隨(sui)著社會的(de)(de)發(fa)展,磁(ci)鐵(tie)的(de)(de)應(ying)用也(ye)越來越廣,從高科技(ji)產品(pin)到最(zui)簡單的(de)(de)包裝磁(ci)。永磁(ci)材料包括鐵(tie)氧體(ti)永磁(ci)、稀(xi)(xi)土永磁(ci)、鋁鎳鈷、鐵(tie)鉻鈷、鋁鐵(tie)等材料,其(qi)中最(zui)常(chang)用、用量最(zui)大的(de)(de)是鐵(tie)氧體(ti)永磁(ci)和釹鐵(tie)硼(peng)稀(xi)(xi)土永磁(ci)。
稀土(tu)永(yong)(yong)磁材料(liao)主(zhu)要是(shi)(shi)稀土(tu)鈷(gu)永(yong)(yong)磁材料(liao)和釹鐵硼(peng)永(yong)(yong)磁材料(liao)。稀土(tu)鈷(gu)永(yong)(yong)磁材料(liao)是(shi)(shi)稀土(tu)元素鈰、鐠、鑭、釹等(deng)和鈷(gu)形成的(de)金屬間化合物,其磁能積可達碳鋼的(de)150倍(bei)、鋁鎳鈷(gu)永(yong)(yong)磁材料(liao)的(de)3到5倍(bei) ,永(yong)(yong)磁鐵氧體的(de)8到10倍(bei),這種永(yong)(yong)磁材料(liao)溫度系數低,磁性穩定,矯頑力高。主(zhu)要用于低速轉(zhuan)矩電動機(ji)、啟動電動機(ji)、傳感器、磁推軸承等(deng)產品的(de)磁系統(tong)。
釹鐵(tie)硼永(yong)磁(ci)材料(liao)是第三代稀土永(yong)磁(ci)材料(liao),其(qi)剩磁(ci)、矯頑力和最大磁(ci)能積比(bi)稀土鈷永(yong)磁(ci)材料(liao)高(gao)(gao),不易碎(sui),有較(jiao)好的(de)機械性(xing)能,合(he)金密度低,有利(li)于磁(ci)性(xing)元件的(de)輕、薄、小(xiao)和超小(xiao)型化(hua),是目前(qian)選(xuan)用最多的(de)材料(liao)。但其(qi)磁(ci)性(xing)溫(wen)度系數較(jiao)高(gao)(gao),限制了(le)它的(de)應用。
永磁材料概述
永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)材(cai)(cai)(cai)料又稱“硬磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)材(cai)(cai)(cai)料”。一(yi)經磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化即(ji)能保持(chi)恒定磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性的材(cai)(cai)(cai)料。具有(you)寬(kuan)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)滯回線、高矯頑力和高剩磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)。實(shi)用中,永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)材(cai)(cai)(cai)料工作于(yu)深(shen)度磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)飽和及充磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)后磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)滯回線的第(di)二象限退磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)部分(fen)(fen)。常用的永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)材(cai)(cai)(cai)料分(fen)(fen)為鋁鎳(nie)鈷系永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)合(he)金(jin)、鐵(tie)鉻(ge)鈷系永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)合(he)金(jin)、永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)氧體、稀土(tu)永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)材(cai)(cai)(cai)料和復合(he)永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)材(cai)(cai)(cai)料,現在(zai)分(fen)(fen)別簡(jian)述如(ru)下:
