磁性材料

磁性材料

磁性材料

磁学解释（名词）；关于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）1T；剩磁将一个磁体在外磁场的作用下充磁到技术饱和后撤；磁感矫顽力（Hcb）单位是奥斯特（Oe）或安/米；磁体在反向充磁时，使磁感应强度降为零所需反向磁场；内禀矫顽力（Hcj）单位为奥斯特（Oe）或安/米；使磁体的磁化强度降为零所需施加的反向磁场强度，

剩磁（Br）单位为特斯拉（T）和高斯（Gs） 1T=10000Gs

剩磁将一个磁体在外磁场的作用下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，故在实际磁路中没有多少实际的用处。钕铁硼的剩磁一般是11500高斯以上。

磁感矫顽力（Hcb）单位是奥斯特（Oe）或安/米（A/m） 1A/m=79.6Oe

磁体在反向充磁时，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（Hc b）。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10000Oe以上。

内禀矫顽力（Hcj）单位为奥斯特（Oe）或安/米（A/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，是表示材料中的磁化强度M退到零的矫顽力。在磁体使用中，磁体矫顽力越高，温度稳定性越好。

磁能积(（BH）max ) 单位为兆高·奥（MGOe）或焦/米3（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，为退磁曲线上的D点。磁能积是恒量磁体所储存能量大小的重要参数之一。在磁体使用时对应于一定能量的磁体，要求磁体的体积尽可能小。

各向同性磁体：任何方向磁性能都相同的磁体。各向同性磁体可以任意方向多极充磁。粘结钕铁硼是各向同性磁体。

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。烧结钕铁硼只能平面轴向多极充磁，粘结钕铁硼可以任意方向多极充磁。

在回转体物体中存在两种方向；轴向和径向。轴向移动就是沿着回转体长度方向的运动（轴向位移、轴向串动）。径向位移是指物体向半径方向的位移。

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"。·磁滞回线：铁磁材料在经过充磁、退磁、反向充磁、再退磁周期性变化时，所获得的关于磁感应强度（横坐标）相对于磁场强度（纵坐标）变化的闭合曲线。

退磁曲线（即B-H曲线）：磁滞回线中，位于第二象限中的部分我们称之为退磁曲线。也即我们所说的B-H的曲线。如图所示：·退磁曲线的膝点：磁体退磁曲线上发生突变、明显发生弯曲的点。室温时退磁曲线呈直线的磁体，在温度升高到一定程度时都会出现膝点。如果磁体的工作点在膝点以下，磁体在动态磁路中工作时会产生不可逆损失。

负载线：连接工作点和退磁曲线坐标原点的一条直线（见上图）。·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）。

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）。 CGS 单位制中的单位为高斯（Gauss）。

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。

漏磁通：磁体回路中未能通过工作气隙而被泄漏的那部分磁通。

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）。

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，空气的磁导率在实际使用中往往值取为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 ：即为导磁率，磁感应强度Bd与其磁化强度的比率，即Pc = Bd/Hd。也即我们所说的"负载线"或磁体的工作点。导磁率可用来衡量磁性材料被磁化的容易程度，或者说是材料对外部磁场的灵敏程度。磁导系数可用来估计各种条件下的磁通值。在磁路中，近似有：Bd/Hd = lm/Lg，其中lm是磁体的长度；Lg是相对应磁体气隙的长度。因此Pc是磁路设计中的一个重要的物理量。

居里温度：对于所有的磁性材料来说，并不是在任何温度下都具有磁性。一般地，磁性材料具有一个临界温度Tc，在这个温度以上，由于高温下原子的剧烈热运动，原子磁矩的排列由有序变成无序。在此温度以下，原子磁矩一致排列，产生自发磁化，材料呈铁磁性。

磁路：磁通流经的回路称为磁路。永磁体和磁轭、气隙、极靴等构成闭合磁路。

气隙：磁回路中磁导率为1的间隙部分，一般为空气间隙，但是也可为其它介质。

磁轭：放置在磁体回路或两磁极中心、引导磁力线通过以减少磁通损失的高磁导率材料，一般

为软磁铁、纯铁或低碳钢。

极靴：放置在磁极处的用来约束磁束的分布及改变其流向的铁磁性材料。

涡流：当磁场发生变化时，传导电流之中所产生的环形电流称之为涡流。涡流能产生反向磁场。涡流对于转动速度或者其它大多数磁路设计都是有害的，故涡流应尽量降低到最小。

磁饱和度：任何可导磁材料在一定条件下都可达到饱和的状态。铁磁材料在将其磁化时会达到饱和。钢铁的磁饱和度为16000到20000高斯。

稳定性：是衡量磁体抗退磁能力的物理量；影响磁体稳定性的因素有温度或外磁场等。可逆温度系数：一个衡量由温度变化引起的磁性能可逆变化的物理量。

永磁材料的分类

磁性材料主要有二大类:

第一是永磁材料(也叫硬磁):材料本身就具有保存磁力的特点

第二是软磁(也叫电磁铁):需要外界通电才能产生磁力

我们平是说的磁铁,一般都是指永磁材料

永磁材料也有二大分类:

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)、钕镍钴（NdNiCO）

第二大类是：铁氧体永磁材料（Ferrite）按生产工艺不同分为：烧结铁氧体（Sintered Ferrite）、粘结铁氧体（橡胶磁 Rubber Magnet）、注塑铁氧体，这三种工艺依据磁晶的取向不同又各分为等方性和异方性磁体。

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）、AlMnC（钴锰碳）

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烧结而成，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涂层处理。(如镀Zn,Ni,Au,Epoxy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）；