中國粉體網(wǎng)訊 稀土是全球公認(rèn)的關(guān)鍵戰(zhàn)略資源，被譽為“現(xiàn)代工業(yè)維生素”和“21世紀(jì)新材料寶庫”，釹鐵硼是迄今為止綜合素質(zhì)最優(yōu)的第三代稀土永磁體，因其高性能、節(jié)能環(huán)保、原料資源儲備豐富、加工工藝成熟、成本低廉（相對于釤鈷永磁材料）等優(yōu)點，得到廣泛應(yīng)用。
圖片來源：中科三環(huán)
1 釹鐵硼性能
1983年，日本住友金屬公司發(fā)明釹鐵硼材料，自問世以來，釹鐵硼就憑借其卓越的磁性能快速占領(lǐng)永磁材料市場，擁有著“永磁王”的美稱。釹鐵硼（Nd-Fe-B）是目前磁性最高的永磁材料，主要原料有稀土金屬釹、金屬元素鐵、非金屬元素硼，以及少量添加的鏑、鈮、銅等元素，具備高剩磁、高矯頑力、高磁能積等特點。
2 釹鐵硼分類及應(yīng)用
按生產(chǎn)工藝劃分，釹鐵硼永磁材料可分為燒結(jié)釹鐵硼和粘結(jié)釹鐵硼。粘結(jié)釹鐵硼各個方向都有磁性，耐腐蝕；而燒結(jié)釹鐵硼因易腐蝕，表面需鍍層，一般有鍍鋅、鎳、環(huán)保鋅、環(huán)保鎳、鎳銅鎳、環(huán)保鎳銅鎳等。
2.1 燒結(jié)釹鐵硼
燒結(jié)釹鐵硼是當(dāng)代強磁，它不僅具有高剩磁、高矯頑力、高磁能積、高性能價格比等優(yōu)異特性，且易加工成各種形狀尺寸，特別適用于高功率、高磁場領(lǐng)域以及小型化、輕型化的各種換代產(chǎn)品。其工藝流程如下圖：
燒結(jié)釹鐵硼磁體主要應(yīng)用于汽車（電力驅(qū)動、電動助力轉(zhuǎn)向及傳感器等）、風(fēng)力發(fā)電、信息產(chǎn)業(yè)（硬盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器）、消費電子（手機、數(shù)碼相機）、家用電器（變頻空調(diào)、冰箱和洗衣機）、電梯直線電機、核磁共振成像儀等，在以機器人為代表的智能制造、智能駕駛、智能服務(wù)等方面的應(yīng)用則方興未艾。
2.2 粘結(jié)釹鐵硼
粘結(jié)釹鐵硼是用快淬納米晶釹鐵硼磁粉以高分子聚合物（熱固化環(huán)氧樹脂、熱塑性工程塑料等）為粘結(jié)劑結(jié)合而成的新型復(fù)合永磁材料和器件，具有極高的尺寸精度，磁性均勻性和一致性好，可以制成在燒結(jié)釹鐵硼磁體上難以實現(xiàn)的復(fù)雜形狀，并易于同其他金屬或塑料零部件一體化成形。粘結(jié)釹鐵硼磁體還有充磁方式多樣、渦流損耗低和耐腐蝕性強等特點。其工藝流程如下圖：
粘結(jié)釹鐵硼磁體主要應(yīng)用于信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)如計算機硬盤和光盤驅(qū)動器主軸電機、打印機/復(fù)印機電機和磁輥，以及變頻節(jié)能家電和消費電子的驅(qū)動和控制元器件等，在新能源汽車的微特電機和傳感器上的應(yīng)用正逐漸成為新興的主流市場。
3 釹鐵硼材料研究現(xiàn)狀
燒結(jié)釹鐵硼作為最早的制備工藝，最普適的實用價值，帶動稀土永磁材料進(jìn)入了高速的發(fā)展時期，燒結(jié)釹鐵硼以其強大的磁體各向異性和低成本的原材料投入成為了各國的研究目標(biāo)。在高新產(chǎn)業(yè)和低碳經(jīng)濟(jì)的推動下，燒結(jié)釹鐵硼磁體的產(chǎn)量得到迅猛的增長，特別是制備工藝技術(shù)有了長足的發(fā)展。目前，燒結(jié)釹鐵硼的實驗參數(shù)磁能積理論值達(dá)到了64MGOe，矯頑力的理論值為73KOe。
