文档介绍：磁铁专业知识
一、磁铁的发展历史
随着社会的发展,磁铁的应用也越来越广泛,从高科技产品到最简单的包装磁,目前应用最为广泛的还是钕铁硼磁铁和铁氧体磁铁。从磁铁的发展历史来看,十九世纪末二十世纪初,人们主要使用碳钢、钨钢、铬钢和钴钢作永磁材料。二十世纪三十年代末,铝镍钴磁铁开发成功,才使磁铁的大规模应用成为可能。五十年代,钡铁氧体磁铁的出现,既降低了永磁体成本,又将永磁材料的应用范围拓宽到高频领域。到六十年代,钐钴永磁的出现,则为磁铁的应用开辟了一个新时代。1967年,美国Dayton大学的Strnat等,研制成钐钴磁铁,标志着稀土磁铁时代的到来。稀土永磁已经历第一代SmCo5,第二代沉淀硬化型Sm2Co17,发展到第三代Nd-Fe-B永磁材料。目前铁氧体磁铁仍然是用量最大的永磁材料,但钕铁硼磁铁的产值已大大超过铁氧体永磁材料,钕铁硼磁铁的生产已发展成一大产业。
二、磁铁物理性能的专业名词
剩磁:永磁材料在闭路状态下经外磁场磁化饱和后,再撤消外磁场时,永磁材料的磁极化强度J和内部磁感应强度B并不会因外磁场H的消失而消失,而会保持一定大小的值,该值即称为该材料的剩余磁极化强度Jr和剩余磁感应强度Br统称剩磁。
矫顽力:在永磁材料的退磁曲线上,当反向磁场H增大到某一值bHc时,磁体的磁感应强度B为0,称该反向磁场H值为该材料的矫顽力bHc
内矫顽力:使磁体的剩余磁化强度Mr降为零所需施加的反向磁场强度,我们称之为内禀矫顽力。
居里温度:随着温度的升高,由于物质内部基本粒子的热振荡加剧,磁性材料内部的微观磁偶极矩的排列逐步紊乱,宏观上表现为材料的磁极化强度J随着温度的升高而减小,当温度升高至某一值时,材料的磁极化强度J降为0,此时磁性材料的磁特性变得同空气等非磁性物质一样,将此温度称为该材料的居里温度Tc
工作温度:在某一温度下永磁材料的磁性能指标与室温相比降低一规定的幅度,将该温度称为该磁体的可工作温度Tw。
最大磁能积: (BH)max 退磁曲线上任何一点的B和H的乘积即Bm、 Hm和(BH)代表了磁铁在气隙空间所建立的磁能量密度,即气隙单位体积的静磁能量,由于这项能量等于磁铁Bm与Hm的乘积,因此称为磁能积,磁能积随B而变化的关系曲线称为磁能曲线,其中一点对应的Bd和Hd的乘积有最大值,称为最大磁能积。
磁铁的种类很多,一般分为永磁和软磁两大类
软磁:当磁化发生在Hc不大于1000A/m,这样的材料称为软磁体。 具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。软磁材料易于磁化,也易于退磁,广泛用于电工设备和电子设备中。应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等。
永磁磁铁又分二大分类:
第一大类是:金属合金磁铁包括钕铁硼磁铁(Nd2Fe14B)、钐钴磁铁(SmCo)、铝镍钴磁铁(ALNiCO)
第二大类是:铁氧体永磁材料(Ferrite) 磁力大小排列为:钕铁硼磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴磁铁、铁氧体磁铁。
三、磁铁的种类
四、钕铁硼磁铁
钕铁硼磁铁:钕铁硼是目前发现商品化性能最高的磁铁,被人们称为磁王,拥有极高的磁性能其最大磁能积(BHmax)高过铁氧体(Ferrite)10倍以上。其本身的机械加工性能亦相当之好。工作温度最高可达200摄氏度。而且其质地坚硬,性能稳定,有很好的性价比,故其应用极其广泛。但因为其化学活性很强,所以必须对其表面涂层处理。(如镀Zn,Ni,电泳、钝化等)。
特性:钕铁硼永磁材料是以金属间化合物Nd2Fe14B为基础的永磁材料。钕铁硼具有极高的磁能积和矫力,同时高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用,从而使仪器仪表、电声电机、磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。
材质特点:钕铁硼的优点是性价比高,具良好的机械加工特性;不足之处在于居里温度点低,温度特性差,且易于粉化腐蚀,必须通过调整其化学成分和采取表面处理方法使之得以改进,才能达到实际应用的要求。
五、铁氧体磁铁
铁氧体磁铁:铁氧体主要原料包括BaFe12O19和SrFe12O19。通过陶瓷工艺法制造而成,由于铁氧体磁铁有很好的耐温性、价格低廉、性能适中,已成为应用最为广泛的永磁体
特性:具有较高的磁性能,较好的时间稳定性和较低的温度系数。
材质特点:质地比较硬,属脆性材料;很好的耐温性、价格低廉、性能适中
六、铝镍钴磁铁
铝镍钴磁铁:铝镍钴是由铝、镍、钴、铁和其它微量金属元素构成的一种合金。铝镍钴永磁产品广泛应用于各种仪器仪表和其他应用领域。(  铝镍钴磁铁分类:可分为铸造铝镍钴和烧结铝镍钴两大类。)
特性:铸造铝镍钴永磁有着最低可逆温度系数,工作温度可高达600摄氏度以上。
材质特点:铸造工艺可以加工生产成不同的尺寸和形状,可加工性很好。
七、钐钴磁铁
钐钴磁铁(S