一文看懂永磁材料

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永磁铁的基础知识

永磁铁是一种能够产生持久磁场的磁性材料。它由一种特殊的合金制成，能够在没有外部电源的情况下持续产生磁场。在现代科技中，永磁铁被广泛应用于各种领域，如电机、发电机、磁共振成像等。

永磁铁的基本结构是由许多微小的磁性颗粒组成，这些颗粒在制造过程中被定向排列，形成一个整体的磁场。这种排列使得永磁铁具有很强的磁性，能够吸引或排斥其他磁性物体。与其他磁性材料相比，永磁铁有更高的矫顽力和剩余磁感应强度，因此能够产生更强的磁场。

永磁铁的磁性来源于其中的磁畴。磁畴是由大量的原子磁矩组成的，每个磁矩都有一个自旋。在没有外界磁场作用时，磁矩的自旋是随机排列的，整个材料没有宏观磁场。然而，当外界磁场作用于永磁铁时，磁矩开始重新排列，使得磁畴在整个材料中呈现出一个统一的方向，从而形成一个宏观磁场。

永磁铁的磁性可以通过多种方式来增强。一种常见的方法是将永磁铁置于一个强磁场中，使得磁矩更容易重新排列。另一种方法是在制造过程中控制合金的成分和热处理，以获得更高的矫顽力和剩余磁感应强度。此外，通过改变永磁铁的形状和尺寸，也可以对其磁性进行调控。

永磁铁在电机和发电机中起着重要的作用。在电机中，永磁铁可以

产生磁场，与电流产生的磁场相互作用，从而产生力矩，驱动电机的转动。在发电机中，外部力矩使得转子转动，而转子上的永磁铁产生的磁场则与线圈中的电流相互作用，从而产生电能。

除了电机和发电机，永磁铁还有其他广泛的应用。在磁共振成像中，永磁铁可以用来产生强大的磁场，使得原子核在磁场中发生共振，从而产生图像。此外，永磁铁还可以用于磁力夹持、磁力传感器、磁力制动等领域。

永磁材料基本知识

2006年08月26日星期六 08:56

1、什么是永磁材料的磁性能，它包括哪些指标？

永磁材料的主要磁性能指标是：剩磁(Jr, Br)、矫顽力(bHc)、内禀矫顽力(jHc)、磁能积(BH)m。我们通常所说的永磁材料的磁性能，指的就是这四项。永磁材料的其它磁性能指标还有：居里温度(Tc)、可工作温度(Tw)、剩磁及内禀矫顽力的温度系数(Brθ, jHcθ)、回复导磁率(μrec.)、退磁曲线方形度( Hk/ jHc)、高温减磁性能以及磁性能的均一性等。

除磁性能外，永磁材料的物理性能还包括密度、电导率、热导率、热膨胀系数等；机械性能则包括维氏硬度、抗压（拉）强度、冲击韧性等。此外，永磁材料的性能指标中还有重要的一项，就是表面状态及其耐腐蚀性能。

2、什么叫磁场强度(H)？

1820年，丹麦科学家奥斯特(H. C. Oersted)发现通有电流的导线可以使其附近的磁针发生偏转，从而揭示了电与磁的基本关系，诞生了电磁学。实践表明：通有电流的无限长导线在其周围所产生的磁场强弱与电流的大小成正比，与离开导线的距离成反比。定义载有1安培电流的无限长导线在距离导线1/2π米远处的磁场强度为1A/m(安/米，国际单位制SI)；在CGS单位制(厘米-克-秒)中，为纪念奥斯特对电磁学的贡献，定义载有1安培电流的无限长导线在距离导线0.2厘米远处磁场强度为1Oe（奥斯特），1Oe=1/(4π×10³) A/m。磁场强度通常用H表示。

3、什么叫磁极化强度(J)，什么叫磁化强度(M)，二者有何区别？

永磁铁的微观原理及应用

1. 永磁铁的微观结构

永磁铁是一种具有持久磁性的材料，它能够长时间地保持自身的磁性。其微观

结构主要由以下两种成分组成：

•磁性粒子：永磁铁的磁性来自于其内部的磁性粒子，通常是由铁、镍、钴等磁性金属组成。这些磁性粒子会形成微观磁畴，并在外加磁场的作用下，排列成宏观上可见的磁性体。磁性粒子的排列方式和结构密度会决定永磁铁的磁性强度和稳定性。

