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weijiao

木虫 (正式写手)

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[交流] 日本产综研开发出不使用Dy的Sm-Fe-N磁铁，保持Nd磁铁的8成矫顽力

日本产业技术综合研究所的永续材料研究部门开发出了以90％以上的相对密度烧结不含Dy（镝）的Sm-Fe-N（钐-铁-氮）类磁铁粉末的技术（图1）。

广泛应用于EV（电动汽车）马达等的Nd-Fe-B（钕-铁-硼）类磁铁中添加的Dy已成为一大问题。由于地壳中储量少且可开采地区有限，因此进口价格高企。

　　Sm-Fe-N类磁铁粉末是特性仅次于Nd-Fe-B类磁铁的磁铁材料，作为不使用Dy的高性能磁铁材料而备受期待。但是，虽然作为磁铁粉末的特性高，但如果在500 ℃以上的高温下烧结，就会失去磁铁的特性，因此利用普通的烧结方法，无法制造出特性优良的烧结磁铁。所以目前的产品只有用树脂等来粘合磁铁粉末的粘结磁铁。

　　产综研一直在开发烧结Sm-Fe-N类磁铁粉末的技术，但以前的技术无法提高密度，最大磁能积不足100kJ/m3。

此次，产综研利用向模具通入电流脉冲的方法在400 ℃左右的低温下烧结制造出了Sm-Fe-N类磁铁粉末（图2）。当向模具和粉末中通入电流时，会因电阻而发热，这样就可比从外部加热器导热用更短的时间提高温度。另外，通过使用脉冲电流能够引起集肤效应，可在不提高内部温度的前提下促进粉末界面的结合。从而能够防止结晶构造的变化，实现不降低原有粉末特性的烧结工艺。
为了通过程序控制烧结过程中加载的负荷，产综研采用了伺服冲压机。另外，通过在模具上采用超硬合金，施加大负荷，提高了相对密度。通过这些措施，得以在低温下制成了致密的烧结体。

　　此次使用了日本大同特殊钢生产的各向同性Sm-Fe-N类磁铁粉末，在保留时间1分钟内，制成了相对密度高达90％以上的烧结磁铁。制成的磁铁的特性为：剩磁通密度0.91T、矫顽力770kA/m、最大磁能积129kJ/m3。

　　上述特性分别相当于Nd-Fe-B磁铁普遍公认数字的约7成、8成、4成，作为单纯的替代品还有些勉强，而且还存在着Sm也是稀缺资源的问题。Sm-Fe-N可以被作为当Dy价格上涨或难以采购到时的备用品。

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