文档介绍：第5章永磁材料
☞衡量永磁体性能的重要指标
☞提高永磁体性能的途径
☞金属永磁材料
☞铁氧体永磁材料
☞稀土永磁材料
本章将要讲述的主要内容:
衡量永磁体性能的重要指标
☞剩磁高
☞矫顽力大
☞最大磁能积大
☞稳定性好
最为重要
HC,Br等参量
最大磁能积(BH)max
H=0时,BH=0;B=0时,BH=0
所以在这两个状态之间BH必然存在最大值
根据可以(BH)max确定永磁体的最佳形状。
B
B
0BH
0H
0(BH)max
S N
S N
S N
提高永磁体性能的基本途径
为了提高磁能积,必须想办法提高剩磁Br和矫顽力HC
如何提高材料的剩磁Br?
☞定向结晶
☞塑性变形
☞磁场成型
☞磁场处理
使晶粒长大方向和易磁化轴方向一致
形成择优取向和织构
使易磁化轴沿磁场取向
热处理过程中析出的磁性颗粒沿磁场取向
如何提高材料的矫顽力HC
材料的矫顽力主要是由畴壁的不可逆移动和磁畴的不可逆转动形成的。分别考虑:
磁畴转动
考虑单畴。矫顽力受到磁晶各向异性、形状各向异性和应力各向异性的影响:
♂对于MS大的材料,最好通过形状各向异性来提高矫顽力,细长比越大越好,以增大
♂对于具有高K1和S的材料,应该利用磁晶各向异性和应力各向异性来提高矫顽力
畴壁的不可逆位移
钉扎点
磁畴壁
初始消磁状态
畴壁被钉扎状态
畴壁从钉扎点撕脱出
设法在材料中出现有效的钉扎点,形成晶格缺陷,是提高材料矫顽力的有效措施。
金属永磁材料
根据形成高矫顽力的机理,可将永磁材料分为以下几类:
☞淬火硬化型磁钢
☞析出硬化型磁钢
☞时效硬化型永磁
☞有序硬化型永磁
淬火硬化型磁钢
种类
成分
(wt%)
Br
(T)
HC
(×104A/m)
(BH)max
(kJ/m3)
碳钢
,余Fe
钨钢
,,6W,余Fe
铬钢
,,余Fe
钴钢
,4Cr,7W,35Co,余Fe
铝钢
2C,8Al,余Fe
该类磁钢的矫顽力主要是通过高温淬火手段,把已经加工过的零件中的原始奥氏体组织转变为马氏体组织来获得
析出硬化型磁钢
永磁合金大致有以下三类:
Fe-Cu系合金,主要用于铁簧继电器等方面;
Fe-Co系合金,主要用于半固定装置的存储元件;
AlNiCo系合金,是金属永磁材料中最重要的一类
矫顽力机理,以AlNiCo磁钢为例,
铁磁性相1(Fe或FeCo)在非磁性相2中,以单磁畴微粒子的形式析出,产生形状各向异性型高矫顽力
熔炼、铸锭
固溶化处理
磁场中冷却
时效处理
加工处理
检验出厂
铸型、配料
各向异性铝镍钴永磁体的制备工艺简图