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什么是永磁材料?

來源:www.yenimnuri.com 發表時間:2019-09-26

永磁材料又稱“硬磁材料”。一經磁化即能保持恒定磁性的材料。具有寬磁滯回線、高矯頑力和

什么是永磁材料?

磁滯回線

高剩磁。實用中,永磁材料工作于深度磁飽和及充磁后磁滯回線的第二象限退磁部分。常用的永磁材料分為鋁鎳鈷系永磁合金、鐵鉻鈷系永磁合金、永磁鐵氧體、稀土永磁材料和復合永磁材料,現在分別簡述如下:

(1)鋁鎳鈷系永磁合金

以鐵、鎳、鋁元素為主要成分,還含有銅、鈷、鈦等元素。具有高剩磁和低溫度系數,磁性穩定。分鑄造合金和粉末燒結合金兩種。20世紀30~60年代應用較多,現多用于儀表工業中制造磁電系儀表、流量計、微特電機、繼電器等。

(2)鐵鉻鈷系永磁合金

以鐵、鉻、鈷元素為主要成分,還含有鉬和少量的鈦、硅元素。其加工性能好,可進行冷熱塑性變形,磁性類似于鋁鎳鈷系永磁合金,并可通過塑性變形和熱處理提高磁性能。用于制造各種截面小、形狀復雜的小型磁體元件。

什么是永磁材料?

鐵鉻鈷系永磁合金

(3)永磁鐵氧體

主要有鋇鐵氧體和鍶鐵氧體,其電阻率高、矯頑力大,能有效地應用在大氣隙磁路中,特別適于作小型發電機和電動機的永磁體。永磁鐵氧體不含貴金屬鎳、鈷等,原材料來源豐富,工藝簡單,成本低,可代替鋁鎳鈷永磁體制造磁分離器、磁推軸承、揚聲器、微波器件等。但其最大磁能積較低,溫度穩定性差,質地較脆、易碎,不耐沖擊振動,不宜作測量儀表及有精密要求的磁性器件。

(4)稀土材料

主要是稀土鈷永磁材料和釹鐵硼永磁材料。前者是稀土元素鈰、鐠、鑭、釹等和鈷形成的金屬間化合物,其磁能積可達碳鋼的150倍、鋁鎳鈷永磁材料的3~5倍 ,永磁鐵氧體的8~10倍,溫度系數低,磁性穩定,矯頑力高達800千安/米。主要用于低速轉矩電動機、啟動電動機、傳感器、磁推軸承等的磁系統。釹鐵硼永磁材料是第三代稀土永磁材料,其剩磁、矯頑力和最大磁能積比前者高,不易碎,有較好的機械性能,合金密度低,有利于磁性元件的輕型化、薄型化、小型和超小型化。但其磁性溫度系數較高,限制了它的應用。

什么是永磁材料?

稀土材料

(5)復合材料

由永磁性物質粉末和作為粘結劑的塑性物質復合而成。由于其含有一定比例的粘結劑,故其磁性能比相應的沒有粘結劑的磁性材料顯著降低。除金屬復合永磁材料外,其他復合永磁材料由于受粘結劑耐熱性所限,使用溫度較低,一般不超過150℃ 。但復合永磁材料尺寸精度高,機械性能好,磁體各部分性能均勻性好,易于進行磁體徑向取向和多極充磁。主要用于制造儀器儀表、通信設備、旋轉機械、磁療器械及體育用品等 [1] 。

分類

編輯

概述

第一大類是:合金永磁材料,包括稀土永磁材料(釹鐵硼Nd2Fe14B)、釤鈷(SmCo)、鋁鎳鈷(AlNiCo)

第二大類是:鐵氧體永磁材料(Ferrite)

按生產工藝不同分為:燒結鐵氧體、粘結鐵氧體、注塑鐵氧體,這三種工藝依據磁晶的取向不同又各分為等方性和異方性磁體。

這些就是市面上的主要永磁材料,還有一些因生產工藝原或成本原因,不能大范圍應用而淘汰,如Cu-Ni-Fe(銅鎳鐵)、Fe-Co-Mo(鐵鈷鉬)、Fe-Co-V(鐵鈷釩)、MnBi(錳鉍)

稀土永磁材料

稀土永磁材料(釹鐵硼Nd2Fe14B)

按生產工藝不同分為以下三種

(1)燒結釹鐵硼(Sintered NdFeB)——燒結釹鐵硼永磁體經過氣流磨制

什么是永磁材料?

