中國粉體網訊  20世紀以來，隨著磁學領域的發展與革新，磁學在生活中得到了非常廣泛的應用，如在國防、醫療器械、航空航天、數據儲存、磁共振、計算機、電子器械等領域得到了廣泛應用。隨著稀土永磁材料問世，磁學得到了飛速的發展，永磁材料器件也因此更加輕量化和集成化。其中第三代稀土永磁材料NdFeB，因其優異的性能和相對低廉的成本，使得稀土永磁材料在永磁材料中占有最高的地位。

NdFeB磁粉的制備方法大致有以下幾種：

化學法

化學法目前為實驗室制備Nd₂Fe₁₄B的主要方法，化學法的重點為金屬氧化物前驅體的制備，接著使用還原劑對氧化物體前驅體進行還原。

還原擴散法

還原擴散法的原材料是較為穩定的氧化物，還原劑為Ca、CaH₂，Ca具更高還原電位，經過還原擴散過程后，將得到CaO與稀土永磁粉末的混合物，因此需要去除CaO，最終獲得純凈的稀土永磁材料。通常采用氧化釹或釹鹽作為稀土Nd的來源。

還原擴散法的原材料成本較低且合成的樣品直接即為粉狀，不需要額外球磨，工藝簡單，但合成的粉末在微米范疇，粉末的晶粒尺寸嚴重影響其磁性能的優良。為了制備納米級的NdFeB顆粒，科學家研究出首先用化學法合成納米尺寸的NdFeB前驅體，然后通過還原擴散得到NdFeB顆粒的方法。

溶膠凝膠法

溶膠凝膠法是制備納米NdFeB前驅體的方法之一，在低溫環境下，有機絡合物聚合形成溶膠，再經熱處理即可。溶膠-凝膠法是一種較為簡單的合成金屬納米顆粒的方法，已經成為制備磁性納米顆粒的高效且常用方法之一。

熱分解法

熱分解法是通過加熱乙酰丙酮鹽，金屬羰基鹽等來制備NdFeB氧化物前驅體。再與Ca或CaH₂一起在高溫下還原得到Nd₂Fe₁₄B磁粉的過程。

燃燒法

包括自燃燒法和微波輔助燃燒法。自燃燒法的特點是靠自身反應釋放的熱量維持的合成方式。其過程是把甘氨酸、尿素等與金屬硝酸鹽混，還原劑與氧化劑混合瞬間反應釋放大量熱量，從而制備出金屬氧化物。而另一種微波輔助加熱的反應方法，是靠微波傳遞能量進行加熱，其特點是加熱速度快、反應物受熱均勻且方便控制反應能量。

共沉淀法

共沉淀法利用沉淀劑將含有多種離子的溶液變為均勻沉淀，它是制備復合氧化物超細粉末的重要方法。

機械化學法

機械化學法的基本原理是，通過機械能將反應物進行破碎研磨，反應物可以為粉末、固體以及固液混合物，球磨后便可以進行接下來的操作，使球磨后的樣品發生化學反應。由于高能球磨后的樣品顆粒被細化，且混合均勻，使得化學反應更加徹底且均勻，最后形成新的物質。

機械化學法反應速度快，相比物理法與其他的化學法，機械化學法具有成本低且環保等優勢。機械化學法也隨之成為合成的主流方向。

物理法

熔體快淬法

熔體快淬是在真空環境下，金屬或合金被融化后射向高速旋轉的水冷銅輥上，在極冷的溫度下凝固而獲得納米晶或非晶組織，使金屬或合金材料具有新的力學和物理性能。通過改變溫度控制冷卻的速度從而調節晶粒尺寸的大小，這種方法易于控制，因此方便其批量生產，應用廣泛。但冷卻過程中由于金屬或合金表面和內部冷卻不均勻，會導致材料的組織不均勻。

HDDR法

HDDR工藝是一個氫化-分解-脫氫-再結合的過程，可以保證粉末不被氧化的情況降低磁晶粒的尺寸，此方法得到的NdFeB具有較高的各向異性，但是熱穩定性差，目前HDDR工藝制備釹鐵硼磁粉僅停留在實驗室層次。

小結

現階段NdFeB的制備，多數采用物理方法，但物理方法需要高純度稀土作為初始原料，還要依次對原材料進行熔錠與破碎，造成了額外的能量損耗和成本損耗。因此研究者逐漸將注意力轉移到化學合成的方法，化學合成法降低了能量損耗與成本，且在晶粒尺寸調節與形態控制方面更具優勢，也更利于調節材料的磁性能。但由于稀土元素的還原電位較高，且熱處理條件復雜，化學合成過程中會使用大量的有機溶劑，產生較多的廢液，在某種程度上增加了成本，同時對環境造成污染。

資料來源：李昊陽：Nd-Fe-B磁性材料的機械化學合成及其磁性能研究，長春工業大學

（中國粉體網編輯整理/平安）

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