稀土材料
關(guān)注創(chuàng)建者：寒寒boy 創(chuàng)建時間：2017-12-22
稀土材料的實例教程
驅(qū)動電機是新能源汽車的“心臟”，而稀土永磁材料則是驅(qū)動電機的首選材料。稀土永磁驅(qū)動電機可以大幅減輕電機重量、縮小電機尺寸、提高工作效率。
GB/T 39494-2020新能源汽車驅(qū)動電機用稀土永磁材料表面涂鍍層結(jié)合力的測定 即將于2021年10月1日開始實施，主要適用于新能源汽車驅(qū)動電機用稀土永磁材料表面的單層或多層涂鍍層結(jié)合力的測定，涂鍍層包括采用電鍍、電泳、噴涂、物理氣相沉積、化學(xué)鍍等技術(shù)的涂鍍層（帶有涂鍍層的稀土永磁材料以下簡稱涂鍍層產(chǎn)品）。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了新能源汽車驅(qū)動電機用稀土永磁材料表面涂鍍層結(jié)合力的測定方法。共包含四種方法，拉開法、剪切法、劃格法、熱震法，均為破壞性試驗方法。
一、拉開法
1、方法原理：將試柱用膠黏劑固定在涂鍍層上，利用拉力試驗機在涂鍍層的法線方向上連續(xù)地施加載荷，當(dāng)該載荷大于涂鍍層的結(jié)合力時，涂鍍層即從基體上分離或涂鍍層的不同膜層分離。用破壞涂鍍層／基體界面間附著所施加的拉力與粘接面積的比值或破壞涂鍍層／基體界面間附著所施加的拉力來表示涂鍍層的結(jié)合力。
2、試驗設(shè)備與材料
1）高低溫沖擊試驗箱
用于涂鍍層產(chǎn)品的高低溫交變處理。可使用兩個獨立的溫度試驗箱或一個快速溫度變化的試驗箱?？刹捎萌斯せ蜃詣愚D(zhuǎn)換方法，試驗箱應(yīng)在３ｍｉｎ內(nèi)完成高低溫轉(zhuǎn)換。
2）拉力試驗機
拉力試驗機的測力系統(tǒng)及同軸度應(yīng)按照ＪＪＧ４７５—２００８進行校準(zhǔn)，其精確度應(yīng)為１級或優(yōu)于１級。拉力試驗機橫梁應(yīng)能保持空載速度在０.５ｍｍ／ｍｉｎ以內(nèi)恒速運行，加卸力應(yīng)平穩(wěn)、無振動、無沖擊。
3）試驗組合
試驗裝置
拉開法試驗裝置如圖１所示。裝置Ａ適用于上下表面平行的涂鍍層產(chǎn)品。對厚度小于５ｍｍ的涂鍍層產(chǎn)品，為避免拉伸過程中因涂鍍層產(chǎn)品強度不夠而導(dǎo)致斷裂，宜在涂鍍層產(chǎn)品的另一面粘接一塊鋼片，使下夾具的力作用在鋼片上。對于厚度不小于５ｍｍ的涂鍍層產(chǎn)品，可不粘接鋼片。
展開 該研究工作提出了一種制備新型雙發(fā)射鑭系功能化氫鍵有機框架基薄膜的簡單方法，同時提供了智能發(fā)光材料用于熒光傳感和光學(xué)防偽技術(shù)的一個典型案例。
該項研究工作得到了國家自然科學(xué)基金項目和同濟大學(xué)發(fā)展科學(xué)基金項目的支持。閆冰教授為該論文的唯一通訊作者，博士生徐鑫為該論文的第一作者，博士生王金敏參與了相關(guān)工作。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202103321
來源：同濟大學(xué)
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展開 【引言】
當(dāng)前，稀土永磁釹鐵硼（Nd-Fe-B）已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在生活的方方面面，諸如磁懸浮列車、電動汽車、風(fēng)力發(fā)電、音響等。然而燒結(jié)釹鐵硼成品的矯頑力卻只有理論值（斯托納—沃爾法特極限）的20-30% （通常稱為布朗悖論），這嚴重限制了釹鐵硼的應(yīng)用?，F(xiàn)有理論認為，燒結(jié)釹鐵硼的矯頑力主要由在退磁過程中晶粒邊界附近產(chǎn)生的反向磁疇所需形核場決定。因此對晶粒邊界如何影響矯頑力進行三維定量分析尤其重要，這樣不僅可以加深對稀土永磁矯頑力機制的了解，還對實踐生產(chǎn)有指導(dǎo)意義。
【成果簡介】
