中國粉體網訊  稀土是全球公認的關鍵戰略資源，被譽為“現代工業維生素”和“21世紀新材料寶庫”，釹鐵硼是迄今為止綜合素質最優的第三代稀土永磁體，因其高性能、節能環保、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）等優點，得到廣泛應用。

圖片來源：中科三環

1 釹鐵硼性能

1983年，日本住友金屬公司發明釹鐵硼材料，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 釹鐵硼分類及應用

按生產工藝劃分，釹鐵硼永磁材料可分為燒結釹鐵硼和粘結釹鐵硼。粘結釹鐵硼各個方向都有磁性，耐腐蝕；而燒結釹鐵硼因易腐蝕，表面需鍍層，一般有鍍鋅、鎳、環保鋅、環保鎳、鎳銅鎳、環保鎳銅鎳等。

2.1 燒結釹鐵硼

燒結釹鐵硼是當代強磁，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、高磁場領域以及小型化、輕型化的各種換代產品。其工藝流程如下圖：

燒結釹鐵硼磁體主要應用于汽車（電力驅動、電動助力轉向及傳感器等）、風力發電、信息產業（硬盤驅動器、光盤驅動器）、消費電子（手機、數碼相機）、家用電器（變頻空調、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、智能服務等方面的應用則方興未艾。

2.2 粘結釹鐵硼

粘結釹鐵硼是用快淬納米晶釹鐵硼磁粉以高分子聚合物（熱固化環氧樹脂、熱塑性工程塑料等）為粘結劑結合而成的新型復合永磁材料和器件，具有極高的尺寸精度，磁性均勻性和一致性好，可以制成在燒結釹鐵硼磁體上難以實現的復雜形狀，并易于同其他金屬或塑料零部件一體化成形。粘結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：

粘結釹鐵硼磁體主要應用于信息技術產業如計算機硬盤和光盤驅動器主軸電機、打印機/復印機電機和磁輥，以及變頻節能家電和消費電子的驅動和控制元器件等，在新能源汽車的微特電機和傳感器上的應用正逐漸成為新興的主流市場。

3 釹鐵硼材料研究現狀

燒結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入了高速的發展時期，燒結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。在高新產業和低碳經濟的推動下，燒結釹鐵硼磁體的產量得到迅猛的增長，特別是制備工藝技術有了長足的發展。目前，燒結釹鐵硼的實驗參數磁能積理論值達到了64MGOe，矯頑力的理論值為73KOe。

盡管粘結釹鐵硼工業和燒結釹鐵硼同期興起，但是相較而言進展較為滯后。粘結釹鐵硼磁體一般是各向同性的，最高磁能積不過16MGOe；另外，由于粘結釹鐵硼的生產工藝還有相當的局限，因此用于粘結磁體的快淬磁粉生產能力只能適應較低端市場的應用。目前而言，由于新能源行業的發展，研究制造更高性能的各向異性稀土粘結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

由于釹鐵硼永磁材料中存在的多相結構以及各相之間的化學特性差異，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過程中存在表面微孔等缺陷，也導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重制約了其發展。

現階段釹鐵硼防護主要有提升自身耐腐蝕性和表面涂層防護兩種途徑。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，增加熱力學穩定性；后者通過電鍍、化學鍍、有機涂覆及物理氣相沉積等方法，將防護膜層覆蓋在釹鐵硼材料表面，使釹鐵硼材料與外界易發生腐蝕的氣氛隔離，進而保護釹鐵硼材料，下圖是典型用于釹鐵硼稀土永磁材料防護的技術手段。

5 政策支持

《十四五規劃》和《2035年遠景目標綱要》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，屬于國家戰略性新興產業，已成為現代化工業不可或缺的關鍵功能材料。隨著“碳達峰、碳中和”國家發展戰略的推行，新能源汽車、變頻空調壓縮機、節能電機、風力發電等領域對釹鐵硼磁性材料的需求將會持續較快增長，釹鐵硼磁性材料在國民經濟和社會發展中的應用價值將進一步提升，作用更加凸顯。

6 結語

盡管我國稀土資源豐富，釹鐵硼永磁材料產業較多，但都集中在中低端產品上，這也是今后我國稀土永磁產業領域需要改進和提高的地方。稀土材料釹鐵硼永磁材料工業在中國現代經濟社會發展過程中占有著關鍵的戰略地位，尤其是日新月異的現代科技以及信息產業化發展將為我國稀土永磁釹鐵硼工業提供更為廣泛的市場前景。企業應當不斷創新不斷努力，讓更優性能的釹鐵硼磁材料服務在國民生產上。

參考來源：

【1】鄧文宇，等.釹鐵硼永磁材料腐蝕機理及防護研究進展.真空.2020.

【2】朱明剛，等.稀土功能材料2035發展戰略研究.中國工程科學.2020.

【3】英洛華磁業官網.

【4】中科三環官網.

【5】孫艷榮，等.釹鐵硼磁性材料發展現狀及性能研究.當代化工研究.2021.

（中國粉體網編輯整理/星耀）

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