永磁材料 是可以永久产生磁场的磁性材料。 常见的永磁材料有钕铁硼磁体、钴硬磁合金、铁氧体、铝镍钴磁体、铁银石墨材料等。 永磁材料工作时不需要外部能量输入。 它们具有节能、方便等诸多优点。 特别是稀土永磁材料兼具高矫顽力和高磁能积的特点,可以采用更小、更薄的磁体尺寸来构成器件的磁路,实现产品的功能。 极大地促进了小型化、轻量化 永磁器件.
用于制造永磁体的材料在磁滞回线第二象限的退磁段内工作,遵循广泛的磁饱和和磁化。 它们是重要的基础磁性材料,具有广泛的应用范围。 永磁材料作为高科技领域的重要组成部分,在航空航天、国防军工、电子通信、交通运输、工业能源、消费电子等领域有着广泛的应用。
根据工作原理,永磁体的应用可分为五类:
1.电能转化为机械能
原理:磁场对载流导体的影响
物理定律:安培定律
典型应用:扬声器、电机、耳机、测量仪器
2.机械能转化为电能
原理:导体相对于磁场的运动产生感应电动势
物理定律:法拉第定律
典型应用:发电机、麦克风、传感器
3.机械能之间的转换
原理:永磁体磁极之间以及永磁体与铁磁物质之间的相互作用
物理定律:库仑定律
典型应用:吸附用磁铁、磁力分离器、磁性过滤器、磁力联轴器、永磁吸盘
4.多种磁效应
原理:磁场与光、电、热的相互作用
物理定律:无
典型应用:核磁共振、振荡器、光隔离器
5.其他应用
原理:磁场对带电粒子的影响
物理定律:洛伦兹定律
典型应用:磁控管、粒子油门踏板、磁谱仪、磁控溅射、电气开关
永磁材料应用广泛。 在工程开发初期,如何选择合适的永磁材料是每个工程师都需要考虑的问题。 每种永磁材料都有其独特的特性。 因此在选择永磁体时,需要考虑所需的磁场强度、耐温性、成本、制造工艺等诸多因素。 我们建议工程师遵循以下步骤:
1.磁场强度要求的确定
永磁体主要用于提供无源磁场,作为整个系统或设备中的功能组件(而不是装饰或结构部件)。 磁场强度是磁体性能的关键指标,也是工程设计的核心要素。 如何最大限度地利用永磁体的磁场强度也是永磁器件磁体设计的基本目标。 工程师可以通过计算确定目标磁场强度,并将其作为后续材料选择的基础。
2.选择合适的磁性材料
目前,工程领域常用的永磁材料有烧结NdFeB、烧结SmCo、烧结或铸造AlNiCo、烧结铁氧体、粘结和注射成型磁体以及少量新材料,如钐铁氮等。不同的永磁材料有各自的磁性能和材料特性。 不同的永磁材料有各自的磁性能和材料特性。
3.磁铁尺寸的确定
永磁体尺寸和形状的选择取决于实际应用的具体要求。 为了实现一定的磁场强度,永磁材料的使用量不同,需要的量也不同。 产品所需的尺寸和形状是通过计算和测试确定的,同时考虑空间限制和磁场方向等因素。
4.磁铁加工性的评价
目前,传统永磁材料的生产工艺主要有烧结、铸造和成型三种。 烧结和铸造永磁材料因刚性和脆性而闻名,韧性和可加工性有限。 通常,这些材料首先形成毛坯,然后采用线切割、切片和研磨技术进行进一步加工。 但它们无法进行车、铣、刨等常规硬件加工方法。 大多数由这些材料制成的传统产品具有简单的形状,例如片状、环状和瓷砖状。 如果需要复杂的形状或高精度,则需要特殊的工艺,这会显着增加加工成本。 因此,在最初的产品设计阶段考虑这些加工因素至关重要。
5.注意工作环境因素
永磁体的工作环境对其性能和寿命有重大影响。 温度、湿度和接触腐蚀性材料可能会对磁铁产生负面影响。 因此必须确保所选磁性材料适合实际应用环境。 钕铁硼和铁氧体的工作温度范围较窄,而钐钴和铝镍钴的工作温度范围较宽。
6.材料成本权衡
不同类型的永磁材料的成本差异很大。 因此,选型时应充分考虑,确保在满足性能要求的同时,控制工程造价。 以Φ10x10mm圆形产品为例,烧结钐钴最贵,烧结铁氧体最便宜。
7、其他特殊要求的注意事项
某些应用场景可能对磁体有特定要求,例如高矫顽力、高剩磁或低温度系数。 在这种情况下,建议您联系我们讨论和评估具体的特殊要求。
综合以上因素,常见永磁材料的性能及特点总结如下:
钕铁硼永磁材料
钕铁硼(NdFeB)永磁体是1983年推出的高性能永磁材料。
优点:1.磁性能高于稀土钴永磁体,剩磁感应强度、磁感应矫顽力、最大磁能积都很高,是目前磁性能最好的永磁体; 2.性价比高,因为钕中的稀土含量是钐的十几倍,铁和硼的价格也很便宜,同时,不含战略物资钴。 这就是钕铁硼得到广泛应用并迅速普及的原因。
缺点:1.居里温度低,温度系数高,因此在高温下使用时磁损耗较大,磁性能的热稳定性差; 2、由于铁、钕含量较多,容易生锈、腐蚀。
烧结钐钴磁体
钐钴磁铁是由钐、钴等金属稀土材料经配料、熔化、精炼成合金,经破碎、压制、烧结而成的磁性材料。 它具有高磁能积和极低的温度系数。 最高工作温度可达350摄氏度,负温不限。 在工作温度大于180摄氏度时,其最大磁能积以及温度稳定性和化学稳定性均超过钕铁硼永磁材料。 钐钴磁铁具有很强的抗腐蚀性和抗氧化性。 广泛应用于航空航天、国防工业、微波器件、通讯、医疗设备、仪器、仪表、各类磁传输器件、传感器、磁处理器、电机、磁力起重机等。
铝镍钴磁体
铝镍钴磁铁特点:是由铝、镍、钴、铁等微量金属元素组成的合金。 铸造工艺可加工成不同尺寸和形状,具有良好的加工性。 铸造铝镍钴永磁体具有最低的可逆温度系数,工作温度可高达600摄氏度以上。 主要应用于汽车零部件、仪器仪表、电声、电机、教学、航天军工等领域。 它们以温度系数低、耐高温、耐潮湿、抗氧化和良好的工作稳定性而闻名。
铁氧体永磁
铁氧体是通过陶瓷工艺方法制造的。 它质地坚硬,是一种脆性材料。 铁氧体磁铁因其耐温性能好、价格低廉、性能适中而成为应用最广泛的永磁体。 铁氧体磁铁具有高磁性能、良好的时间稳定性和较低的温度系数。 铁氧体磁铁广泛应用于电表、仪器仪表、电机、自动控制、微波器件、雷达和医疗器械等领域。
在选择永磁材料时,重要的是要考虑上述因素,并根据实际情况选择合适的材料。 项目要求。 如果您在评估阶段有任何疑问,请随时与我们联系。 我们随时准备提供专家指导和全面帮助,以满足您的需求。
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