你知道新的钐铁氮稀土永磁材料吗?

钕铁硼磁体作为第三代稀土永磁材料，因其优异的磁性能得到了广泛的应用。然而，钕铁硼磁体也存在居里温度低、矫顽力温度系数大、化学稳定性差等缺点，而且镨、钕、镝、铽稀土资源的巨大消耗使人们对环境破坏和稀土资源的可持续性感到担忧。因此，磁性材料从业者在不断提高钕铁硼永磁材料性能的同时，也在积极开发其他新型永磁材料。

1990年，来自爱尔兰的Coey教授利用气固相反应合成了RE2Fe17Nx间隙金属间化合物。通过研究，他发现Sm2Fe17Nx化合物具有优异的本征磁性能，宣告了SmFeN稀土永磁材料的诞生。钐铁氮永磁体的理论最大磁能积达到62MGOe(略低于Nd2Fe14B, 64MGOe)，其矫顽力和居里温度远高于NdFeB，可更广泛地应用于电机等高温环境。

除了优异的综合磁性能外，钐铁氮还具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性，与钐钴相比不含战略金属元素;与钕铁硼相比，不需要消耗昂贵的镨、钕、镝、铽等稀土元素。元素(钐元素含量比较大且价格不高)，完全符合成为新型永磁材料的条件。钐铁氮的诱人前景使其一度成为永磁材料研究与开发的热点。自Coey等人发现Sm2Fe17Nx系列稀土永磁材料以来，全球范围内对Sm2Fe17Nx系列永磁材料的研究迅速升温。当时，世界上有数百个实验室参与了这一领域的研究。然而，随后的一系列实验证明，这种永磁材料在工业化道路上并不成功，研究也忽冷忽热。

近年来，随着汽车工业的快速发展和电子电器的小型化、轻量化，人们对永磁体的环境工作温度和磁性能提出了更高的要求。Sm2Fe17Nx系列稀土永磁材料既具有良好的耐温性，又具有稳定、优异的磁性能的永磁材料的潜在应用价值再次引起了人们的关注，Sm2Fe17Nx系列永磁材料也迎来了新的研发热潮。由于稀土的大规模开发利用导致价格上涨，Nd的价格上涨导致Nd- fe – b的生产成本增加，而稀土Sm处于相对过剩状态。发展Sm-Fe-N有利于降低成本，加强稀土资源的综合利用。因此，Sm-Fe-N无论在磁性能上还是在生产成本上都有可能取代Nd-Fe-B，成为人们期待的第四代稀土永磁材料。

经过20多年的研究和探索，工业大规模生产Sm-Fe-N的问题仍未得到解决。研究发现，Sm-Fe-N在873K以上的温度下分解为SmN和Fe，并失去其永久磁性。在很大程度上限制了其在烧结磁体中的应用。Sm-Fe-N目前只能制备注塑磁铁、粘结磁铁和橡胶磁铁。最初，有机物质如尼龙和环氧树脂被用作粘合剂。由于这些粘合剂只能在200°C以下使用，因此无法充分发挥其潜力。Sm2Fe17Nx具有高温性能好的优势，因此如何在技术上取得突破，能否开发出新的粘结剂，是Sm2Fe17Nx磁体与Nd-Fe-B磁体竞争的关键。近年来，一些低熔点金属开始受到广泛关注。人们使用锌、锡等低熔点金属作为粘结剂。然而，由于使用Zn等低熔点金属作为粘结剂，会降低饱和磁化强度，从而导致(BH) max降低。由此可见，为了充分发挥Sm2Fe17Nx的性能，找到一种好的粘结剂是至关重要的。同时，Sm2Fe17Nx致密磁体的制备仍然是科研人员所追求的，因为致密磁体可以更好地表现理论磁性能。

据日本粘结磁体协会统计，基于钐铁氮磁性材料高磁性、高耐腐蚀性、耐高温退磁、成型自由度好等性能优势，其应用方向主要在信息通信、工业生产、家用电子等方面。以及汽车等领域，包括扬声器/扬声器、相机快门电机、主轴电机、磁盘吸附、磁辊、风扇电机、直线发动机、全自动机械设备、高速电机、空调、家用电机、磁传感器、泵、辅助机械等。

目前，Sm2Fe17Nx在粘结磁体的制备和应用方面已经取得了很大的进展，但致密化仍然是许多磁性材料工作者追求和奋斗的目标。一旦开发出合适的制备工艺，就有可能实现这一目标。理论磁性能加速了钐铁氮磁体的商业化进程。