日本成功研制無(wú)需稀土強(qiáng)力磁鐵

《人民日?qǐng)?bào)》3月8日?qǐng)?bào)道，據(jù)《朝日新聞》報(bào)道，日本東北大學(xué)研究生院等研究機(jī)構(gòu)宣布，他們已經(jīng)成功開發(fā)出一種無(wú)需稀土就能獲得強(qiáng)磁性磁體的基礎(chǔ)技術(shù)。這種“不含稀土的磁鐵”的磁力相當(dāng)于混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和家用電器中使用的釹磁鐵，這項(xiàng)技術(shù)有望在2025年左右變得實(shí)用。

據(jù)悉，該磁鐵主要由鐵和氮組成，不需要從中國(guó)進(jìn)口釹和其他有供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的稀土礦物。這將意味著日本在其他國(guó)家之前首l次成功合成了“鐵磁性氮化鐵”。大約40年前，強(qiáng)磁性氮化鐵受到青睞。由于納米合成技術(shù)的可能性，這項(xiàng)研究取得了很大進(jìn)展。

成功開發(fā)的鐵磁性氮化鐵所需的原材料由生產(chǎn)磁性材料的Hirota Industry(位于廣島縣)提供，合成技術(shù)由高橋研究所和東北大學(xué)研究生院的其他教l授開發(fā)。據(jù)悉，該研究作為獨(dú)立行政l法人新能源產(chǎn)業(yè)綜合開發(fā)組織(NEDO)的一個(gè)項(xiàng)目，將在未來得到豐田汽車等公司的協(xié)助，共同提高鐵磁性氮化鐵的耐高溫性和磁性耐久性。

鐵氧體磁珠的原理

在低頻帶，阻抗由電感的感抗組成。在低頻時(shí)，R很小，磁芯磁導(dǎo)率高，所以電感大，L起主要作用，電磁干擾被反射和抑制，此時(shí)磁芯損耗小。整個(gè)器件是一個(gè)低損耗、高品質(zhì)的電感，容易引起諧振。因此，在低頻帶中，使用鐵氧體磁珠后有時(shí)會(huì)出現(xiàn)干擾增強(qiáng)。

在高頻帶，阻抗由電阻元件組成。隨著頻率的增加，磁芯的磁導(dǎo)率降低，導(dǎo)致電感器的電感降低，感抗分量降低。然而，磁芯損耗增加，電阻成分增加，導(dǎo)致總阻抗增加。當(dāng)高頻信號(hào)通過鐵氧體時(shí)，電磁干擾被吸收并轉(zhuǎn)化為熱能被耗散掉。

鐵氧體抑制元件廣泛用于印刷電路板、電源線和數(shù)據(jù)線。如果將鐵氧體抑制元件添加到印刷電路板的電源線入口端，則可以濾除高頻干擾。鐵氧體磁環(huán)或磁珠專門用于抑制信號(hào)線和電源線上的高頻干擾和尖峰干擾。它還具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力。

這兩個(gè)元素的數(shù)值與磁珠的長(zhǎng)度成正比，磁珠的長(zhǎng)度對(duì)抑制效果有明顯的影響，磁珠的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，抑制效果越好。

鎂鋅鐵氧體磁環(huán)和鎳鋅鐵氧體磁環(huán)的工藝研究

1.2調(diào)整燒結(jié)工藝以鎂鋅—300為例。物料混合時(shí)，按一定比例加入水，加入比例為20%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。當(dāng)材料預(yù)燃燒時(shí)，對(duì)材料施加壓力，并與不加水和不對(duì)材料施加壓力的條件進(jìn)行比較，以觀察預(yù)燃燒溫度和顆粒密度的變化。

1.3調(diào)整備料工藝(1)以MgZn—300材料為例，觀察不同球磨次數(shù)和正常燒結(jié)工藝要求條件下產(chǎn)品燒結(jié)溫度和材料顆粒密度的變化。(2)以MgZn—300為例，在備料時(shí)不調(diào)整燒結(jié)工藝，用不同量的相同材料加工切割回收原料，觀察鎂鋅鐵氧體材料顆粒的密度變化以及不同添加量對(duì)產(chǎn)品強(qiáng)度的影響。

顯然，在材料配方中加入適量的PbO或BaO可以改善鎂鋅鐵氧體磁芯的高頻性能。一方面，這是因?yàn)锽aO或PbO與Fe2O3摻雜離子半徑較大的BaO或PbO后形成六方鐵氧體。雖然μi略有降低，但高頻特性顯著改善。另一方面，BaO或PbO的熔點(diǎn)較低，可有效降低磁性材料的燒結(jié)溫度約200℃，有效抑制Fe2的出現(xiàn)，從而提高材料的電阻率，減少材料的損耗，改善磁性材料的高頻特性。