制造烧结钕铁硼磁体有点像烤蛋糕:配方和烤炉同样重要。每种成分都有其特定作用,了解这些作用就能明白为什么有些磁体更强——或更贵。
主要成分
钕——主角。钕是磁性强度的主要驱动力;它使磁体具有磁性。实际生产中通常以镨钕(PrNd)的形式采购,即镨和钕的混合物——镨以较低的成本发挥相同的作用。
铁——主体。铁约占合金的三分之二。可以把它想象成配方中的面粉:它填充体积,但需要其他成分才能成为磁体。
硼——粘合剂。硼仅占混合物的约百分之一,但至关重要:没有它,主磁相根本无法形成。少量添加就能将一切牢牢固定在一起。
耐热辅助成分
镝和铽是昂贵的添加元素。它们帮助磁体在高温下保持磁力,这就是为什么高温牌号(SH、UH、EH)含有这些元素。应用温度越高,镝的添加量就越大。
微量添加——少量的钴、铜和铝——可提高耐腐蚀性并强化晶界。氧和碳是敌人:即使微量也会悄悄削弱性能,因此整个工艺过程都要隔绝空气。
一览表
| 元素 | 在磁体中的作用 |
|---|---|
| Nd(以 PrNd 形式) | 磁性强度的主要驱动力 |
| Fe | 填充体积,提供磁矩 |
| B | 保持磁相稳定——约 1% 含量,至关重要 |
| Dy、Tb | 为高温应用增加耐热性 |
| Co、Cu、Al | 微调耐腐蚀性和强度 |
| O、C | 杂质——需排除以保护性能 |
确切配方是每家制造商的秘密——上述作用在所有产品中都是一致的。