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      標(biāo)題: 替代稀土的強(qiáng)磁鐵材料研制成功 [打印本頁]

      作者: jzxxs    時間: 2012-2-1 22:50
      標(biāo)題: 替代稀土的強(qiáng)磁鐵材料研制成功
      氮化鐵:替代稀土的強(qiáng)磁鐵材料,首次以克為單位制造成功



      圖1:成功以克為單位生成的氮化鐵Fe16N2粉末
      圖2:以有機(jī)金屬絡(luò)合物為原材料的一種制備方法(
        由日本東北大學(xué)研究生院教授高橋研、助教小川智之及戶田工業(yè)等組成的研究小組,成功地以克為單位生成了氮化鐵(Fe16N2)粉末(圖1)。作為日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)的“稀有金屬替代材料開發(fā)項(xiàng)目”的一部分,該研究小組在推進(jìn)將Fe16N2作為不使用稀土類元素的強(qiáng)磁鐵候補(bǔ)材料的研究過程中,全球首次以高達(dá)91%的純度和以克為單位的再現(xiàn)性成功生成了Fe16N2粉末。

        生成的Fe16N2粉末粒徑為幾十至幾百nm,飽和磁化強(qiáng)度在溫度50K下為230emu/g、在室溫下為221emu/g,高于純鐵(1emu/g=4π×10-7Wb·m/kg)。雖然與矯頑力成比例的磁晶各向異性較低,但決定磁鐵磁力的最大磁能積為100MGOe(796kJ/m3),比釹·鐵·硼(Nd-Fe-B)類燒結(jié)磁鐵高30%多。

        以氮化鐵為材料的磁鐵投入使用目標(biāo)時間為2023~2025年。目前面臨的課題有:(1)確立量產(chǎn)技術(shù);(2)減少該材料的界面缺陷和尺寸上的偏差;(3)通過將部分Fe和N置換成其他元素來提高矯頑力;(4)確立對于納米尺寸的該粉末進(jìn)行配向及固化的技術(shù);(5)確立200℃以下的提高Fe16N2填充率的配向和固化技術(shù)(Fe16N2一旦超過200℃就會熱分解)。

        此次,之所以能夠以克為單位生成Fe16N2粉末,是因?yàn)檎业搅嗽谏蛇^程中的降溫階段抑制Fe16N2變成Fe4N和Fe的工藝條件和原材料。制備方法方面,嘗試了以有機(jī)金屬絡(luò)合物為原材料的方法和純粹以無機(jī)條件制造鐵化合物的方法等幾種方法,通過其中的幾種方法成功生成了粉末。例如,以有機(jī)金屬絡(luò)合物為原材料的方法方面,不僅工藝條件得到優(yōu)化,原材料方面還控制了結(jié)晶顆粒的形狀和尺寸等(圖2)。生成粉末所需要的時間因制備方法而異,生成約2g的粉末時長則需要1天半~2天,短則需要半天。戶田工業(yè)負(fù)責(zé)合成原材料,東北大學(xué)則負(fù)責(zé)采用該原材料生成高純度Fe16N2的技術(shù)。(記者:富岡 恒憲)







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