•非磁性基体：在磁性粒子之间存在非磁性基体，通常是由氧化物等非磁性物质组成。非磁性基体的存在可以增强永磁铁的稳定性，减少磁性粒子的磁畴边界相互干涉，从而提高磁性体的磁化强度和耐用性。

2. 永磁铁的磁化过程

永磁铁的磁化过程是将其内部的磁性粒子重新排列，以获取更强的磁性。一般

情况下，永磁铁的磁化过程包括如下几个步骤：

•预处理：永磁铁在制造之前，通常需要进行磁场预处理。这个步骤可以使永磁铁的磁畴排列更加有序，提高其磁性强度和稳定性。

•外加磁场：永磁铁在预处理之后，需要经过外加磁场的作用。通过将永磁铁置于一个足够强的磁场中，可以使磁性粒子重新排列，增强磁性体的磁化强度。

•固化：外加磁场处理后的永磁铁需要进行固化，以确保其在外加磁场消失后仍然保持其磁性。固化过程通常是将永磁铁加热至一定温度，并在这个温度下保持一段时间，使磁性粒子之间的结合更加牢固。

3. 永磁铁的应用领域

由于其稳定的磁性和较高的磁化强度，永磁铁在多个领域都有广泛的应用。以

下是一些常见的应用领域：

•电机与发电机：永磁铁广泛应用于电机和发电机中，用于产生磁场或转换电能与机械能之间的相互转换。永磁电机和发电机具有高效率、小体积和长寿命等优点，被广泛应用于汽车、风力发电、电力工具等领域。

永磁材料基本知识

2006年08月26日星期六 08:56

1、什么是永磁材料的磁性能，它包括哪些指标？

2、什么叫磁场强度(H)？

3、什么叫磁极化强度(J)，什么叫磁化强度(M)，二者有何区别？

永磁材料基本性能术语解析

永磁材料基本性能解析

1、什么是永磁材料的磁性能，它包括哪些指标？

2、什么叫磁场强度(H)？

3、什么叫磁极化强度(J)，什么叫磁化强度(M)，二者有何区别？

现代磁学研究表明：一切磁现象都起源于电流。磁性材料也不例外，其铁磁现象是起源于材料内部原子的核外电子运动形成的微电流，亦称分子电流。这些微电流的集合效应使得材料对外呈现各种各样的宏观磁特性。因为每一个微电流都产生磁效应，所以把一个单位微电流称为一个磁偶极子。定义在真空中每单位外磁场对一个磁偶极子产生的最大力矩为磁偶极矩pm，每单位材料体积内磁偶极矩的矢量和为磁极化强度J，其单位为T（特斯拉，在CGS单位制中，J的单位为Gs，1T=10000Gs）。

