根據(jù)我國磁性材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題，無論是研發(fā)和產(chǎn)業(yè)組織問題， 還是專利和標準問題，歸根結(jié)底都與磁性材料的生產(chǎn)工藝流程控制有關(guān)。磁性材料在生產(chǎn)工藝流程的關(guān)鍵領(lǐng)域和關(guān)鍵參數(shù)中存在大量檢定、校準和檢測的計量需求。下面以釹鐵硼磁材的燒結(jié)法工藝流程為例進行說明，其他類型的磁材工藝流程與之大同小異，工藝的關(guān)鍵領(lǐng)域和關(guān)鍵參數(shù)可以相互借鑒。

1.釹鐵硼磁性材料燒結(jié)法工藝流程

工藝流程主要包括以下12個環(huán)節(jié): 原材料準備(原材料成分分析、設(shè)計、配料與稱料)→熔煉→速凝鑄片→破碎→制粉→混料→磁場取向與壓型→燒結(jié)→回火→機械加工(磨、切、削)→表面處理(電鍍)→成品質(zhì)檢(含充磁、包裝)。

2.釹鐵硼磁材生產(chǎn)的關(guān)鍵領(lǐng)域和關(guān)鍵參數(shù)

要生產(chǎn)出高品質(zhì)并且性狀穩(wěn)定的釹鐵硼磁材產(chǎn)品，從其工藝流程的過程控制中分析主要是以下幾個關(guān)鍵領(lǐng)域。

(1)原材料配料

制造高檔燒結(jié)釹鐵硼永磁體，一般要求稀土金屬總含量達到99.5%以上。因此，需要通過運用特殊的計量器具(如電感耦合等離子發(fā)射光譜儀)對原材料純度、雜質(zhì)進行確定。這一步是整個工藝流程的前提。

(2)熔煉

必須保證配料好的各種金屬完全熔化，形成均勻熔融的液體，而這些金屬熔點很高(如釹的熔點高達2450℃)又*易氧化，因此如何確保高溫和高真空度的熔煉環(huán)境是一個難點。

(3)速凝鑄片(快淬工藝)

這是獲得高性能燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過準確的冷卻速度得到正確的合金成分設(shè)計和良好的鑄錠微結(jié)構(gòu)， 使磁體成分結(jié)構(gòu)盡可能接近Nd2Fe14B成分(即釹鐵硼比例接近2∶14∶1)，富Nd相分散均勻，基本不存在α-Fe相，產(chǎn)品性能穩(wěn)定。

(4)制粉

要確保破碎好的物料在制粉階段達到(3～4)μm的顆粒尺寸， 并且此尺寸的顆粒比例要求要達到95%。磁粉要求顆粒小且分布窄，同時顆粒形狀要盡量呈球形， 制粉過程也要在高純氮氣的保護下防氧化。

(5)燒結(jié)與回火

通過燒結(jié)提高磁粉壓坯的密度，改善磁體的顯微組織特征，通過兩次回火使富稀土金屬相薄層的界面更加清晰光滑連續(xù)，提高矯頑力。這個過程的難點是燒結(jié)和兩次回火的溫度控制，以及回火的真空或高純氮氣保護狀態(tài)。

(6)成品質(zhì)檢

主要是磁性比較檢測、磁熱穩(wěn)定性和表面防腐蝕性能測試。難點在規(guī)格過大和過小磁材的檢測、磁性能精密測量能力， 以及表面防護鍍層結(jié)合力與厚度的測量。綜上所述幾個關(guān)鍵領(lǐng)域中的主要關(guān)鍵參數(shù)依次為:稀土原料純度(Nd/Fe/B等稀土元素的含量及比例)、超高溫溫度、氮氣純度、含氧量、真空度、磁粉粒徑、磁化曲線、矯頑力、居里溫度、密度等關(guān)鍵參數(shù)。

3.磁性材料關(guān)鍵領(lǐng)域中關(guān)鍵參數(shù)的計量需求

以上工藝過程中這些關(guān)鍵參數(shù)全部可以轉(zhuǎn)化為對計量的需求。歸納一下主要涉及五大類計量指標:

(1)理化量(主要是Nd/Fe/B等稀土元素的含量及比例、氮氣純度、含氧量)。

(2)溫度量(主要是超高溫溫度、居里溫度)。

(3)力學量(主要是真空度、密度)。

(4)幾何量(主要是磁粉粒徑、鍍層厚度)。

(5)電磁量(主要是磁化曲線、矯頑力等磁性能指標)。

這五大類計量指標涉及的計量需求突出地體現(xiàn)在3個方面: 一是磁材的在線生產(chǎn)過程中需要對這些指標進行計量監(jiān)控；二是涉及這些指標的專用計量儀器設(shè)備需要進行檢定和校準；三是這些指標涉及的有關(guān)具體物質(zhì)需建立或完善相應標準以備量值溯源的需要。

4.計量測試技術(shù)在磁性材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的主要作用

(1)通過關(guān)鍵參數(shù)的實時在線計量，滿足磁材工藝流程中這些參數(shù)動態(tài)量、連續(xù)量、*端量的過程控制需求。

在工藝過程控制中按照優(yōu)質(zhì)磁材生產(chǎn)的標準要求，對爐內(nèi)高溫溫度及分布、氧含量、氮氣純度、真空度、磁粉粒徑等這些關(guān)鍵參數(shù)進行在線計量監(jiān)控，確保這些關(guān)鍵指標在連續(xù)量、動態(tài)量和*端量上滿足要求，以提高磁材產(chǎn)成品的成品率和性能穩(wěn)定性。

(2)制定和完善磁性材料產(chǎn)業(yè)專用計量儀器的檢定規(guī)程和校準規(guī)范，保障產(chǎn)業(yè)發(fā)展中關(guān)鍵參數(shù)的準確性。

目前在磁性材料領(lǐng)域應用廣泛的專用計量儀器設(shè)備，如加速老化試驗箱、鹽霧試驗箱、含水率測量儀、金相分析儀等都缺乏相應的檢定規(guī)程和校準規(guī)范，應抓緊制定和完善這些規(guī)程和規(guī)范，在進行磁材性能測試過程中保障數(shù)據(jù)的準確性。

(3)建立和完善磁性材料關(guān)鍵參數(shù)的計量標準，提高產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵參數(shù)的量值傳遞能力。

磁性材料產(chǎn)業(yè)專用設(shè)備如真空計、X射線熒光鍍層測厚儀、永磁磁性能測試儀、特斯拉計等計量設(shè)備數(shù)量較少，計量需求相對較低，量值傳遞覆蓋率低的情況嚴重。因此需建立和完善磁材產(chǎn)業(yè)專用的計量標準，填補空白，提高產(chǎn)業(yè)量值傳遞的能力和覆蓋率。

(4)針對磁性材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)瓶頸，提升關(guān)鍵參數(shù)計量能力，增強產(chǎn)業(yè)核心競爭力。

當前磁性材料產(chǎn)業(yè)的技術(shù)瓶頸主要是部分關(guān)鍵參數(shù)的在線測試困難。燒結(jié)法釹鐵硼永磁的技術(shù)瓶頸主要表現(xiàn)在物料高溫在線測試、真空度在線控制、磁粉粒徑在線測試、氣體成分在線分析等方面。通過計量測試技術(shù)的科技創(chuàng)新，研制和運用滿足這些在線測試要求的專用計量測試系統(tǒng)，必將提高磁性材料產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。