盡管粘結(jié)釹鐵硼工業(yè)和燒結(jié)釹鐵硼同期興起，但是相較而言進(jìn)展較為滯后。粘結(jié)釹鐵硼磁體一般是各向同性的，最高磁能積不過16MGOe；另外，由于粘結(jié)釹鐵硼的生產(chǎn)工藝還有相當(dāng)?shù)木窒蓿虼擞糜谡辰Y(jié)磁體的快淬磁粉生產(chǎn)能力只能適應(yīng)較低端市場的應(yīng)用。目前而言，由于新能源行業(yè)的發(fā)展，研究制造更高性能的各向異性稀土粘結(jié)磁體已成為市場上最新的需求方向。
4 釹鐵硼永磁材料腐蝕防護(hù)
由于釹鐵硼永磁材料中存在的多相結(jié)構(gòu)以及各相之間的化學(xué)特性差異，使其固有的耐腐蝕性不足。同時，釹鐵硼永磁材料自身成分及燒結(jié)過程中存在表面微孔等缺陷，也導(dǎo)致其在使用過程中易被腐蝕。除此之外，釹鐵硼居里溫度較低對溫度比較敏感，在高溫環(huán)境下其磁性能大幅度降低。釹鐵硼耐腐蝕性差及對溫度敏感嚴(yán)重制約了其發(fā)展。
現(xiàn)階段釹鐵硼防護(hù)主要有提升自身耐腐蝕性和表面涂層防護(hù)兩種途徑。前者在平衡電位較低、原本耐蝕性較差的金屬中以某種手段摻入平衡電位較高的合金元素，最終使合金平衡電位升高，增加熱力學(xué)穩(wěn)定性；后者通過電鍍、化學(xué)鍍、有機涂覆及物理氣相沉積等方法，將防護(hù)膜層覆蓋在釹鐵硼材料表面，使釹鐵硼材料與外界易發(fā)生腐蝕的氣氛隔離，進(jìn)而保護(hù)釹鐵硼材料，下圖是典型用于釹鐵硼稀土永磁材料防護(hù)的技術(shù)手段。
5 政策支持
《十四五規(guī)劃》和《2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》將高端稀土功能材料作為高端新材料之一，列入“十四五”制造業(yè)核心競爭力提升目錄。釹鐵硼永磁材料作為最重要的稀土功能材料，屬于國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，已成為現(xiàn)代化工業(yè)不可或缺的關(guān)鍵功能材料。隨著“碳達(dá)峰、碳中和”國家發(fā)展戰(zhàn)略的推行，新能源汽車、變頻空調(diào)壓縮機、節(jié)能電機、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域?qū)︹S鐵硼磁性材料的需求將會持續(xù)較快增長，釹鐵硼磁性材料在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中的應(yīng)用價值將進(jìn)一步提升，作用更加凸顯。
6 結(jié)語
盡管我國稀土資源豐富，釹鐵硼永磁材料產(chǎn)業(yè)較多，但都集中在中低端產(chǎn)品上，這也是今后我國稀土永磁產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域需要改進(jìn)和提高的地方。稀土材料釹鐵硼永磁材料工業(yè)在中國現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展過程中占有著關(guān)鍵的戰(zhàn)略地位，尤其是日新月異的現(xiàn)代科技以及信息產(chǎn)業(yè)化發(fā)展將為我國稀土永磁釹鐵硼工業(yè)提供更為廣泛的市場前景。企業(yè)應(yīng)當(dāng)不斷創(chuàng)新不斷努力，讓更優(yōu)性能的釹鐵硼磁材料服務(wù)在國民生產(chǎn)上。
參考來源：
【1】鄧文宇，等.釹鐵硼永磁材料腐蝕機理及防護(hù)研究進(jìn)展.真空.2020.
【2】朱明剛，等.稀土功能材料2035發(fā)展戰(zhàn)略研究.中國工程科學(xué).2020.
【3】英洛華磁業(yè)官網(wǎng).
【4】中科三環(huán)官網(wǎng).
【5】孫艷榮，等.釹鐵硼磁性材料發(fā)展現(xiàn)狀及性能研究.當(dāng)代化工研究.2021.
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)請告知刪除！
