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磁性材料发展简史
时间:2021-11-17 点击量:

磁性材料是古老而用途十分广泛的功能材料,物质的磁性早在3000年以前就被人们所认识和应用,例如中国古代用天然磁铁作为指南针。自然界中广泛存在的磁铁矿,就是天然磁铁,分子结构是Fe3O4。近代以来,随着工业和技术发展,大量新的磁性材料被发现,根据主要应用大致被分为三代:第一代铝镍钴(AlNiCo),第二代铁氧体,第三代稀土永磁。其中稀土永磁,又被划分为三个阶段:第一阶段SmCo5,第二阶段Sm2Co17,第三阶段Nd2Fe14B。以下为磁性材料发展简史:   

公元前1世纪   司马迁《史记》描述黄帝作战用到指南针。

1086年    宋朝沈括《梦溪笔谈》记有指南针的制造方法等。

1119年    宋朝朱或《萍洲可谈》记载罗盘用于航海。

1600年    英国William.Gibert,最早的著作《De Magnete 磁石》。  

1820年    丹麦奥斯特(H.C.Oersted)首先发现电流可产生磁场。

1822年    法国吕萨克发明电磁铁,即电流通过绕线可使中间铁块磁化。

1826年    法国安培发现安倍定律,即右手螺旋规则。

1831年    法拉第论证电磁感应现象,揭示了电磁之间的关系。

1832年    法国A.H.皮克西发明天然磁铁制作的永磁旋转交流发电机。

19世纪到20世纪    欧洲新型各类直流、dafa手机经典版/发电机应接不暇。

1931年     日本T. Mishima发明了铝镍钴AlNiCo磁钢。1970年代发现稀土磁铁之前,铝镍钴合金是最强的永久磁铁材料。(第一代磁性材料)

1933年    日本Kato和 Takei发现了含Co的铁氧体Fe2O3。从重量来讲,铁氧体仍是当今世界应用最广泛的磁性材料。(第二代磁性材料)

1935年    荷兰Snoek发明软磁铁氧体

1965年    Mader和Nowick制备了CoP铁磁非晶态合金

1967年    美国Strnat发现1:5型SmCo,标志着稀土永磁(第三代磁性材料)时代的到来。

1977年     日本Ojima发现2:17型SmCo,并含有少量Cu、Zr。

1983年     日本Sagawa发现了Nd2Fe14B,钕铁硼号称当代磁王。

1983年    美国通用汽车,随日本之后发现了钕铁硼,各自都有专利。

1984年    国内钢铁研究总院研制出磁能积超过35MGOe的钕铁硼。

1992年    国内陆续有企业购买日本住友钕铁硼专利。

2002年    中国钕铁硼年产量达到8000吨,超过日本成为全球第一。

2008年    中国钕铁硼生产厂家已达100多家,年产量达到46000吨。

2011年    稀土价格暴涨,下游客户受冲击较大,替代及降镝成为潮流。同时,游资大量涌于稀土行业,造成包括钕铁硼在内全产业链产能严重过剩。

2013年    业内预测,国内钕铁硼产能已达33.5万吨,乘以0.8系数约27万吨,而实际年需求只有11万吨,产能已严重过剩,特别是中低端产品产能。

2014年    目前,全球除日本日立金属、信越化工、TDK三家及德国VAC外,美国钼公司有少量生产,其他钕铁硼工厂都在中国,中国钕铁硼年产量超过世界80%,但产值只占到一半多点。

从以上发展简史可以发现一些有趣现象:

一、中国对磁材关注最早,指南针的应用改变了世界航海史。但中间出现空档,最终又靠改革开放,成为全球磁材最大制造基地。不过中国钕铁硼产品档次相当较低,附加值与日本企业相比差距较大。

二、19世纪,欧洲科技发达,现代电磁学、发动机、发电机等开创性理论和实践都是由欧洲人率先发起。

三、20世纪30年代开始,世界磁材研发的火车头,已换成了日本、美国。特别要说明的是,日本在战前就已经是世界磁材研发领先者,由此不得不佩服日本人在材料科学领域的成就,值得中国人好好学习。

钕铁硼自实验室诞生以来已超过30年,由于受制于稀土价格昂贵,特别是受镝铽重稀土缺乏的影响,世界各国都在争相研发新一代磁性材料,如钐铁氮永磁、纳米复合稀土永磁等,但目前效果仍不理想,钕铁硼在可见的一二十年内,地位仍不可动摇。