钕铁硼永磁材料基本知识讲义

钕铁硼（NdFeB）永磁材料是一种由钕（Nd）、铁（Fe）和硼（B）三

种元素组成的合金材料。它具有非常高的磁性能，被广泛应用于电机、发

电机、计算机硬盘、声音设备等领域。本讲义将从材料组成、磁性能、工

艺制备和应用等方面介绍钕铁硼永磁材料的基本知识。

一、材料组成

钕铁硼合金的化学成分主要由钕、铁和硼组成，其中钕的含量一般在25%~35%，铁的含量在64%~68%，硼的含量在1%~3%左右。此外，还可以添

加一些其他元素如铁、硅、铝等，以调整合金的磁性能和耐腐蚀性能。

二、磁性能

钕铁硼永磁材料具有极高的磁能积（BHmax）、饱和磁化强度（Bs）

和剩余磁化强度（Br）。磁能积是指磁体能够储存和释放的磁能量的最大值，决定了材料的磁性能。饱和磁化强度和剩余磁化强度则分别表示了材

料在饱和磁场和零磁场下的磁性能。钕铁硼永磁材料的磁性能远高于其他

传统永磁材料，是目前已知的最强的永磁材料。

三、工艺制备

钕铁硼永磁材料的制备过程一般包括熔炼、粉末冶金和烧结工艺。首先，将合金元素按一定比例在真空或氩气保护下熔炼成块状合金。然后，

将熔炼的合金冷却后破碎成颗粒状的粉末。最后，使用压力或注射成型等

方式将粉末压制成所需形状的坯体，然后在高温下进行烧结。烧结过程中，粉末颗粒之间发生扩散反应，形成致密的晶粒结构，提高磁性能。

四、应用

钕铁硼永磁材料由于其优异的磁性能，被广泛应用于许多领域。在电机行业中，钕铁硼磁体可以大大提高电机的功率密度和效率，使得电机更小巧轻便。在声音设备上，钕铁硼磁体可以提供更高的音质和音量。同时它也被应用在汽车、航天、国防、仪器仪表等领域。此外，钕铁硼永磁材料还可以用于制备磁性材料、磁性制品、磁性玩具等。

永磁材料基本知识

1、什么是永磁材料的磁性能，它包括哪些指标？

2、什么叫磁场强度(H)？

3、什么叫磁极化强度(J)，什么叫磁化强度(M)，二者有何区别？

永磁材料大体知识

2006年08月26日礼拜六 08:56

1、什么是永磁材料的磁性能，它包括哪些指标？

2、什么叫磁场强度(H)？

1820年，丹麦科学家奥斯特(H. C. Oersted)发现通有电流的导线可以使其附近的磁针发生偏转，从而揭示了电与磁的基本关系，诞生了电磁学。实践表明：通有电流的无限长导线在其周围所产生的磁场强弱与电流的大小成正比，与离开导线的距离成反比。定义载有1安培电流的无限长导线在距离导线1/2π米远处的磁场强度为1A/m(安/米，国际单位制SI)；在CGS单位制(厘米-克-秒)中，为纪念奥斯特对电磁学的贡献，定义载有1安培电流的无限长导线在距离导线厘米远处磁场强度为1Oe（奥斯特），1Oe=1/(4π×10³) A/m。磁场强度通常用H表示。

3、什么叫磁极化强度(J)，什么叫磁化强度(M)，二者有何区别？

一文读懂永磁电机

⼀⽂读懂永磁电机

永磁电机------Permanent magnet motor

电机是以磁场为媒介进⾏电能与机械能相互转换的电⼒机械，⽽永磁电机采⽤永磁体产⽣电机的磁场，⽆需励磁线圈也⽆需励磁电流。

permanent magnet motor———即⽤永磁体建⽴磁场的⼀种电机。

永磁电机的发展跟永磁材料的发展密切相关，下⾯我们先来了解⼀下永磁体。

什么是永磁体

永磁体也叫硬磁体，能够长期保持其磁性的磁体称永久磁体。如天然的磁⽯（磁铁矿）和⼈造磁体（铝镍钴合⾦）等。磁体中除永久磁体外，也有需通电才有磁性的电磁体。永磁体不易失磁，也不易被磁化。

钢或其他材料能成为永磁体，就是因为它们经过恰当地处理、加⼯后，内部存在的不均匀性处于最佳状态，矫顽⼒最⼤。铁的晶体结构、内应⼒等不均匀性很⼩，矫顽⼒⾃然很⼩，使它磁化或去磁都不需要很强的磁场，因此，它就不能变成永磁体。

通常把磁化和去磁都很容易的材料，称为“软”磁性材料。“软”磁性材料不能作永磁体，铁就属于这种材料。

永磁材料及其分类

permanent magnetic material——永磁材料，具有宽磁滞回线、⾼矫顽⼒、⾼剩磁，⼀经磁化即能保持恒定磁性的材料，⼜称硬磁材料。

从永磁材料的发展历史来看，⼗九世纪末使⽤的碳钢，磁能积（BH）max(衡量永磁体储存磁能密度的物理量)不⾜1MGOe(兆⾼奥)，⽽国外批量⽣产的Nd-Fe-B永磁材料，磁能积已达

50MGOe以上。

这⼀个世纪以来，材料的剩磁Br提⾼甚⼩，能积的提⾼要归功于矫顽⼒Hc的提⾼。⽽矫顽⼒的提⾼，主要得益于对其本质的认识和⾼磁晶各向异性化合物的发现，以及制备技术的进步。

永磁材料的分类

立志当早，存高远

永磁材料的分类

第一大类是：合金永磁材料，包括稀土永磁材料(钕铁硼Nd2Fe14B)、钐钴(SmCo)、铝镍钴(AlNiCo)

