烧结钕铁硼磁体技术及应用

烧结磁体概念是由彼得·艾森曼教授于 1957 年开发的，首先在德国和美国用于建造光伏电池板。烧结磁铁的概念是基于自然化学反应，当元素与非磁性核结合时形成化合物。使用烧结技术，低密度中心材料的性能会因加工温度随温度的变化而发生显着变化，这会在880 C时产生热导率峰值，随后将热导率冷却至810 C以下，从而导致具有较高导热性的烧结粉末。新的烧结材料在室温下也表现出很高的抗压强度。

这种烧结钕铁硼涂层的使用首先用于涂覆钢箔，目的是提高强度和疲劳寿命。发现该涂层具有出色的耐磨性，在需要高压缩载荷的应用中减少了热应力和机械应力。后来发现，这两种特性的综合作用导致金属箔的电输出提高，能够在每单位面积的涂层中产生大电流容量。增加承载所需压缩力的能力，再加上金属板尺寸的增加，将能够开发出比以前可以实现的具有更高抗拉强度的更大结构。

这种独特的烧结涂层的应用也可用于制造行业，其中永磁体的应用和功能对许多工艺的性能至关重要。除了已经描述的优点外，与标准非磁性覆层相比，烧结涂层还提供了额外的强度和耐用性。与其他制造方法相比，使用烧结材料具有许多优势。例如，烧结箔不需要使用任何助焊剂。此外，与非磁化箔层压板相比，它们的导电性水平可提高 50%。

由于烧结材料独特的电学和磁学特性，这些应用中的烧结金属部件能够支持比非烧结部件大得多的电流容量。特别是厚度约为 0.15 的烧结金属箔，可提供正电流能力，使这些机器能够在高负载水平下连续运行。此外，由于烧结板的载流能力要高得多，这些组件提供了处理更高磅数和更厚规格材料的独特能力。

烧结部件的应用需要不同类型的涂层来实现有益的机械性能。可以使用称为 ndfeb 磁体和晶粒金属电镀的两部分应用工艺。在 ndfeb 磁体工艺中，金属片的扁平磁体形式涂有研磨材料，在扁平磁体片上留下粒状饰面。烧结金属材料还可以包含涂覆在扁平磁片和扁平金属表面上的染料。钕铁硼磁体中的晶粒可以是任何尺寸，但通常它们的宽度为四分之一到半毫米。

虽然上述过程被认为维护成本相对较低，但重要的是要注意在使用后必须从烧结金属部件中去除机械油和灰尘。如果这些组件没有得到适当的维护，机械油或其他处理方法可能会变干并过早失效。火花等离子烧结也被认为维护成本低，但由于烧结金属必须有足够的表面积来接受烧结化合物，因此需要长时间应用烧结化合物。如果烧结金属部件暴露在湿气中，就会产生裂纹。

这两种技术提供了一种替代方法，可以在相同机械性能的情况下实现高诱导摩擦和增加强度。与烧结材料不同，热处理中的微观结构可以显着增加大分子桥和纳米尺寸晶粒的形成。与任何其他已知技术相比，该附加层提供了更高水平的抗拉强度。热处理还能够显著提高机械能的产生。

基于微结构的工程磁体可以为市场上当前的烧结钕铁硼磁对准因子产品提供一种实用的替代方案。由于工程磁体材料中的颗粒非常小，因此机械性能大大提高。形成的颗粒要大得多，这使得工程颗粒可以形成具有近微米尺寸颗粒的中空金属壳。然后用烧结的钕铁硼金属填充这些空心，这大大提高了拉伸强度和机械性能。