两个代表品种表示为XGS223/199/350、XGS239/160/350，其主要考核指标如下：

      材料主要磁性能指标包括4方面的具体内容，见表1。

      1）材料主要磁性能指标:

表1　高性能永磁材料主要磁性能指标

      2) 不可逆损失η

      材料的不可逆损失η应优于－3% (XGS239/160/350测量温度范围：－55℃～250℃；XGS223/199/350测量温度范围：－55℃～300℃)。

      3）磁不稳定度

      外加反向磁场为1 T时，材料的磁不稳定度ξ＜3%。

      4）环境适应性

      通过高性能稀土钴永磁材料详细规范规定的按GJB360B—2009进行的温度冲击、稳态湿热、高温寿命等环境适应性试验。

      由表2可见，材料性能达到了美国EEC公司2:17-31、2:17-27以及日本信越的R32HS水平。

      本项目高性能稀土钴永磁材料的两个代表牌号XGS223/199/350和XGS239/160/350的基本磁性，分别达到了美国EEC公司的2:17-29和2:17-31，优于日本信越的R33H和R32HS。

      表2为本项目高性能稀土钴永磁材料的XGS239/160/350牌号的样品共四个送寄到美国University of Dayton Magnetics Lab.进行对比测试（University of Dayton Magnetics Lab是稀土钴永磁的奠基者）详见表2。

表2　XGS239/160/350牌号美国University of Dayton Magnetics Lab与我所测试的对比结果

技术特点

      采用正交试验法进行试验，可获得成分与工艺对材料磁性能影响的系统信息。为制定材料设计规范，扩展材料牌号奠定基础。

      通过磁场及成型模具的仿真，成型工艺的改进，使得永磁体产品的磁偏角（横向磁通密度）得以降低。

      项目研制的高性能稀土钴永磁材料，具有内禀矫顽力高，抗退磁能力强的特点。永磁体具有低的横向磁通密度、高的抗退磁能力、长期稳定的磁性能等特点。

预期效益

      本项目搭建的技术平台更能生产其它型号规格的永磁体材料，可广泛应用于除航空、航天、电子等领域外，如电动汽车、传感器、动力与传动、贯导器件等民用领域，
具有良好的经济效益及社会效益，预计可取得近5亿元的直接经济效益。