第二大类是：铁氧体永磁材料(Ferrite)

这些就是目前市面上的主要永磁材料，还有一些因生产工艺原或成本原因，

不能大范围应用而淘汰，如Cu-Ni-Fe(铜镍铁)、Fe-Co-Mo(铁钴钼)、Fe-Co-

V(铁钴钒)、MnBi(锰铋)

1. 稀土永磁材料(钕铁硼Nd2Fe14B)：按生产工艺不同分为以下三种

(1)、烧结钕铁硼(Sintered NdFeB)烧结钕铁硼永磁体经过气流磨制粉后冶炼而成，矫顽力值很高，且拥有极高的磁性能，其最大磁能积(BHmax)高过铁氧

体(Ferrite)10 倍以上。其本身的机械性能亦相当之好，可以切割加工不同的形

状和钻孔。高性能产品的最高工作温度可达200 摄氏度。由于它的物质含量容

易导致锈蚀，所以根据不同要求必须对表面进行不同的凃层处理。(如镀锌、

镍、环保锌、环保镍、镍铜镍、环保镍铜镍等)。非常坚硬和脆，有高抗退磁

性，高成本/性能比例，不适用于高工作温度(200℃)。

(2)、粘结钕铁硼(Bonded NdFeB)粘结钕铁硼是将钕铁硼粉末与树脂、塑胶

或低熔点金属等粘结剂均匀混合，然后用压缩、挤压或注射成型等方法制成的

复合型钕铁硼永磁体。产品一次成形，无需二次加工、可直接做成各种复杂的

形状。粘结钕铁硼的各个方向都有磁性，可以加工成钕铁硼压缩模具和注塑模具。精密度高、磁性能极佳、耐腐蚀性好、温度稳定性好。

(3)、注塑钕铁硼(Zhusu NdFeB)有极高之精确度、容易制成各向异性形状复

永磁材料的用途

一、引言

永磁材料是一类具有磁性的材料，具有较高的磁化强度和较强的稳定性，被广泛应用于各个领域中。

二、永磁材料的分类

1.金属永磁材料：包括钕铁硼、钴铁、铝镍钴等；

2.合成永磁材料：包括铁氧体、钡铁氧体等。

三、永磁材料的用途

1.电机领域

(1)直流电机：使用永磁材料可以提高电机效率；

(2)交流电机：使用永磁同步电机可以提高转速和功率密度。

2.传感器领域

(1)霍尔传感器：使用永磁材料可以提高灵敏度和稳定性；

(2)温度传感器：使用铜镍锰合金和铝镍钴合金制成的永磁体，可用于制作温度传感器。

3.音频领域

(1)扬声器：使用永磁铜锌合金可以提高灵敏度和音质；

(2)耳机：使用钕铁硼或钴铝合金可以提高音质和音量。

4.医疗领域

(1)磁共振成像(MRI)：使用永磁材料可以产生强大的磁场，用于成像；

(2)治疗器：使用永磁材料可以制造小型的治疗器，如针灸治疗器等。

5.其他领域

(1)电子锁：使用永磁铁氧体可以制作电子锁；

(2)玩具：很多玩具中都使用了永磁材料，如陀螺、拼图等。

四、永磁材料的优点

1.高稳定性：永久性的磁性能够保持很长时间；

2.高效率：在电机和发电机中使用时，能够提高效率；

3.小尺寸：由于其高稳定性和高效率，可以制造出小型化的设备。

五、永磁材料的缺点

1.价格昂贵：由于其稀有元素含量较高，价格较贵；

2.易碎性：某些永磁材料易碎，在加工过程中需要特别注意。

六、结论

随着技术的不断进步和应用领域的不断扩大，相信永磁材料的应用前景会越来越广阔。

永磁体材料

永磁体材料是指具有永久磁性的材料。常见的永磁体材料有钕铁硼磁体和钴铁磁体。

钕铁硼磁体是目前应用最广泛的永磁体材料之一。它由钕、铁、硼等元素组成，具有非常高的磁能积和较高的矫顽力，能够产生很强的磁力。钕铁硼磁体具有优异的磁性能，可以制成各种形状和尺寸，广泛应用于电子、电机、声学、磁传感器等领域。

