磁铁的基本特性

永磁体基本性能参数

永磁材料：永磁材料被外加磁场磁化后磁性不消失，可对外部空间提供稳定磁场。钕铁硼永磁体常用的衡量指标有以下四种：

剩磁（Br）单位为特斯拉（T）和高斯（Gs）1Gs=0.0001T将一个磁体在闭路环境下被外磁场充磁到技术饱和后撤消外磁场，此时磁体表现的磁感应强度我们称之为剩磁。它表示磁体所能提供的最大的磁通值。从退磁曲线上可见，它对应于气隙为零时的情况，故在实际磁路中磁体的磁感应强度都小于剩磁。钕铁硼是现今发现的Br最高的实用永磁材料。磁感矫顽力（Hcb）单位是安/米（A/m）和奥斯特（Oe）或1Oe≈79.6A/m处于技术饱和磁化后的磁体在被反向充磁时，使磁感应强度降为零所需反向磁场强度的值称之为磁感矫顽力（Hcb）。但此时磁体的磁化强度并不为零，只是所加的反向磁场与磁体的磁化强度作用相互抵消。（对外磁感应强度表现为零）此时若撤消外磁场，磁体仍具有一定的磁性能。钕铁硼的矫顽力一般是11000Oe以上。

内禀矫顽力（Hcj）单位是安/米（A/m）和奥斯特（Oe）1Oe ≈79.6A/m使磁体的磁化强度降为零所需施加的反向磁场强度，我们称之为内禀矫顽力。内禀矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的一个物理量，如果外加的磁场等于磁体的内禀矫顽力，磁体的磁性将会基本消除。钕铁硼的Hcj会随着温度的

升高而降低所以需要工作在高温环境下时应该选择高Hcj的牌号。

磁能积(BH)单位为焦/米3（J/m3）或高•奥（GOe）1MGOe ≈7.96k J/m3

退磁曲线上任何一点的B和H的乘积既BH我们称为磁能积,而B×H的最大值称之为最大磁能积(BH)max。磁能积是恒量磁体所储存能量大小的重要参数之一，(BH)max越大说明磁体蕴含的磁能量越大。设计磁路时要尽可能使磁体的工作点处在最大磁能积所对应的B和H附近。

各向同性磁体：任何方向磁性能都相同的磁体。

各向异性磁体：不同方向上磁性能会有不同；且存在一个方向，在该方向取向时所得磁性能最高的磁体。烧结钕铁硼永磁体是各向异性磁体。

取向方向：各向异性的磁体能获得最佳磁性能的方向称为磁体的取向方向。也称作“取向轴”，“易磁化轴”。

磁场强度：指空间某处磁场的大小，用H表示，它的单位是安/米（A/m），也有用奥斯特（Oe）作单位的。

磁感应强度：磁感应强度B的定义是：B=μ0(H+M)，其中H 和M分别是磁化强度和磁场强度，而μ0是真空导磁率。磁感应强度又称为磁通密度，即单位面积内的磁通量。单位是特斯拉（T）。磁化强度：指材料内部单位体积的磁矩矢量和，用M表示，单位是安/米（A/m）。它与磁感应强度和

磁场强度有如下关系

B=(M+H)μ0

在各向同性线性媒质中，磁化强度M和磁场强度H成正比，M＝XmH,Xm是磁化率。上式可改写成

B=(1+Xm)μ0H＝μrμ0H＝μH

式中μ＝μrμ0称媒质的磁导率；μr=1+χm称媒质的相对磁导率，为一纯数。

磁通：给定面积内的总磁感应强度。当磁感应强度B均匀分布于磁体表面A时，磁通Φ的一般算式为Φ=B×A。磁通的SI单位是麦克斯韦。

相对磁导率：媒介磁导率相对于真空磁导率的比值，即μr=μ/μo。在CGS单位制中，μo=1。另外，空气的相对磁导率在实际使用中往往值取为1，另外铜、铝和不锈钢材料的相对磁导率也近似为1。

