金属模铸法生产的Pr-Fe-Al合金的磁性
  块体非晶态合金近年来受到了科技界的很大重视，利用金属模铸法或抽吸浇铸法以及非晶合金粉末的冲击成型法都能生产块体非晶态合金，但这些方法还都难以实用化。日本的千叶技术研究所机械科学与工程部新近研究了利用金属模铸法生产的非晶态P卜Fe一 块体合金的磁性能，同时还探讨了这种合金的矫顽力与其居里点之间的关系。研究用的合金首先是在氩气氛中电弧熔炼获得Pr1Fe (X=0．1～0．4)和PrlFe ( xAl X =0 ．1 ～0 ．4 ，y =0 ～0 ．2 )合金锭。随后将少量合金锭置于底部设有0．6mm喷口的石英坩埚中，于氩气氛中感应熔化，熔化后借助于高压氩气通过喷口注入水冷铜模中，铸得直径1～3mm、长50mm的棒状试样。检定了试样的化学成分和相成分并且测定了试样的热性能。用振动样品磁强计测定试样的磁性能，利用记录式磁通计在1．6MA／m的最大外加磁场下测量试样(直径3mm，长10mm)的磁滞回线。研究结果表明，所得Pr_Fe合金锭的显微组织是由PrzFe。7相、Pr相和少量的非晶态相所组成，而金属模铸造的圆柱形试样则是由Pr相和非晶态相所组成。合金中添加取代部分Pr之后，会使得合金居里点降低。由金属模铸法生产的P卜Fe一 合金的矫顽磁性，与合金成分密切相关。
   钕铁硼磁体的市场动向
   高性能钕铁硼永磁体在日本的生产量2001年时为4600t，到2004年就已超过了7000t，预计今后其产量增长速度将更加显著。钕铁硼磁体的典型用途是在计算机硬盘驱用的音圈马达(VCM)上，近年来其应用正向录象机、导航系统等新的领域中扩展。而vCM 正向lin到0．85in超小型化发展，应用于便携式音响机器、便携电话机以及数码相机等精密记忆功能等方面。在永磁式磁共振诊断装置、便携式电话机上的微型扬声器、振动马达以及各种光学仪器等有关IT制品、液晶录象机、车载全波段扬声器等音响机器等许多领域，对于高性能永磁体的需求都在不断增长。马达用NdFeB烧结磁体的市场需求十分庞大，其年增长率超过15％ 。在升降机卷扬装置用马达上使用需求量也是一个很大的市场，烧结NdFeB在高层建筑物
   电梯马达上的应用十分优越。钕铁硼烧结磁体在上世纪90年代初即已在电动汽车驱动马达上获得实用，自1995年以来日本就在电力汽车驱动马达上采用了内置永磁体型马达(IPM)，这样通过控制由磁体所产生的转矩和磁阻转矩来实现直到高速旋转的高效率化。当今，在混合型电力汽车用驱动马达上以及发电机上对于钕铁硼烧结磁体的需求量日本就已超过了300t。正在开发中的燃料电池车上，作为动力源的高效率马达也是不可缺少的。今后随着混合型动力汽车的发展，比如年产100万台时，每年对烧结钕铁硼的需要量就在1000t以上，估计到2010年汽车生产对高性能烧结钕铁硼的市场需求每年就超过3500t。
   Nd-Fe-B 系磁体
   这类磁体是以具有正方晶系的Nd-Fe-B金属间化合物为主相的永磁材料，其制造方法有(1)粉末烧结法、(2)急冷薄带法和(3)HDDR法3种。(1)粉末烧结法在烧结过程中产生的液相量对所得磁体起着重要作用，当前已能工业生产(BH) >400kJ／m 的NdFeB磁体，新近日本NEOMAX公司发表了他们所生产的磁体性能达到了B ： 1．555T、H ：653kA、(BH )一=474kJ／m oNdFeB磁体虽磁性能较高但其矫顽力的温度系数却不如Sm· Co系磁体，作为改善其温度系数的方法采用添加Dy、Tb、Co 、Ga、Al、Mo、V、Sn等金属元素的方法很有效。
(2)急冷薄带法，当前采用此法通过热挤压已能生产(BH) >320kJ／m 的高性能径向各向异性NdFeB系磁体。近年来颇受关注的纳米复合磁体是主要用急冷薄带作原料制成交换弹簧磁体，它是由Nd2Fel B硬磁相与Fe3B、Fe等软磁相所组成，当前由NEOMAX 公司生产的SPRAX”(商品名)Fe3B／Nd2Fel B系交换弹簧磁体已实用化。这类枯结磁体通过急冷薄带热压后热镦锻制得了磁能积366kJ／m 的(Nd、Pr、Dy)2Fel 4B／aFe各向异性交换弹簧磁体。
(3)HDDR法是将熔炼好的NdFeB合金固溶处理经过粗破碎后，进行氢气热处理使之分解成NdH，、FezB和aFe，然后在真空中放出氢气，使之再结晶为Nd2Fe1 B。所得粉末的磁特性可达320kJ／m ，用来制得的各向异性压缩枯结磁体具有200kJ／m 优越的性能，已用于电动工具和车载直流无刷电动机等方面。现已有人用高矫顽力HDDR粉采取热压法制得厚<1mm 的全致密薄板，经过150℃ 、1000h后其不可逆退磁淬为一1．3％ ，温度特性十分优越。
高性能耐热性钕铁硼磁体的制取和现状