与钕铁硼磁体相比，钴铁磁体具有较低的磁能积和矫顽力，但其具有较高的工作温度和较好的抗腐蚀性能。钴铁磁体由钴和铁等元素组成，常用于高温和特殊环境下的应用，如汽车发动机、风力发电机等。

永磁体材料具有以下特点：

1. 高磁能积和强磁力：永磁体材料具有很高的能量存储密度和强大的磁场能力，能够提供较强的磁力。

2. 稳定的磁性能：永磁体材料的磁性能稳定，不易受外界温度、湿度、震动等因素的影响，长期保持高磁性能。

3. 高工作温度：永磁体材料具有较高的工作温度，钕铁硼磁体可达150℃以上，钴铁磁体可达500℃以上。

4. 良好的耐腐蚀性：钴铁磁体表面可进行特殊的处理，具有较好的抗腐蚀性能，可应用于一些特殊环境下。

5. 可塑性强：永磁体材料可根据需要制成各种形状和尺寸，如圆柱形、方形、片状等，方便于不同的应用。

然而，永磁体材料也存在一定的局限性。首先，钕铁硼磁体和钴铁磁体的成本较高，价格昂贵；其次，磁性能易受温度影响，在过高或过低的温度环境下，磁性能会发生变化；此外，永磁体材料的加工难度较大，制造工艺较为复杂。

综上所述，永磁体材料具有重要的应用价值，能够满足很多领域对高性能磁性材料的需求。随着科技的发展，永磁体材料的磁性能还有望进一步提升，应用范围也将更加广泛。

钕铁硼永磁材料

钕铁硼（NdFeB）永磁材料是一种具有极高磁能积和优良磁导率的稀土永磁材料。它由钕（Nd）、铁（Fe）、硼（B）等元素组成，是目前最具磁导率和磁能积的永磁材料之一。

钕铁硼材料的磁能积大，磁导率高，是因为它具有较高的剩磁和矫顽力。剩磁指的是材料在磁场作用下去除磁场后仍然保持的磁化程度，它决定了材料的磁性能。矫顽力是指材料在去除外磁场时所需的磁场强度，它决定了材料的磁饱和度。钕铁硼材料具有极高的剩磁和矫顽力，使其具有极强的磁导率和磁能积。

钕铁硼材料具有许多优良的性能。首先，它具有极高的磁导率，使其在磁场中具有较高的磁化强度和较大的磁能积。其次，它具有较高的矫顽力和较高的抗磁交变损耗能力，使其能够在较高频率下工作。再次，钕铁硼材料具有优良的温度稳定性，可在较高温度下仍然具有良好的磁性能。此外，它还具有优良的机械性能和可加工性，可根据需要进行切割、研磨、钻孔等工艺加工。

由于钕铁硼材料的优异性能，它被广泛应用于各种领域。在电机和发电机领域，钕铁硼永磁材料被用于制造高效能的电机和发电机。在电子设备领域，它被用于制造高性能的磁头、音箱、电子传感器等产品。在磁性材料研究领域，钕铁硼材料被用于制备粉末材料、磁性涂层和复合材料。在科学研究领域，它被用于制备高强度磁场、磁选设备和磁共振成像设备等。

总之，钕铁硼永磁材料是一种具有极高磁能积和优良磁导率的稀土永磁材料。它具有极高的磁导率、磁能积、温度稳定性和机械性能，广泛应用于电机、发电机、电子设备、磁性材料研究和科学研究等领域。

永磁的名词解释

永磁，顾名思义，是指具有永久磁性的物质或装置。在自然界中，许多矿石和合金都具有磁性，但这种磁性通常是由外部磁场激发的，一旦去除外部磁场，它们的磁性也会随之消失。而永磁材料则是一种特殊的磁性材料，它们不需要外部磁场的激励，能够自行保持一定的磁性，并且能够长时间稳定地持续输出磁场。

永磁材料具有许多独特的性质，这使得它们在多个领域中得到了广泛的应用。首先，永磁材料具有较高的磁导率和饱和磁感应强度，这使得它们在制造电机和发电机等磁性装置时能够提供较大的输出功率。其次，永磁材料具有良好的磁化特性和磁留效应，这使得它们在制造存储器和传感器等电子器件时能够提供较高的灵敏度和稳定性。此外，永磁材料还具有化学稳定性和机械强度高的优点，这使得它们在制造汽车零部件、音频设备和医疗器械等领域也有广泛应用。

