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水溶液电沉积方法生产稀土磁性材料

项目计划编号:01GKY1003

项目承担单位:长沙高新技术产业开发区英才科技有限公司

项目负责人: 何凤姣 联系电话:0731-8613609、8904727

项目内容简介:

稀土永磁材料由最初的SmCo5发展到八十年代的NdFeB,再发展到目前的热门研究课题--双相纳米永磁材料。我国于1983年底研制成功,1984年开始工业化生产,1985年年产烧结NdFeB10吨,到1998已达3200吨。但非常可惜的是在专利注册上落后一步,导致从八十年代到现在的十多年时间一直受制于日美专利技术的保护。在产品性能方面,我国成熟产品最高磁能级也仅能达到45MGOe,而日本、美国的产品最高磁能积都超过了50MGOe,其产品的价格和附加值更是相差甚远。而新型双相纳米稀土永磁材料,这种第三代稀土永磁材料的理论磁能积为100-120MGOe,就目前来说,我国与国外的研制进度在同一条起跑线上。1991年德国鲁尔大学研制的Nd3.8Fe77.2B19,其最大磁能积已达13MGOe;1993年经过Ding等人的努力,这种双相纳米永磁材料的磁能积已达25.8MGOe。我国的王润、周寿增、王佐诚等人也通过溶体快淬和非晶晶化等方法研制了Pr2Fe14B双相纳米永磁材料,其最大磁能级≥30MGOe。2000年末已有报道称日本已将该类材料的磁能积做到了≥70MGOe。上述方法几乎都采用火法冶金手段通过溶体快淬工艺实现。成本较高,性能一致性差,所以目前都未实现产业化。我公司留美归国的何凤姣博士等人,采用专利技术"水溶液电沉积法生产稀土与过渡金属合金"通过水溶液电沉积出了稀土含量为10-20%的双相纳米(SmFeBTi+αFe)永磁材料,其Br≥1.2T,Hc≤3500 Oe,居里温度≥700k。其研制水平处于世界前沿领域,更由于工艺简单,成分和晶粒易控制准确,产品性能的一致性易于控制,且由于使用低廉的稀土氧化物代替昂贵的稀土金属,成本很低,产业化前景十分看好,可望在全世界的第三代稀土永磁材料的工业化生产中取得率先突破,实现超越式发展。

本项目主要技术特征:

双相纳米永磁材料的技术研究方案是以廉价的稀土氧化物和过渡金属盐为原料,通过控制适当的络合剂和适当的工艺条件,电沉积出尺寸为(10-100)nm的稀土与过渡金属合金,再控制适当的温度和时间进行热处理或低温氮化以获得软硬磁性相均为10nm左右的双相纳米永磁合金,力争其主要性能指标达:(BH)MAX50MGOe,居里点≥700K,剩磁≥1.5T,Hc≥1×104Oe。

纳米非晶软磁材料的技术研究方案是以廉价的FeSO4基软磁材料,通过脱模处理,可以获得厚度为(10μ-20mm)宽度可大于1米的非晶带材,其各项性能指标为:Bs≥2.0T,Hc≤4A/m,μ(Gs/Oe)=2000-20000,ρm≥150μΩ·cm,居里温度≥400℃。

投资概算及社会经济效益分析

该项目总投资2920万元,其中研制阶段投资260万元,中试阶段投资670万元,投产前期1,990万元。项目完成后,年生产规模可达1000吨,其中铁基纳米非晶材料800吨,产值1.5亿元,高档稀土永磁材料200吨,产值1亿元,产值共达2.5亿元。

两类产品的顺利投产,可以全面提升我国磁性材料的生产水平,其辐射面可达机电、电力、自动控制、计算机、通信等多个领域,社会效益十分显著。

项目完成时预期主要经济技术指标

双相纳米永磁材料:(BH)MAX≥50MGOe,居里点≥700K,剩磁≥1.5T,Hc≥1×104Oe,成本≤12万元/吨,产量200吨,产值1亿。

铁基纳米非晶合金:Bs≥2.0T,Hc≤4A/m,μ(Gs/Oe)=2000-20000,ρm≥150μΩ·cm,居里温度≥400℃,产量800吨,产值1.5亿。

本年度实施情况

经过一年多的艰苦攻关,我们已完成铁基纳米非晶软磁材料和双相纳米永磁材料的研制开发工作,并基本完成样品性能测试定型。