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硬磁材料

与软磁材料相反，硬磁磁性材料是指那些难以磁化，且除去外磁场以后，仍能保留高的剩余磁化强度的材料。其特征是矫顽磁力 (矫顽磁场)高，它常作永磁体，故又称为永磁材料。

衡量一种永磁材料性能的优劣，首先要看其磁能积 (BH) max、H c和剩磁B r其次看它对振动、温度的稳定性。 (BH) max是磁感应强度与磁场强度乘积的大值，即单位体积内储存磁能的能力，越大磁性能越好。Hc是衡量硬磁材料抵抗退磁的能力，一般Hc> 104 A/m，剩余磁感应值大于 1T 以上.

永磁材料是发现和使用都最早的一类磁性材料。我国最早发明的指南器 (称为司南)便是利用天然永磁材料磁铁矿制成的。现在的永磁材料不但种类很多，而且用途也十分广泛。常用的永磁材料主要具有以下 4 种磁特性:

(1)高的大磁能积。大磁能积 (BH) max是永磁材料单位体积存储和可利用的大磁能量密度的量度，简单地说，就是永久磁铁磁极之间的空隙中所能提共磁能的量度，它在数值上等于退磁曲线上各点所对应的磁感应强度和磁场强度乘积中的大值。当永久磁铁的工作点位于退磁曲线上具有 (BH) max的那一点时，为提供相同的磁能所需的永磁材料体积最小。

(2)高的矫顽磁力。矫顽磁力Hc是永磁材料抵抗磁的和非磁的干扰而保持其永磁性的量度。

(3)高的剩余磁通密度B和高的剩余磁化强度Mr。

(4)高的稳定性，即有关磁性能在长时间使用过程中或者在受到外加干扰磁场、温度、振动和冲击等外界环境因素影响时保持不变的能力。材料稳定性的好坏直接关系到永久磁铁工作的可靠性。

当前常用的重要的永磁材料主要有下面 3 种

1.金属永磁材料

这是一类发展和应用都较早的以铁和铁族元素 (如镍、钻等)为重要组元的合金型永磁材料。主要有铝镍钻 (AINiCo) 系和铁铬钻 (FeCrCo) 系两大类永磁合金。

铝镍钻系永磁合金是以 Fe-Ni-Al 和 Fe-Ni-AI-Co 为基的高磁能积、高预磁力合金。它的主要成分为 Fe， Ni， Al，再加入 Co，Cu，Mo，Ti等元素，并经适当的热处理或定向结晶处理而得到的各向异性的永磁合金。这类合金具有良好的磁特性和热稳定性，硬而脆，难以加工，主要用铸造和粉未烧结两种方法成型其永磁性能和成本属于中等，发展较早，其性能随化学成分和制造工艺的不同而变化的范围较宽，故其应用范围也较广

铁铬钻系永磁合金的基本成分为 20% ~ 33% Cr，3%~25% Co，其余为 Fe。可以通过改变组分含量或添加其他元素 (如 Ti等)，改变其永磁性能。其特点是永磁性能中等，但其优良的力学性能使其可进行各种机械加工及冷或热的塑性变形，可以制成管状、片状或线状永磁材料而供多种特殊应用。不过其永磁性能对热处理等较为敏感，因而难以获得最佳的永磁性能。

2.稀土永磁材料

这是一类由稀土元素 (Sm，Nd，Pr等) 与过渡金属铁族元素 (Fe，Co 等)为主要成分的金属间化合物，包括 SmCo5系、Sm2Co17系以及 Nd-Fe-B 系永磁材料。稀土永磁材料是当前最大磁能积最高的一大类永磁材料，应用领域广阔.

稀土永磁材料的发展史如图 3.4 所示，第一代稀永磁材料是 SmCo5系 (20 世纪60 年代)，第二代是 Sm2Co17系 (70 年代)，第三代是 Nd-Fe-B 系 (80年代)，第四代稀土永磁材料还有待于进一步研究。把这些材料称为[系]，是指其组元可以部分或全部用其他相当的元素替换，以获得最佳的或特定要求的永磁性能。其中最著名的是 Nd-Fe-B 永磁合金，号称磁王，它具有其他永磁材料所不及的高矫顽磁力和最大磁能积，而且有体积小、重量轻、效率高、成本较低等特点。其不足之处在于硬度高、脆性大，难以进行机械加工

目前，钦铁硼永磁体已经成为支撑现代计算机、电子信息产业的关键材料之一它还广泛应用于微型电机、移动通信设备、医疗器械、各类音响及影像等消费电子器件、微波器件、仪器仪表等领域，小到移动电话、手表、照相机、录音机、CD 机、VCD 机等，大到汽车、发电机、核磁共振成像、磁悬浮列车等。

3.铁氧体永磁材料

这是以 Fe203为主要组元的复合氧化物强磁材料 (狭义)和磁有序材料 (广义)，如领铁氧体 (BaFe12019) 和银铁氧体 (SrFe12019) 等。其具有料源广泛(不需要稀缺的镍、钻原料)，价格低廉，性价比高，生产较为简便，在磁性能上具有高矫顽磁力和高电阻率，密度小，质量轻，制造工艺简单，不存在氧化问题等优点，是硬磁材料中价格最低、用量最大的一类磁铁。

铁氧体永磁材料是将铁的氧化物和银、钡等化合物按一定比例混合后，再经预烧、破碎、制粉、压制成型、烧结和磨加工而成。它在产量极大的家用电器、音响设备、扬声器、电机、电话机和转动机械等方面得到普遍应用，是目前产量和产值最高的永磁材料。

除上述 3 类永磁材料外，还有一些制造、磁性和应用各有特点的永磁材料。例如，微粉永磁材料、纳米永磁材料、胶塑永磁材料(可应用于电冰箱门的封闭)、可加工永磁材料等.