磁导：磁通Φ与磁动势F的比值，类似于电路中的电导。是反映材料导磁能力的一个物理量。

磁导系数Pc：又为退磁系数，在退磁曲线上，磁感应强度Bd与磁场强度Hd的比率，即Pc=Bd/Hd，磁导系数可用来估计各种条件下的磁通值。对于孤立磁体Pc只与磁体的尺寸有关，退磁曲线和Pc线的交点就是磁体的工作点，Pc越大磁体工作点越高，越不容易被退磁。一般情况下对于一个孤立磁体取向长度相对越大Pc越大。因此Pc是永磁磁路设计

中的一个重要的物理量。

磁滞回线当铁磁质的磁化达到饱和之后，B将不再明显增加而趋于定值Bs，Bs为饱和磁感应强度，此时的磁场强度Hs 称为饱和磁场强度。此后将H减小，B也随之减小，但滞后于H的减小，当H=0时，B并不为零，其值Br叫乘余磁感应强度，简称剩磁。欲使B亦变为零，必须加反向磁场，当H=-Hc 时，B值变为零，铁磁材料完全退磁，称Hc为该材料的矫顽力。如果反向磁场继续增大，铁磁材料将反向磁化，当H=-HM 时，磁化达到饱和B=-Bs，此后若减小反向磁场，使H=0，则B=-Br，当H=Hc时，B=0，至H=Hs时，B=Bs。回到正向饱和状态。这样便经历了一个循环过程，B随H变化而形成一闭合曲线，称为铁磁材料的磁滞回线，如下图所示

1、矫顽力，内禀矫顽力？在永磁材料的退磁曲线上，当反向磁场H增大到某一值bHc时，磁体的磁感应强度B为0，称该反向磁场H值为该材料的矫顽力bHc；在反向磁场H= bHc时，磁体对外不显示磁通，因此矫顽力bHc表征永磁材料抵抗外部反向磁场或其它退磁效应的能力。矫顽力bHc是磁路设计中的一个重要参量之一。当反向磁场H=bHc时，虽然磁体的磁感应强度B为0，磁体对外不显示磁通，但磁体内部的微观磁偶极矩的矢量和往往并不为0，也就是说此时磁体的磁极化强度J在原来的方向往往仍保持一个较大的值。因此，bHc还不足以表征磁体的内禀磁特性；当反向磁场H增大到某一值jHc时，磁体内部的微观磁偶极矩的矢量和为0，称该反向磁场H值为该材料的内禀矫顽力jHc。

内禀矫顽力jHc是永磁材料的一个非常重要的物理参量，对于jHc远大于bHc的磁体，当反向磁场H大于bHc但小于jHc时，虽然此时磁体已被退磁到磁感应强度B反向的程度，但在反向磁场H撤消后，磁体的磁感应强度B仍能因内部的

微观磁偶极矩的矢量和处在原来方向而回到原来的方向。也就是说，只要反向磁场H还未达到jHc，永磁材料便尚未被完全退磁。因此，内禀矫顽力jHc是表征永磁材料抵抗外部反向磁场或其它退磁效应，以保持其原始磁化状态能力的一个主要指标。矫顽力bHc和内禀矫顽力jHc的单位与磁场强度单位相同。一般磁性材料的性能可以通过其四个参数来加以表述，即剩余磁感应强度（简称剩磁）Br（单位高斯Gs 或毫特mT，1mT=10Gs），矫顽力Hcb（单位奥斯特Oe），内禀矫顽力Hcj（单位奥斯特Oe），最大磁能积（BH）max （单位兆高奥MGOe）,其中Br,Hcj,max三参数又是最直接的表示。Br,Hcj,max三者的相互关系Br的大小一般可认为能表明磁件充磁后的表面磁场的高低；Hcj的大小可说明磁件充磁后抗退磁及耐温高低的能力；max是Br与Hcj乘积的最大值，它的大小直接表明了磁体的性能高低。

一般来说，max相近的磁体中，Br高，Hcj就偏低；Hcj高，Br就偏低。我们不能以Br,Hcj,max的高低来决定其好坏，要以产品的用途、所需的特性来确定三者的高低；即使在同等max值的条件下，也要看产品的用途、充磁的要求来决定采用高Br值、低Hcj，还是反之。在同等的条件下，即相同尺寸、相同极数和相同的充磁电压，磁能积高的磁件所获得的表磁也高，但在相同的max值时，Br和Hcj的高低对充磁有以下影响：Br高，Hcj低：在同等充磁电压下，能得到较高