推动电声行业发展 电声稀土永磁材料一马当先

科技日报记者 张景阳 通讯员 李宝乐

3月11日，在内蒙古自治区包头市金蒙汇磁材料有限责任公司（以下简称金蒙汇磁）生产车间，两台新购置的大型烧结设备和检测设备吸引记者驻足观看。因产品转型升级需求，金蒙汇磁新引进4台烧结炉和2台检测设备，用于提高电声稀土永磁钕铁硼性能，增加产品的稳定性。

“具有齐备的检测手段和完善的质量保证体系。拥有激光粒度仪、盐雾机、恒温恒湿箱、ICP、磁性能检测仪、扫描电镜、膜厚检测仪等检测仪器设备，可以满足电声稀土永磁磁体过程中各个环节的检测需求。”金蒙汇磁技术副总王强说道。

高标准材料特性急需新技术解决

近年来，伴随着智能手机、平板电脑、笔记本电脑、便携式媒体播放器、数码相机、虚拟现实设备等数码产品在全球范围内的持续发展和电声产业的大规模国际转移，代表电声高端水平的微型电声元器件和消费类电声产品在我国得到了快速发展。

金蒙汇磁董事长孙喜平介绍说：“智能电声产品已经摆脱了传统电声产品作为视听娱乐、拨打电话时的配套、从属性质的地位，成为了独立的智能化设备。”

据孙喜平介绍，中国电声行业自20世纪80年代以来保持了快速发展态势，已自行研发并逐步掌握了从电声元器件到终端电声产品的多项生产技术，形成了较为完整的电声工业体系和相关产业链。到目前为止，我国已成为全球最主要的耳机生产国，因此电声磁体市场需求份额巨大。

“随着电声器材技术快速的革新，逐渐向高保真和小型化发展，要求使用性能更高的磁体，所以利用白云鄂博矿La、Ce稀土降低成本，研发新产品，提高性能，实现稀土永磁行业的可持续发展，资源化的合理利用和环境保护具有十分重要意义。”王强说道。

据王强介绍，各类新产品对电声永磁体的要求极高，例如要有较大矫顽力，而且表面防护要做好等，对整个加工工艺的要求更是严格。钕铁硼的结构特性决定了其耐蚀性能较差，因此必须通过防护处理后才能应用，目前国内超过95%的烧结钕铁硼产品采用电镀防护技术。

据悉，采用电镀防护钕铁硼的组织和化学性能使得其在电镀处理工艺过程中与酸洗液、电镀液发生反应，在防护镀层还没有覆盖磁体工件时，磁体就已经遭到腐蚀，在磁体表层产生疏松、电解液残留、裂纹等缺陷。此外，钕铁硼企业自身的电镀加工以及通过“外协”加工，环保和排放治理的压力日益增加，在管理水平和产品一致性也参差不齐。

“对于未来动力电机磁体这一钕铁硼重要的应用方向，采用电镀难以满足防护要求，这是因为电机频繁启动导致电镀镀层应力在交变温场作用下发生波动性变化，最终导致镀层剥离。”内蒙古工业大学教授马文说道。

全新工艺让永磁材料看到美好未来

在这样的背景下，金蒙汇磁和内蒙古工业大学合作，开发了超音速低压冷喷涂设备制备钕铁硼磁体表面铝防护涂层技术。双方课题组通过共同的努力，目前已完成了烧结钕铁硼基体的批量化前处理的工艺、Al防腐涂层制备工艺和重稀土晶界扩散前置涂层制备工艺的优化。项目组现可利用新型喷涂工艺生产小批量的Al防护涂层和重稀土晶界扩散涂层。

“经多方测试验证，项目组开发的Al防护涂层耐中性盐雾腐蚀时间可高达350h，重稀土涂层经扩散处理后，磁体矫顽力可提高25%以上。”马文说告诉记者。

马文介绍，所谓冷喷涂是一种金属、陶瓷涂层的制备工艺，它利用低温加热装置将粉体软化，经过压缩空气加速达到临界速度（超音速），粒子撞扁在基体表面，经过强烈的塑性变形以及粒子间机械咬合力而沉积形成涂层。

冷喷涂的温度低、不发生氧化、可制备复合涂层、对基体的热影响小、涂层孔隙率低、形成的涂层承受压应力、残余应力小、沉积率高、能保留原始粉末材料的性能、由于不需要高温因而操作更安全。

作为一个产品，利润点是关键。金蒙汇磁利用镧、铈稀土价格低的优点，研究镧铁硼，铈铁硼，铈钕铁硼等合金成分与合金微观组织特征，研究高风度元素镧铈对磁体微观组织结构的影响，设计开发高丰度稀土偏聚于主相晶粒核心的核壳结构，有效抑制晶粒表面反磁化过程，显著提高磁体的矫顽力及温度稳定性。