目前，市场上主要存在两类永磁材料，一类是铁氧体材料，另一类是稀土永磁材料。铁氧体是由铁氧矿石烧结而成的，具有较高的磁饱和感应强度和低的成本，但是在磁性能方面相对较弱。稀土永磁材料则是由稀土金属和过渡金属混合制备而成的，具有极高的磁性能，但是价格较高。稀土永磁材料可以进一步分为NdFeB （钕铁硼）和SmCo（钐钴）两种类型，它们分别以其材料的成分命名。

近年来，随着科技的不断进步和商业的发展，永磁材料也在不断演化和创新。研究人员正在寻求开发新的永磁材料，以提高磁性能、减少成本，并减少对稀土金属等有限资源的依赖。此外，永磁装置也在不断发展，例如永磁直线电动机、永磁电动汽车和永磁制冷设备等。这些新型装置的应用将进一步推动永磁材料的发展。

一文看懂永磁材料

永磁材料又称硬磁材料，其特点是各向异性场高，矫顽力高，磁滞回线面积大，磁化到饱和需要的磁化场大，去掉外磁场后它仍能长期保持很强的磁性。实用中，永磁材料工作于深度磁饱和及充磁后磁滞回线的第二象限退磁部分。永磁材料作为一种重要的基础性磁性功能材料，应用领域非常广阔。我国的永磁材料产业在世界上举足轻重，不仅从事生产、应用的企业众多，研究工作也一直方兴未艾。下面介绍永磁材料的种类、主要性能、应用注意事项、选择原则。

永磁材料的种类

一、铁氧体

1、铁氧体是一种非金属磁性材料，又称磁性瓷。我们拆开传统收音机，里面的那个喇叭磁铁，就是铁氧体的。

2、铁氧体的磁性能不高，目前磁能积（衡量磁铁性能高低的参数之一）只能做到4MGOe 稍微高一些。这种材料有个最大的优点，就是价格低廉。目前，仍然广泛应用在很多领域。

3、铁氧体是瓷，因此，加工性能也与瓷类似，铁氧体磁铁，都是模具成形，烧结出来的，若需加工，也只有进行简单的磨削。由于很难进行机械加工，因此铁氧体产品，大多形状简单，而且尺寸公差比较大。方块形状产品还好，可以进行磨削。圆环形的，一般只磨削两个平面。其他尺寸公差，都是按照名义尺寸的百分比给定的。

4、由于铁氧体应用广泛价格低廉，因此，很多厂家会有现成的常规形状和尺寸的圆环，方块等产品可供选择。由于铁氧体是瓷材质，因此基本不存在腐蚀问题。成品不需要进行电镀等表面处理或者涂装。

二、橡胶磁

1、橡胶磁是铁氧体磁材系列中的一种，由粘结铁氧体磁粉与合成橡胶复合，经挤出成型、压延成型、注射成型等工艺而制成的具有柔软性、弹性及可扭曲的磁体。可加工成条状、卷状、片状、块状、圆环及各种复杂形状。

永磁材料基础知识

Fra Baidu bibliotek 一、前言
永磁材料具有电磁能与机械能相互转换的功能，又在一定条件下会产生一系列磁的效应，如磁共振效应、磁力学效应、磁化学效应、磁光效应、磁生物效应及霍耳效应等等。利用永磁材料的特性可作成多种永磁器件。这些永磁器件广泛用于计算机、网络信息、仪器仪表、通讯、航空航天、交通、办公自动化、家电、医疗保健、生物养殖、海洋探测等高新技术领域。永磁材料已成为高新技术、新兴产业与社会进步的重要物质基础材料之一。它的发展将促进工业技术的发展，包括永磁电机等的进步和发展。
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三、永磁材料应用简述
1.永磁材料的应用
(1)吸附、广告、图书管理、教具等； (2)磁电机磁体、玩具电机、汽车及家用电器用电机磁体等等； (3)微波器件及引波管，磁控管用磁体； (4)无源磁能源用磁体等等； (5)医疗、磁疗用磁体； (6)磁水器、磁防蜡器用磁体； (7)生物养殖； (8)海洋探测等等。
B-H曲线、J-H曲线、M-H 曲线
二、永磁材料的基本特性
M
B
Mr
D
Br
D
BC
Ms
C
Bs
B
A
A
O
Hs
H
(a) M-H曲线
O
H Hs
(b) B-H曲线

