磁性材料相关的知识-基础篇3

4.剩磁 Br

是指将一个磁铁在闭路环境下被外磁场充磁到技术饱和后撤消外磁场,此时烧结钕铁硼磁铁表现的磁感应强度。通俗的讲可以暂且理解为充磁后磁体的磁力。单位为特斯拉(T)和高斯(Gs),1Gs=0.0001T。

5.矫顽力 Hcb

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。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,此时若撤消外磁场,磁体仍具有一定的磁性能。1A/m=(4π/1000)Oe, 1 Oe =(1000/4π) A/m。

6.内禀矫顽力 Hcj

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。磁材牌号的分类就是按照其内禀矫顽力的大小划分。低矫顽力N、中等矫顽力M、高矫顽力H、特高矫顽力UH、极高矫顽力EH、至高矫顽力TH。

7.最大磁能积 (BH)max

代表了磁铁两磁极空间所建立的磁能量密度,即气隙单位体积的静磁能量,是B与H乘积的最大值,它的大小直接表明了磁体的性能高低。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(BH)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,能得到较高的表磁;

Br低,Hcj高:要得到相同表磁,需用较高充磁电压。

8.SI制和CGS制

国际单位制(SI)和高斯单位制(CGS)是两种不同的计量系统,它们之间的换算关系较为复杂,类似于长度单位中的“米”与“里”的区别。

9.居里温度

居里点是磁性材料从铁磁性转变为顺磁性的临界温度。当温度低于居里点时,材料表现为铁磁性,其内部磁场难以被外部磁场改变。而当温度超过居里点时,材料转变为顺磁性,其磁场容易随外部磁场变化。

居里点是磁性材料的理论工作温度上限,对于钕铁硼而言,其居里点大约在320至380摄氏度之间,与磁铁的晶体结构有关。一旦温度达到居里点,磁体内的分子会剧烈活动,导致退磁,且这种退磁是不可逆的。退磁后的磁铁可以重新磁化,但其磁力会大幅降低,通常只能恢复到原来的大约50%。

10.工作温度

烧结钕铁硼的最高工作温度远低于其居里点。在工作温度范围内,随着温度的升高,磁力会有所下降,但在冷却后大部分磁力可以恢复。

居里点越高,磁性材料的工作温度也相对越高,且温度稳定性更佳。通过在烧结钕铁硼中添加钴、铽、镝等元素,可以提高其居里点,这也是高矫顽力产品中普遍含有镝的原因。

烧结钕铁硼的最高使用温度取决于其磁性能和工作点的选择。对于同一块烧结钕铁硼磁铁,工作磁路越闭合,其最高使用温度越高,性能也越稳定。因此,磁铁的最高使用温度并非一个固定值,而是随着磁路的闭合程度而变化。

11.磁场取向

磁性材料可以分为各向同性磁体和各向异性磁体。各向同性磁体在所有方向上的磁性能都相同,可以随意吸附;而各向异性磁体在不同方向上的磁性能不同,能够获得最佳磁性能的方向被称为磁体的定向方向。

以一块方形的烧结钕铁硼磁铁为例,其定向方向上的磁场强度最大,而其他两个方向的磁场强度则相对较小。如果磁性材料在生产过程中进行了定向处理,那么它就是各向异性磁体。烧结钕铁硼通常采用磁场定向压制成型,因此属于各向异性磁体。在生产前,需要确定定向方向,即未来的磁化方向。粉末磁场定向是制造高性能钕铁硼的关键技术之一。(粘结钕铁硼可以是各向同性的,也可以是各向异性的)

 

12.表磁

是指磁体表面某一点的磁感应强度(磁体中心和边缘的表磁不一样),是高斯计与磁体某一表面接触测得的数值,并非该磁体整体的磁性能。

13.磁通量

设在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个面积为S且与磁场方向垂直的平面,磁感应强度B与面积S的乘积,叫做穿过这个平面的磁通量,简称磁通,符号“Φ”,单位是韦伯(Wb)。磁通量是表示磁场分布情况的物理量,是一个标量,但有正负,正负仅代表其方向。Φ=B·S,当S与B的垂面存在夹角θ时,Φ=B·S·cosθ。

14.电镀

烧结钕铁硼永磁材料,通过粉末冶金工艺制造,具有很高的化学活性,其内部存在微小的孔隙和空洞,容易在空气中遭受腐蚀和氧化。因此,在应用前,必须进行彻底的表面处理,而电镀作为一种广泛应用的金属表面处理技术,被广泛采用。对于钕铁硼强磁铁,最常见的电镀层为镀锌和镀镍,它们在外观、耐腐蚀性、使用寿命和成本等方面有显著差异:

抛光效果:镀镍在抛光效果上优于镀锌,外观更为光亮。对外观要求较高的产品通常选择镀镍,而那些不外露的磁铁,对外观要求不高的,则通常选择镀锌。

耐腐蚀性:锌是活泼金属,易与酸反应,因此耐腐蚀性较差;而镀镍的耐腐蚀性更强。

使用寿命:由于耐腐蚀性的差异,镀锌的使用寿命通常短于镀镍,主要表现在长期使用后表面镀层易脱落,导致磁体氧化,影响磁性能。

硬度:镀镍的硬度高于镀锌,能有效防止碰撞导致的损坏,如磁铁的掉角或碎裂。

成本:在成本方面,镀锌具有明显优势,价格从低到高依次为镀锌、镀镍和环氧树脂等。

15.单面磁铁

所有磁铁都具有两个磁极,但在某些应用场景中,可能需要仅显示一个磁极的磁铁。为了实现这一点,通常使用铁片覆盖磁铁的一面,以屏蔽该面的磁性,这种磁铁被称为单面磁或单面磁性材料。实际上,并不存在真正的单面磁铁。


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