●鋁鎳鈷系(xi)永磁(ci)合金(jin)。以鐵(tie)、鎳、鋁元素為主(zhu)要成分,還含有(you)(you)銅、鈷、鈦等(deng)(deng)元素。具(ju)有(you)(you)高(gao)剩磁(ci)和低溫度(du)系(xi)數(shu),磁(ci)性(xing)穩(wen)定(ding)。分鑄造合金(jin)和粉末燒結合金(jin)兩(liang)種(zhong)。該材料在20世紀(ji)30~60年代(dai)應用(yong)較(jiao)多(duo),現多(duo)用(yong)于(yu)儀(yi)表工業中制造磁(ci)電(dian)系(xi)儀(yi)表、流(liu)量計、微特(te)電(dian)機、繼電(dian)器等(deng)(deng)。
●鐵鉻(ge)(ge)鈷(gu)系永(yong)磁合金。以鐵、鉻(ge)(ge)、鈷(gu)元素(su)為主要(yao)成分,還含(han)有鉬和少量的(de)(de)鈦(tai)、硅元素(su)。其加工性能(neng)好(hao),可(ke)進行冷熱塑(su)性變(bian)形(xing),磁性類似(si)于(yu)鋁鎳鈷(gu)系永(yong)磁合金,并可(ke)通(tong)過(guo)塑(su)性變(bian)形(xing)和熱處理提高磁性能(neng)。用(yong)于(yu)制造各種截面小(xiao)、形(xing)狀復(fu)雜(za)的(de)(de)小(xiao)型磁體(ti)元件。
●永(yong)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)氧(yang)體。主要有(you)鋇鐵(tie)氧(yang)體和(he)鍶鐵(tie)氧(yang)體,其電阻率高、矯頑力大,能有(you)效地應用在大氣隙(xi)磁(ci)(ci)(ci)路中,特(te)別適于作小型發電機和(he)電動機的(de)(de)永(yong)磁(ci)(ci)(ci)體。永(yong)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)氧(yang)體不(bu)含(han)貴金屬鎳(nie)、鈷(gu)等,原(yuan)材料來源豐富,工藝簡單,成(cheng)本低,可代替鋁鎳(nie)鈷(gu)永(yong)磁(ci)(ci)(ci)體制造磁(ci)(ci)(ci)分離器、磁(ci)(ci)(ci)推軸承、揚聲器、微波器件等。但其最大磁(ci)(ci)(ci)能積較低,溫(wen)度穩定性差,質地較脆、易(yi)碎,不(bu)耐沖擊(ji)振動,不(bu)宜作測量儀(yi)表(biao)及有(you)精密要求的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)性器件。
●稀土材(cai)料(liao)。主要(yao)是稀土鈷永(yong)磁(ci)材(cai)料(liao)和釹(nv)鐵硼永(yong)磁(ci)材(cai)料(liao),該材(cai)料(liao)特性在本文的(de)前面部分已有相對(dui)詳細的(de)描述,在此(ci)不(bu)再贅述;該材(cai)料(liao)是當前永(yong)磁(ci)的(de)主要(yao)生產材(cai)料(liao)之一。
●復(fu)(fu)合材(cai)(cai)料(liao)(liao)。由永(yong)磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)物(wu)質粉末和作為粘結劑的(de)塑性(xing)(xing)物(wu)質復(fu)(fu)合而成(cheng)。由于(yu)其(qi)含(han)有(you)(you)一(yi)定比例的(de)粘結劑,故其(qi)磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)能比相應的(de)沒有(you)(you)粘結劑的(de)磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)顯著(zhu)降低。除金屬復(fu)(fu)合永(yong)磁(ci)(ci)(ci)材(cai)(cai)料(liao)(liao)外,其(qi)他復(fu)(fu)合永(yong)磁(ci)(ci)(ci)材(cai)(cai)料(liao)(liao)由于(yu)受(shou)粘結劑耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)所限(xian),使用(yong)溫度較低,一(yi)般不超過(guo)150℃ 。但復(fu)(fu)合永(yong)磁(ci)(ci)(ci)材(cai)(cai)料(liao)(liao)尺寸精度高,機械性(xing)(xing)能好(hao),磁(ci)(ci)(ci)體(ti)各部分性(xing)(xing)能均勻性(xing)(xing)好(hao),易于(yu)進行磁(ci)(ci)(ci)體(ti)徑(jing)向取向和多極充磁(ci)(ci)(ci)。主要用(yong)于(yu)制造(zao)儀器(qi)儀表、通信設備(bei)、旋(xuan)轉(zhuan)機械、磁(ci)(ci)(ci)療(liao)器(qi)械及體(ti)育用(yong)品等。