磁性材料的基础知识的讲座.ppt

1、1.磁性材料的定义、类型、特性和用途：定义：可用于制造磁性功能器件的强磁性材料称为磁性材料。有硬磁、软磁、磁性薄膜、磁致伸缩材料等。其中，硬磁材料和软磁材料被广泛使用。硬磁性材料：指在外磁场(即磁化)作用下具有磁性的一种材料，在外磁场消失后磁性仍然存在。软磁材料：它是一种在外磁场作用下会带磁性的材料，其磁性会随着外磁场的消失而消失。就性能参数而言，硬磁材料的Br和Hcj很大，越大越好，而软磁材料的磁导率很高，尤其是Hcj很小。一般来说，Hcj0.8KA/m的材料是硬磁性材料，一般磁性材料含有铁、镍、钴三种元素中的一种或几种。磁性材料的发展：不同种类磁性材料的特点，铁氧体：产品价格便宜，用途广泛

2、，但性能较低的铝镍钴：在指针式仪表中起着主导作用，年产量不到10000吨，能在450550度的工作温度下正常工作。它是一种工作温度最高的磁体，但镍和钴是价格非常高的战略材料，受国际国内政治形势的影响很大；钐钴：在军事用品和高端消费品中占主导地位，年产量为1.2万吨，钐钴的价格高于铝镍钴；但是，钐钴只能在一些性能要求高、使用温度高的地方使用。SmCo5的工作温度为250，Sm2Co17的工作温度为350，因此它仍有一定的市场，否则它早就应该以其价格被淘汰；铂和钴：主要用于飞机“黑匣子”，产量很少；钕铁硼：它在电子计算机及其外围设备中发挥了主导作用；它具有最强的磁性，被称为永磁王，价格适中，在表面

3、涂层的保护下具有良好的稳定性，也就是说，它具有最高的性价比和最佳的综合性能，其应用越来越广泛。在许多地方，只要不受温度限制，它往往会取代其他磁钢。磁性材料的磁性能参数：剩磁Br:当铁磁性体被磁化至饱和且外部磁场被消除后，磁化方向上保留的磁化强度或磁感应强度Mr或Br，是在退磁曲线上磁场强度降至零时所显示的磁性能。矫顽力：铁磁性物体被磁化到饱和后，将它的磁化强度或磁感应降低到零所需的反向磁场称为矫顽力，分别记录为Hcj和Hcb。磁能积BH:表示磁性材料在其退磁曲线上的任何一点工作时，可以向外部磁路提供的能量。永磁材料的使用通常基于气隙中磁场源或磁力源产生的磁场，磁能积是表征气隙中永磁材料产生的磁

4、场的参数，因此它是一个关键参数。Hg=(BHvm/Vg)1/2=(BH)MVM/Vg)1/2，其中Hg表示气隙磁场，Vg表示磁体体积。从上述公式可以看出，气隙磁场强度Hg与(BH)max呈平方根关系。当气隙体积VG和气隙磁场强度Hg不变且(BH)最大值较大时，磁体的体积VM可以是，这是现在许多电子产品可以做得越来越小的原因之一。例如，现在手机可以做得越来越小。一个很大的原因是手机上的蜂鸣器磁钢可以做得很小。过去，收音机扬声器需要这么大的磁钢。你不可能把它做得很小。磁性材料的磁性能参数(2)、磁体的表面磁性或磁通量：表面磁性是指磁体的表面磁场；磁通量是指每单位面积通过线圈的磁力线数。通常进行磁体

5、磁性参数的测量可恢复磁导率rec:当磁体在一段时间内受到外部反磁场作用时，其磁性会降低。当外部磁场消失时，它不会完全回到原来的位置，而是会降低到一定的值。此时，磁体的工作点将在退磁曲线下方形成一个小回路，与退磁曲线不重合。我们称这个小回路的斜率为可恢复渗透率rec。该值通常大于1，并且越接近1，磁体的抗退磁能力越强，越好。值得注意的是，如果磁体的B退磁曲线不是直线，那么磁体的退磁恢复磁导率rec在不同的工作点有不同的值，因此将磁体设计在最稳定的工作状态更加困难和重要。磁性材料的磁性能参数(3)，磁体的居里温度Tc:随着温度的升高，磁体的磁性能会降低。当温度上升到一定值时，磁性能就会消失，也就是

6、说，它不会向外显示磁性。这个温度叫做居里温度。居里温度只与合金的成分有关，与材料的微观结构和分布无关。磁体的工作温度Tw:在一定的温度下，永磁材料的磁性能指标比室温降低一定的范围，称为磁体的工作温度。因为磁性能的降低取决于磁体的应用条件和要求，所以磁体的所谓工作温度Tw对于同一磁体来说是一个未确定的值，也就是说，同一永磁体在不同的应用中可以具有不同的工作温度。一般来说，当磁体在此温度下保持100小时时，其磁性能降低5%是合适的。磁体的不可逆损耗：磁体在一定温度和时间下加热后，其性能会下降一定值，这种损耗称为不可逆损耗。钕铁硼磁体简介：3.1烧结钕铁硼磁体的品牌名称和特点1。烧结钕铁硼磁体的品牌