近日，悉尼大學(xué)鄭榮坤副教授（通訊作者）和第一作者陳翰笙博士與團隊成員使用背散射衍射技術(shù)、原子尺度三維原子探針技術(shù)、以實驗結(jié)果為模擬參數(shù)擬合基礎(chǔ)的微磁學(xué)模擬技術(shù)報道了在燒結(jié)釹鐵硼中由于在納米尺度下成分不均勻的晶所導(dǎo)致的矯頑力進一步減低，并對晶粒邊界成分和矯頑力進行了三維定量分析。研究表明在燒結(jié)釹鐵硼中的晶粒邊界中鐵磁性元素（鐵和鈷）在70 nm的范圍內(nèi)從67 at.%減少至10 at.%。這種成分不均勻的晶粒邊界附近產(chǎn)生反向磁疇所需要的形核場比含有同等鐵磁性元素含量的均勻的晶粒邊界產(chǎn)生反向磁疇所需要的形核場小27%。該成果不僅對工業(yè)生產(chǎn)，諸如納米尺度下控制晶粒邊界成分結(jié)構(gòu)，具有指導(dǎo)意義， 同時本文所采用的分析方法也可以應(yīng)用在其他磁性材料的成分與磁性性能的關(guān)系研究上。該研究成果以“Coercivity degradation caused by inhomogeneous grain boundaries in sintered Nd-Fe-B permanent magnets”為題刊登出版在Physical Review Materials上。
【圖文導(dǎo)讀】
圖1：燒結(jié)釹鐵硼在不同溫度 （280、300、320、340和360 K）下的磁滯回線。
展開 【引言】
當(dāng)前，稀土永磁釹鐵硼（Nd-Fe-B）已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在生活的方方面面，諸如磁懸浮列車、電動汽車、風(fēng)力發(fā)電、音響等。然而燒結(jié)釹鐵硼成品的矯頑力卻只有理論值（斯托納—沃爾法特極限）的20-30% （通常稱為布朗悖論），這嚴重限制了釹鐵硼的應(yīng)用?，F(xiàn)有理論認為，燒結(jié)釹鐵硼的矯頑力主要由在退磁過程中晶粒邊界附近產(chǎn)生的反向磁疇所需形核場決定。因此對晶粒邊界如何影響矯頑力進行三維定量分析尤其重要，這樣不僅可以加深對稀土永磁矯頑力機制的了解，還對實踐生產(chǎn)有指導(dǎo)意義。
【成果簡介】
近日，悉尼大學(xué)鄭榮坤副教授（通訊作者）和第一作者陳翰笙博士與團隊成員使用背散射衍射技術(shù)、原子尺度三維原子探針技術(shù)、以實驗結(jié)果為模擬參數(shù)擬合基礎(chǔ)的微磁學(xué)模擬技術(shù)報道了在燒結(jié)釹鐵硼中由于在納米尺度下成分不均勻的晶所導(dǎo)致的矯頑力進一步減低，并對晶粒邊界成分和矯頑力進行了三維定量分析。研究表明在燒結(jié)釹鐵硼中的晶粒邊界中鐵磁性元素（鐵和鈷）在70 nm的范圍內(nèi)從67 at.%減少至10 at.%。這種成分不均勻的晶粒邊界附近產(chǎn)生反向磁疇所需要的形核場比含有同等鐵磁性元素含量的均勻的晶粒邊界產(chǎn)生反向磁疇所需要的形核場小27%。該成果不僅對工業(yè)生產(chǎn)，諸如納米尺度下控制晶粒邊界成分結(jié)構(gòu)，具有指導(dǎo)意義， 同時本文所采用的分析方法也可以應(yīng)用在其他磁性材料的成分與磁性性能的關(guān)系研究上。該研究成果以“Coercivity degradation caused by inhomogeneous grain boundaries in sintered Nd-Fe-B permanent magnets”為題刊登出版在Physical Review Materials上。
【圖文導(dǎo)讀】
圖1：燒結(jié)釹鐵硼在不同溫度 （280、300、320、340和360 K）下的磁滯回線。
展開 我國應(yīng)當(dāng)針對當(dāng)前環(huán)境保護和新能源利用過程的特點，發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能稀土催化材料，達到稀土資源的高效利用，促進稀土催化材料的技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)稀土，環(huán)境和新能源等相關(guān)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)群的跨越式發(fā)展。
稀土材料的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
稀土材料的最新內(nèi)容
會長單位實行輪值制，由寧波科寧達工業(yè)有限公司、寧波復(fù)能稀土新材料股份有限公司輪流當(dāng)值。
高性能電磁驅(qū)動系統(tǒng)
微型化限制了線圈的尺寸，進而限制了推力，為了解決這一問題，設(shè)計多采用高磁能積的稀土永磁材料結(jié)合脈寬調(diào)制（PWM），這種設(shè)計不僅能提供足夠的初始開啟力，還能在保持階段大幅降低功耗和發(fā)熱，諾冠的專利技術(shù)往往集成了智能驅(qū)動算法，能夠根據(jù)閥芯位置實時調(diào)整電流，實現(xiàn)毫秒級的快速響應(yīng)。
3.
