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正温度系数高内禀矫顽力永磁铁氧体材料及器件的研发与产业化
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  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    TM273
  • 关键词:
  • 成果简介:
    磁性材料是仪器仪表的动力,它是电能传输和电能与机械相互转化的物质基础。永磁铁氧体是永磁直流电机关键功能部件之一,主要用于电机的转子和定子及各种传感器,被广泛应用于计算机、通信、汽车、新能源等各个工业领域和家用电器等日常生活用品,不仅与自动化、机电一体化、信息化等国民经济方面紧密相关产业而且还涉及到国防,航空航天等领域。2017年10月伦敦国际磁学与磁性材料大会组委会报道,2014年永磁磁体的产值为110亿美元,预计2019年产量将达120万吨,产值160多亿美元,增长率为10%以上。虽然钕铁硼是磁性最强的永磁体,但由于受到资源紧缺、开采环境污染大、矫顽力负的温度系数、价格昂贵等因素的影响,其应用范围受到制约。稀土永磁铁氧体属六角晶系,是在原先M型永磁铁氧体基础之上,采用离子联合取代而制备生产的高性能永磁体。由于其原材料丰富,使用较少的轻稀土镧的氧化物,制备过程不要真空等的极端条件,性价比高,抗退磁性能强等优点,近年来,受到了市场广泛的认可。 该项目以M型六角铁氧体晶位中的离子占位和晶格畸变对各向异性贡献及磁晶各向异性起源、超交换作用主导的电子自旋磁矩与尚未完全淬灭的轨道磁矩的物理机制为基础,获得产业化主要的创新点有:1)在基础结构和离子占位上投影超交换作用,探索稀土永磁铁氧体材料及器件中五个磁性离子晶位的磁晶各向异性贡献。基于Lorentz电镜和MFM直接观察稀土永磁铁氧体器件的晶界重构与单畴、多畴的形态演化,明确高Ku1、高矩形比Hk/Hcj、Br和最大磁能积(BH)max与磁畴间内在依赖关系。2)制备的稀土永磁铁氧体通式为CaxLaySrzO•nFe2-uCou/nO3,当Sr2+≤0.099、5.1≤n≤4.7能制备纯相六角晶M型。3)二次稀土添加和1300 kA/m脉冲成型磁场技术,获得剩磁Br≥450mT、磁感应矫顽力Hcb≥340kA/m、内禀矫顽力Hcj≥450kA/m。其磁体的内禀矫顽力为正的温度系数,ɑ≥0.06%/K。 安徽大学从安徽龙磁成立以来,一直保持长期紧密的合作,特别是2006年安徽大学、庐江县人民政府和安徽龙磁三方成立工程技术中心后,把技术合作推向了新的高度。该项目从2014年至2016年底,安徽龙磁科技股份有限公司新增销售收入达13573万元,新增利润5537万元,对地方经济贡献明显。据三家应用单位统计,销售收入41119.39万元,新增利润6054.57万元,带动了相关产业链企业的发展。据2017年底员工在册名单统计,就业人数达1606人,该项目产生了明显的社会效益。
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