燒結釹鐵硼

粉后冶煉而成,矯頑力值很高,且擁有極高的磁性能,其最大磁能積(BHmax)高過鐵氧體(Ferrite)10倍以上。其本身的機械性能亦相當之好,可以切割加工不同的形狀和鉆孔。高性能產品的最高工作溫度可達200攝氏度。由于它的物質含量容易導致銹蝕,所以根據不同要求必須對表面進行不同的凃層處理。(如鍍鋅、鎳、環保鋅、環保鎳、鎳銅鎳、環保鎳銅鎳等)。非常堅硬和脆,有高抗退磁性,高成本/性能比例,不適用于高工作溫度(>200℃)。

(2)粘結釹鐵硼(Bonded NdFeB)——粘結釹鐵硼是將釹鐵硼粉末與樹脂、塑膠或低熔點金屬等粘結劑均勻混合,然后用壓縮、擠壓或注射成型等方法制成的復合型釹鐵硼永磁體。產品一次成形,無需二次加工、可直接做成各種復雜的形狀。粘結釹鐵硼的各個方向都有磁性,可以加工成釹鐵硼壓縮模具和注塑模具。精密度高、磁性能極佳、耐腐蝕性好、溫度穩定性好。

(3)注塑釹鐵硼(Zhusu NdFeB)——有極高之精確度、容易制成各向異性形狀復雜的薄壁環或薄磁體

燒結鐵氧體

燒結鐵氧體(Sintered Ferrite)的主要原料包括BaFe12O19和SrFe12O19,依據磁晶的取向不同分為等方性和異方性磁體。由于其低廉的價格和適中的磁性能而成為應用較為廣泛的一種磁體。鐵氧體磁鐵是通過陶瓷工藝法制造而成,質地也比較堅硬,也屬脆性材料,由于鐵氧體磁鐵有很好的耐溫性及價格低廉,已成為應用較為廣泛的永磁體。

橡膠磁

橡膠磁(Rubber Magnet)是鐵氧體磁材系列中的一種,由粘結鐵氧體料粉與合成橡

什么是永磁材料?

橡膠磁

膠復合經擠出成型、壓延成型、注射成型等工藝而制成的具有柔軟性、彈性及可扭曲的磁體?杉庸こ蓷l狀、卷狀、片狀及各種復雜形狀。 橡膠磁體由磁粉(SrO6Fe2O3)、聚乙烯(CPE)和其它添加劑(EBSO、DOP)等組成,通過擠出、壓延制造而成。橡膠磁材可以是同性的或異性的,它由鐵氧體磁粉、CPE和某些微量元素制成,可彎、可捻、可卷。它無需更多機械加工即可使用,也可以按所需尺寸修整形狀,橡膠磁也可以根據客戶要求復PVC,背膠,上UV油等。它的磁能積在0.60 至1.50 MGOe之間。 橡膠磁材的應用領域:冰箱、訊息告示架、將物件固定于 金屬體以用作廣告等的緊固件,用于玩具、教學儀器、開關和感應器的磁片。主要應用于微特電機、電冰箱、消毒柜、廚柜、玩具、文具、廣告等行業。

鋁鎳鈷

鋁鎳鈷(AlNiCo)是最早開發出來的一種永磁材料,是由鋁、鎳、鈷、鐵和其它微量金屬元素構成的一種合金。根據生產工藝不同分為燒結鋁鎳鈷(Sintered AlNiCo)和鑄造鋁鎳鈷(Cast AlNiCo)。產品形狀多為圓形和方形。鑄造工藝可以加工生產成不同的尺寸和形狀;與鑄造工藝相比,燒結產品局限于小的尺寸,其生產出來的毛坯尺寸公差比鑄造產品毛坯要好,磁性能要略低于鑄造產品,但可加工性要好。在永磁材料中,鑄造鋁鎳鈷永磁有著最低可逆溫度系數,工作溫度可高達600攝氏度以上。鋁鎳鈷永磁產品廣泛應用于各種儀器儀表和其他應用領域。

釤鈷

釤鈷(SmCo)依據成份的不同分為SmCo5和Sm2Co17,分別為笫一代和笫二代稀土永磁材料。由于其原材料十分稀缺,價格昂貴而使其發展受到限制。釤鈷(SmCo)作為第二代稀土永磁體,不但有著較高的磁能積(14-28MGOe)和可靠的矯頑力,而且在稀土永磁系列中表現出良好的溫度特性。與釹鐵硼相比,釤鈷更適合工作在高溫環境中(>200℃)

  

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