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一文瞧懂永磁材料

永磁材料又称硬磁材料,其特点就是各向异性场高,矫顽力高,磁滞回线面积大,磁化到饱与需要的磁化场大,去掉外磁场后它仍能长期保持很强的磁性。实用中,永磁材料工作于深度磁饱与及充磁后磁滞回线的第二象限退磁部分。永磁材料作为一种重要的基础性磁性功能材料,应用领域非常广阔。我国的永磁材料产业在世界上举足轻重,不仅从事生产、应用的企业众多,研究工作也一直方兴未艾。下面介绍永磁材料的种类、主要性能、应用注意事项、选择原则。

永磁材料的种类

一、铁氧体

1、铁氧体就是一种非金属磁性材料,又称磁性陶瓷。我们拆开传统收音机,里面的那个喇叭磁铁,就就是铁氧体的。

2、铁氧体的磁性能不高,目前磁能积(衡量磁铁性能高低的参数之一)只能做到4MGOe稍微高一些。这种材料有个最大的优点,就就是价格低廉。目前,仍然广泛应用在很多领域。

3、铁氧体就是陶瓷,因此,加工性能也与陶瓷类似,铁氧体磁铁,都就是模具成形,烧结出来的,若需加工,也只有进行简单的磨削。由于很难进行机械加工,因此铁氧体产品,大多形状简单,而且尺寸公差比较大。方块形状产品还好,可以进行磨削。圆环形的,一般只磨削两个平面。其她尺寸公差,都就是按照名义尺寸的百分比给定的。

4、由于铁氧体应用广泛价格低廉,因此,很多厂家会有现成的常规形状与尺寸的圆环,方块等产品可供选择。由于铁氧体就是陶瓷材质,因此基本不存在腐蚀问题。成品不需要进行电镀等表面处理或者涂装。

二、橡胶磁

1、橡胶磁就是铁氧体磁材系列中的一种,由粘结铁氧体磁粉与合成橡胶复合,经挤出成型、压延成型、注射成型等工艺而制成的具有柔软性、弹性及可扭曲的磁体。可加工成条状、卷状、片状、块状、圆环及各种复杂形状。

2、它的磁能积为0、60～1、50 MGOe橡胶磁材的应用领域:冰箱、讯息告示架、将物件固定于金属体以用作广告等的紧固件,用于玩具、教学仪器、开关与感应器的磁片。

3、主要应用于微特电机、电冰箱、消毒柜、厨柜、玩具、文具、广告等行业。

三、钐钴

1、钐钴磁铁,主要成分就是钐与钴。由于两种材料本身价格昂贵,因此,钐钴磁铁也就是几种磁铁里面最贵的一种。钐钴磁铁的磁能积,目前可以做到30MGOe, 甚至更高一些。

2、另外,钐钴磁铁的矫顽力很高,耐高温,可应用于350摄氏度的高温,因此在很多应用场合无法替代。钐钴磁铁,属于粉末冶金产品。一般厂家根据成品的尺寸与形状需要,烧结成方块毛坯,然后再使用金刚石刀片切割成成品尺寸。由于钐钴具有导电性,因此可以进行线切割加工。

3、理论上说,钐钴可以切成线切割能切成的形状,如果不考虑充磁与较大尺寸的问题。钐钴磁铁,耐腐蚀性很好,一般不需要进行防腐电镀或涂装。另外,钐钴磁铁质地很脆,因此加工小尺寸或者薄壁产品比较困难。

四、钕铁硼

1、钕铁硼就是目前应用广泛,发展迅速的磁铁产品。钕铁硼从发明到现在的广泛应用,也不过20多年的时间。由于其拥有的高磁性能与易加工性,价格不就是很高,因此应用领域扩大迅速。