   薄带浇铸法是将熔炼好的合金熔液浇铸在水冷辊子上，快淬冷凝成0．2～ 0．5mm厚的薄板，将急冷薄板加以机械粗破碎之后，利用稀土元素的吸氢特性对磨碎的粗粉加以氢处理调整成粒径数百／Lm的粗粉，再置入气流磨中于惰性气流中磨成粒径约3 m的细粉。随后将该合金细粉放入磁场下的成型装置中使得粉末颗粒沿易磁化轴方向排列同时压成规定的形状。所得成形体在真空或惰性气体气氛中高温(约1050℃)烧结，再进一步热处理，经机加工后加以表面涂层。烧结钕铁硼磁体在开发初期第一代的磁能积只有280kJ／m 的水平，随着对其成分的改进提高到了320kJ／m ，并进一步通过对其组织的微细化均匀化而使其性能超过了360kJ／m3，而现今已能大量生产420kJ／m 水平的高性能磁体。在提高矫顽力方面，通过对磁体成分和组织的改进，现已能大量生产2800kA／m(相当于第一代磁体的3倍)级的烧结钕铁硼磁体。特别是作为在马达上使用的钕铁硼烧结磁体，其最重要的一点就是选择不发生热退磁的材质。所谓热退磁是指不可逆的去磁，除非进行再充磁就不能确保初始的磁通量。为了提高钕铁硼烧结磁体的矫顽力，采取添加Dy或Tb之类重稀土元素置换合金中一部分Nd元素来提高主相自身的各向异性磁场是极其有效的。但这类重稀土元素的蕴藏量较少，生产成本很高，随着烧结钕铁硼磁体市场需求的不断增长，革新生产技术开发适合其用途的制造工艺，生产廉价的高质量烧结钕铁硼磁体乃是今后发展的方向。  Nd2Fe14B系永磁的HDDR处理中添加微量元素的影响
   强磁性Nd2Fe14B永磁合金进行HDDR处理可使晶粒细化，提高矫顽力，提高最大磁能积(BH) 。所谓HDDR处理就是氢化(Hydrogenation)一歧化(不均化Disproportion—ation)一放氢(Desorption)一再组合(Re—combination)的处理。Nd2Fel4B通过氢化，由Nd2FeI4B+2H2— 12a—Fe+2NdH2+Fe2B反应生成a—Fe、NdH，通过放氢再组合就能得到晶粒细化的各向同性Nd2Fe14B永磁体。当进行HDDR处理时添加Zr、Ga、Nb发现可得到各向异性磁体。松浦真等用XAFS研究了HDDR处理后Ga、Zr所占位置的变化。发现不同状态下Ga所占位置也不同。均质化状态：Nd2Fe。 B(P4，／mnm)的Fe4c位置；歧化状态：固溶于a—Fe中；再组合状态：Nd2Fel 4B(P42／mnm)的Fe4c位置。迄今研究表明，不均化处理阶段，NdH2在a—Fe中析出，而通过再处理Fe通过NdH2和a—Fe界面向离解的Nd中扩散，从而Nd2Fel4B结晶生长。沿着这一思路，分析了添加Ga的XAFS结果，不均化阶段，反应生成的NdH2周围的a—Fe中固溶有Ga，再结合时含Ga的a—Fe最先形成了Nd2Fel4B。这种现象在FeSiB合金中添加Ga也存在。由于Ga的添加析出纳米晶，这是由于Ga的析出抑制了晶粒的长大。如果添加Zr，用Zr取代一部分Fe，由此抑制了a—Fe的析出，使晶粒细化，矫顽力提高。而在HDDR处理中添加zr就使歧化速度减缓，增强了磁各向异性。zr在均质化、歧化、再组合过程中的结构几乎不变化。ZrB 化合物生成并且十分稳定，就可证明既使通过HDDR也不变化。另一方面用熔体急冷得到的带进行测试表明未生成zrB，，主要是因为从熔融态到凝固时间极短，在ZrB2形成前已生成了Nd2Fe14B。
Sm-Fe系氮化物磁体
(1)Sm2Fe17系氮化物磁体的制造工艺是首先熔炼获得Sm2Fe17合金锭，经固溶处理和磨碎后于常压或高压高纯氨、氨+氢、氮+氢或氮气氛中于400～ 575℃ 温度范围氮化即可制得Sm2Fe17N 化合物，并且以3时的磁性能最高。Sm2Fe17N3的饱和磁化强度为1．57T，各向异性磁场20．7MA／m，根据饱和磁化强度计算所得到的最大磁能积理论值为490kJ／In ，大致与NdFeB磁体相同。制备这种氮化物合金粉的工业方法以RD法(还原与扩散方法)最受重视，它是将RD法制得的SmFe合金粉末经氮化处理后作为粘结磁体用原料。用此法所得Sm2Fe17氮化物磁粉的Br>1．4T、H >88kA／m、(BH)max >320kJ／In 。用这种粉末经注射成型制得的粘结磁体，其(BH ) =139kJ／In 。在Sm—Fe合金中添加Mn可得到热稳定性优良的注射成型氮化物磁体。新近日本户田工业公司制得了(BH)max 达140kJ／In 的Sm2Fel7系氮化物与NdFeB系HD—DR粉末混合物注射成型磁体，这种磁能积居当前世界最高
值的磁体有望很快工业化生产。
(2)SmFe7系氮化物磁体的研究开发始于上世纪九十年代初，其制取工艺是首先制得合金锭，熔化后以高于40m／s的周速急冷制得薄带，随后于600～750℃ 热处理，再于0．1MPa的氮气中长时间氮化处理即可制得这种磁体。新近日本工业生产了TbCu，型Sm—Zr—Fe—Co氮化物磁体粉末，用来制得的各向同性压缩成型粘结
磁体，其B =0．82T、H。=720kA／m、(BH) =112kJ／In ，其B 的温度系数a(B )= 一0．05％。