技術(shù)領(lǐng)域，永磁同步電機和變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用不斷擴大，稀土永磁材料的優(yōu)化設(shè)計使能效提升至95%以上。新能源產(chǎn)業(yè)（如風(fēng)電、光伏、新能源汽車）的快速發(fā)展成為新增長點，預(yù)計未來在綠色轉(zhuǎn)型背景下，低噪音、低能耗電機及再制造技術(shù)的推廣也將成為行業(yè)重點。
3、智能化與數(shù)字化重塑產(chǎn)業(yè)格局
工業(yè)4.0和智能制造推動了電機技術(shù)與數(shù)字化的深度融合。
這種電機不含稀土材料，具有高可靠性和高能效的特點，特別是在零容錯應(yīng)用中表現(xiàn)出色。</p><p>隨著電力電子技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的最新進展，開關(guān)磁阻電機正在進入新的高能效應(yīng)用領(lǐng)域。一些公司已經(jīng)在開關(guān)磁阻電機技術(shù)上取得了顯著進展。
二、電機磁鋼材料性能及核心工藝現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)
現(xiàn)狀與趨勢：釹鐵硼作為第三代稀土永磁材料，廣泛應(yīng)用于新能源汽車驅(qū)動電機。但隨著技術(shù)發(fā)展，其成本和性能面臨瓶頸。
技術(shù)挑戰(zhàn)：
?高性能磁石需求增加，但重稀土資源稀缺且價格波動大。
?磁石的渦流熱效應(yīng)在高速電機中凸顯。
未來方向：
?開發(fā)低重稀土或無重稀土磁石。
研究高豐度稀土在釹鐵硼中的應(yīng)用。
、稀土材料、特種超細粉、新型非金屬材料、高性能金屬材料及其它軍民兩用材料及制品；
■無人機整機展區(qū)：
用以集中陳列展示無人機系統(tǒng)中的前端“運行平臺”整機產(chǎn)品。
二、展出內(nèi)容
電子元器件及組件，電子材料，高、低壓電源及開關(guān)設(shè)備，控制元件，電路保護器件，電源，電池，低壓線纜，連接線，線束，機電元件及連接技術(shù)，天線技術(shù)，無源元件，硅晶體器件，電子原材料，稀土，磁粉，磁芯，變壓器，線圈，微電機，焊接技術(shù)，半導(dǎo)體器件，絕緣材料，磁性材料及產(chǎn)品，接插器件，電聲配件，集線器，喇叭，蜂鳴器，光電子，光伏產(chǎn)品，光熱產(chǎn)品、光纖組件及連接器技術(shù)，顯示器件，TFT-LCD
選擇的材料為稀土鎂合金，材料參數(shù)如表1所示。
表1 材料及參數(shù)
1.2 網(wǎng)格的劃分
網(wǎng)格劃分屬于有限元分析前處理階段中的必不可少的一環(huán)，并且也是十分重要的一個階段，比如網(wǎng)格尺寸大小的確定對計算的精度影響較大。本研究采用四面體主導(dǎo)的方法進行網(wǎng)格劃分，單元尺寸為3mm，網(wǎng)格節(jié)點數(shù)為115 995，單元格數(shù)量為60 211，模型網(wǎng)格劃分圖如圖1所示。
[4]閆阿儒,劉壯,郭帥,陳仁杰.稀土永磁材料的最新研究進展[J].金屬功能材料,2017,24(5):5.
[5]林河成.稀土永磁材料的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].粉末冶金工業(yè),2010,20(2):47.
[6]孫艷榮,張志鵬,李賽松,等.釹鐵硼磁性材料發(fā)展現(xiàn)狀及性能研究[J].當(dāng)代化工研究,2021(21):117.
磁力傳動泵結(jié)構(gòu)圖
四、結(jié)構(gòu)特點
1.永磁體
由稀土永磁材料制成的永磁體工作溫度范圍廣(-45－400℃)，矯頑力高，磁場方向具有很好的各向異性，在同極相接近時也不會發(fā)生退磁現(xiàn)象，是一種很好的磁場源。
