磁性材料基础知识课件

1、磁性材料基础知识,一、什么是磁性材料 二、磁性材料的分类 三、磁性材料的应用,磁性材料基础知识,1,一、什么是磁性材料,实验表明，任何物质在外磁场中都能够或多或少地被磁化，只是磁化的程度不同。 根据物质在外磁场中表现出的特性，物质可分为五类：顺磁性物质，抗磁性物质，铁磁性物质，亚磁性物质，反磁性物质。 我们把顺磁性物质和抗磁性物质称为弱磁性物质，把铁磁性物质称为强磁性物质。通常所说的磁性材料是指强磁性物质。 磁性材料按磁化后去磁的难易可分为软磁性材料和硬磁性材料。磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁性材料，不容易去磁的物质叫硬磁性材料。一般来讲软磁性材料矫顽力较小，硬磁性材料矫顽力较大,磁性材料基础

2、知识,2,二、磁性材料的分类,磁性材料按性质分为金属和非金属两类，前者主要有电工钢、镍基合金和稀土合金等，后者主要是铁氧体材料。 按使用又分为软磁材料、永磁材料和功能磁性材料。 按生产手段的不同，又分为烧结磁性材料和粘接磁性材料。 按成型时是否外加成型磁场，永磁材料还有各向同性和各向异性之别。 永磁材料铁氧体材料按压制方式的不同还有干压和湿压之分,磁性材料基础知识,3,三、磁性材料的应用,永磁材料有多种用途。 基于电磁力作用原理的应用主要有：扬声器、话筒、电表、按键、电机、继电器、传感器、开关等。 基于磁电作用原理的应用主要有：磁控管和行波管等微波电子管、显像管、钛泵、微波铁氧体器件、磁阻器件

3、、霍尔器件等。 基于磁力作用原理的应用主要有：磁轴承、选矿机、磁力分离器、磁性吸盘、磁密封、磁黑板、玩具、标牌、密码锁、复印机、控温计等。其他方面的应用还有：磁疗、磁化水、磁麻醉等,磁性材料基础知识,4,磁性材料的特性,磁性材料的磁滞回线和磁化曲线 永磁材料的退磁曲线 永磁材料的常用磁性能参数 永磁材料各项性能参数的单位换算,磁性材料基础知识,5,磁滞回线的定义,当铁磁性物质达到磁饱和状态后，如果减小磁化场H，介质的磁化强度M（或磁感应强度B）并不沿着起始磁化曲线减小，M（或B）的变化滞后于H的变化。这种现象叫磁滞。 在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示，当磁化磁场作周期

4、的变化时，铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线，这条闭合线叫做磁滞回线。 B-H磁滞回线的面积表示经历一个周期过程后铁磁体损耗的能量,磁性材料基础知识,6,磁滞回线和磁化曲线,磁性材料基础知识,7,永磁材料的退磁曲线,磁性材料基础知识,8,磁滞迴线上各参数的意义,剩余磁感应强度Br 在磁化过程中，当H由Hs反方向减少到H0时， B0，B=Br，Br叫剩余磁感应强度，形成机理是磁滞原因。 矫顽力Hc Hcb 指在反磁化过程中，当H反向增加到Hcb时，反向磁场和被测磁体剩磁叠加后，磁感应强度B=0。此时，如果撤走反向磁场，被测磁体仍会有一定剩磁。 Hcj 指在反磁化过程中，当H反向增加

5、到H=Hcj时，反向磁场撤销后，被测磁体的剩磁Br=0。 最大磁能积(BH)max 退磁曲线上每点所对应的磁感应强度B和磁化场强度H的乘积称磁能积。其中的最大者叫最大磁能积（BH）max,磁性材料基础知识,9,永磁材料各项性能参数的单位换算,剩磁Br 法定计量单位为特斯拉（T）。以前常用高斯（G s）为计量单位。 它们之间的换算为： 1T10000Gs ；1mT=10Gs 矫顽力Hc 法定计量单位为：安每米（A/m）。以前常用奥斯特（Oe）为计量单位 两个单位之间的换算为：1 （Oe）79.6 （A/m）；为方便起见，常取整数80进行换算。1（kOe）80 （ kA/m） 最大磁能积（BH）m

6、ax 法定计量单位为：千焦耳每立方米（kJ/m3），以前常用兆高奥（MGOe）为计量单位 它们之间的换算为： （MGOe）7.96 （kJ/m3）；也常用近似值进行换算,磁性材料基础知识,10,永磁电机对永磁铁氧体的要求,1)高的剩余磁感应强度Br。因为Br高才能确保电机有较高的转速，大的输出扭矩和大的功率。电机才会有较高的效率。 (2)高的Hcb。因为Hcb高，才能确保电机输出所需的电动势，使电机工作点靠近最大磁能积，充分利用磁体的能力。 (3)高的Hcj。Hcj高可以确保电机有较强的抗过载退磁及抗老化，抗低温的能力。 (4)高的(BH)max。(BH)max越高，表示永磁铁氧体在电机中实际

7、的运行的工作系数越好。 (5)磁能量越大越好，这将极大提高电机的工作效率。 (6)退磁曲线的矩形度越好，电机的动态损失越小。 (7)永磁铁氧体的电阻率越高，涡流损失越小。 (8)永磁铁氧体的温度系数小，在高温下才具有良好的温度稳定性,磁性材料基础知识,11,永磁材料在应用中应注意的问题,1)永磁材料的应用环境 永磁铁氧体的应用环境包括：温度、湿度、盐雾、辐射、冲击等等，所以使用人员在设计时应充分考虑永磁材料在应用环境中的失效，正确选用永磁材料。失效主要表现为：退磁、腐蚀、性能变坏且不可恢复、不稳定等等。 (2)高温使用时，应选用工作温度高和温度系数小的材料，并尽量设计靠近最大磁能积点。 (3)材料的磁性能的均匀性和一致性对器件的性能有很大的影响。导致材料磁性能不均匀不一致的主要原因有：成型磁场的均匀性，磁粉的流动性、烧结温度的均匀性。加工公差及加工