7、名称和特性：烧结钕铁硼磁体的品牌名称通常由字母n、h、SH、UH、EH加上数字组成，常见的有30、35、38、40、42、45、48、50、52等。数字是指该品牌磁铁的磁能积，而字母是该品牌磁铁矫顽力类型的代码。它们的对应关系如下：烧结钕铁硼磁体(2)的品牌命名和特性，例如：N50代表磁体Hcj12的矫顽力，磁能积在4851毫戈瑞之间；40SH代表磁体的矫顽力Hcj20，磁能积在3841毫伏之间；一般来说，矫顽力越低，可以制造的磁能积越高，但是由于外界的影响，容易消磁。矫顽力Hcj越高，磁体抵抗外部磁场干扰的能力越强，并且在使用中越稳定，但是它能够获得的磁能积将会降低。通常，矫顽力Hcj和磁能

8、积(BH)max之和为某一值的磁钢称为系列。目前，磁钢的发展趋势是要求高矫顽力和中高磁能产品，如40H、35SH等牌号的磁体。对于N52和更高的磁能产品，由于矫顽力较低，磁稳定性较差，所以使用不多，而对于高矫顽力等级，如UH和EH，由于磁能产品较低，价格相对较高，所以仅在特殊要求下使用。2.粘结钕铁硼磁体品牌的命名及特点：粘结钕铁硼的命名一般以其磁能产品为基础。例如，BN8指的是8兆焦耳的磁能积，BN10指的是10兆焦耳的磁能积。对于对矫顽力有特殊要求的产品，一般会在数字后加一个数字来表示不同，这对于不同的制造商来说是不同的。由于粘结磁体的性能主要由磁粉决定，所用的磁粉都是购买的，是基于MQ公

9、司的磁粉，对粘结钕铁硼有更多了解的客户会直接询问生产时使用什么粉末。磁粉的命名是基于磁能积和矫顽力的术语，如13-9，指的是它的磁粉检测13-9和B粉末，即15-9粉末，通常用于粘结磁体，而其他粉末具有根据不同要求开发的不同磁性粉末，例如适用于高温的O粉末、具有良好抗退磁性的A粉末和C粉末，以及具有高剩磁且易于磁化的15-7和16-7磁性粉末。3.钕铁硼粘结磁体的特点：优点：1)无需切削、切割等机械加工。因此缺陷很少，强度也足够高。投入产出率可达99.9%，烧结磁体可达98.5%。2)可加工成各种特殊形状的薄壁环、棒、片和磁铁(磁环壁厚0.5毫米)；3)精确的尺寸公差(0.01-0.05毫米)

10、，无需抛光；4)在成型过程中可与其他零件复合压制成一体，降低了成本；5)耐腐蚀性优于烧结磁体；6)尺寸可大可小，可选范围大；7)磁性可根据需要调节，磁能积可在0.5-13毫瓦范围内连续调节；缺点：1)磁性能低于烧结磁体；2)热稳定性低于烧结磁体。3.2钕铁硼磁体的生产1。烧结钕铁硼磁体的生产：烧结钕铁硼磁体的生产过程如下：配料(钕铁硼、纯铁、硼铁等元素)、熔炼、粉碎成型(中间有一个定向过程)、烧结性能测试、机加工、电镀和磁化包装。在烧结钕铁硼的生产过程中，其最重要的问题之一始终是抗氧化。事实上，生产烧结钕铁硼磁体是为了制造材料，它只需要达到材料的性能，而不需要关心产品的尺寸精度；而粘结钕铁硼是

11、一种产品，这是他们之间的一大区别。2.粘结钕铁硼磁体的生产：粘结钕铁硼磁体的生产工艺如下：磁粉粒度处理、粘结剂、粉末混合、压制成型、固化、电泳和磁化包装。对于粘结磁体的生产，最重要的一点是产品的一致性，这要求非常高。一点是密度应该被压缩。如果密度可以压上去，对产品的很多方面都有好处，因为磁粉是买来的，每个人都可以得到同样的磁粉。如何弥补和如何控制产品的大小。此外，对于粘结磁体的生产，人们越来越发现磁化是一个难点和重点，应该在磁化上花费更多的时间和精力，因为在很多情况下，产品的性能不能满足客户的要求，但产品的磁性能却没有得到充分挖掘。注射成型钕铁硼磁体的生产注射成型钕铁硼磁体的生产工艺如下：磁粉

12、粒度处理加粘结剂、混粉、造粒、注射成型、磁化和包装。它的特点是强度高、韧性好、一致性好，可以很容易地注射到其他配套零件中，如贵公司的硅钢片和磁钢。然而，它的价格更高，因为材料中使用了更多的粘结剂，这导致磁钢的密度更低。因此，用相同粉末生产的磁钢的性能低于压制磁钢，用两种能量产品生产相同性能的注射成型磁钢的原料粉末的性能高于压制磁钢。PA12粉末的价格也很高，使用的设备价值也很高。模具的成本比压制磁钢的成本高得多，所以生产的产品价格也高。在我们公司，用于制粒的设备很有价值。一般磁能积为4和5的磁钢用磁粉必须由磁能积为8的磁粉(13-9)生产，当性能超过5.5-6时，必须由磁粉BH10生产。然而，在某些场合，注射成型磁钢是必要的。例如，高强度和高韧性的嵌件和产品只能通过注射成型磁钢来生产。钕铁硼磁体的应用都与性能和价格有关。最大的特点是烧结磁体具有高性能。此外，它们更便宜，所以烧结磁体将尽可能多地用于可以烧结的地方。当烧结受到限制时，将使用粘结磁体，因为它价格高，性能低烧结磁体一般用于磁化简单和需要磁强度的地方，主要包括硬盘驱动器的音圈电机磁钢，就像我们目前的音圈电机项目组一样；磁共振磁钢，除了在电机和发电机等磁钢。而粘结磁钢主要用于性能