2、目前,商品化的钕铁硼,磁能积可以达到50MGOe,就是铁氧体的10倍。钕铁硼也属于粉末冶金产品,加工方式与钐钴类似。

3、目前,钕铁硼的最高工作温度在180摄氏度左右。如果就是恶劣环境应用,一般推荐不超过140摄氏度。钕铁硼非常容易被腐蚀。因此,成品大多要进行电镀或者涂装。

4、常规采用的表面处理包括: 镀镍(镍铜镍), 镀锌,镀铝,电泳等。如果工作在密闭环境里,也可以采用磷化的方式。由于钕铁硼的高磁性能,在很多场合,被用来替代其她磁性材料,用以减小产品体积。假如用铁氧体磁铁,现在的手机尺寸,恐怕不会小于半块砖头。

5、钐钴磁铁与钕铁硼这两种磁铁,都拥有比较好的加工性能。因此,产品的尺寸公差要大大优于铁氧体。一般产品,尺寸公差可以做到(+/-)0、05mm。

五、铝镍钴

1、铝镍钴磁铁,有铸造与烧结两种工艺。国内做铸造的比较多。铝镍钴的磁能积可达9MGOe,并有个最大的特点,就就是耐高温,工作温度可达到550摄氏度。但就是,铝镍钴在反向磁场下,非常容易退磁。如果您把两个铝镍钴的相同极向(两个N或者两个S)用力顶在一起,其中一个磁铁的磁场就会被退掉或反转。因此不适于工作在反向磁场下(如电机)。

2、铝镍钴硬度很高,虽然也能进行磨削与线切割,但就是成本较高。一般供货的成品,有磨削好的或者不磨削两种。铝镍钴在传感器领域的应用比较广。

永磁材料的主要性能

1、剩磁感应强度

永磁材料在外磁场中充磁到饱与后,当外磁场为零时,永磁材料所具有的磁感应强度值。此项指标数据直接关系着电机中气隙磁密的高低。磁感应强度值越高,电机的气隙磁密将可能较高,转矩常数、反电势系数等电机的主要指标将达到最佳值,电机的电负荷与磁负荷的取值关系才可能最合理,效率才能达到最佳。

2、矫顽力Hc,(磁感应矫顽力Hc b )

永磁材料在饱与磁化的情况下,当剩磁感应强度Br 降到零时所需要的反向磁场强度。此项指标与电机的抗退磁能力即过载倍数与气隙磁密等指标相关。Hc 值越大,电机的抗退磁能力越强,过载倍数越大,对强退磁动态工作环境的适应能力越强。同时电机的气隙磁密也会有所提高。

3、最大磁能积BHmax

永磁材料向外磁路提供的磁场能量的最大值。此项指标与电机中永磁材料的用量直接相关,BHmax 越大,预示着该种永磁材料对外磁路能提供的磁场能量越大,即在相同功率情况下电机中使用的永磁材料越少。

4、内禀矫顽力Hc i

该项指标就是指当剩余磁化强度M 降到零时的磁场强度值。退磁曲线上B=0 时对应的Hc b 值仅表示永磁体此时不能够向外磁路提供能量,并不代表永磁体自身不具备能量。但当M=0 时对应的Hc i 值却表示此时永磁体已真正退磁,自身已完全无磁场能量储存。虽然Hc i 与电机工作点无直接相关,但它才就是永磁材料的真正矫顽力,代表着永磁材料拥有磁场能量与抗去磁场的能力。内禀矫顽力的大小与永磁材料的温度稳定性密切相关。内禀矫顽力越高,永磁材料的工作温度才可能越高。

5、温度系数α

温度就是对永磁材料磁性能影响的主要因素之一,当温度每变化1℃时磁性能可逆变化的百分率称为磁性材料的温度系数。温度系数可分为剩磁感应温度系数与矫顽力温度系数。该项指标对电机的性能稳定性影响较大,温度系数越高,电机运行从冷态到热态时指标的变化越大,它直接限制了电机的使用温度范围。间接影响到电机的功率体积比。

永磁材料应用注意事项

1、永磁材料的实际磁性能与生产厂的具体制造工艺有关,其值与标准规定的数据之间往往存在一定的偏差。同一种牌号的永磁材料,不同工厂或同一工厂不同批号之间都会存在一定的磁性能差别。对于电机中实际采用的永磁体形状与尺寸,其磁性能与标准数据之间也会存在一定的差别。

另外,充磁机的容量大小与充磁方法都会影响永磁体磁化状态的均匀性,影响磁性能。因此,为提高电机设计计算的准确性,需要向生产厂家索取该批号的实际尺寸的永磁体在室温与工