常用永磁材料及其应用基本知识讲座[汇总篇].doc

专题讲座 常用永磁材料及其应用基本知识讲座 第一讲 常用永磁材料的特性参数 宋后定 （西南应用磁学研究所，四川绵阳 621000） 中图分类号：TM273 文献标识码：B 文章编号：1001-3830(2007)02-0059-03 编者按：宋后定同志系原西南应用磁学研究所总工程师，国内知名的永磁专家，教授级高级工程师，长期 工作在永磁材料科研、生产、应用一线，具有扎实的磁学、磁性材料理论功底，同时积累了丰富的实践经验。 从本期开始，我们分期刊出他撰写的《常用永磁材料及其应用基本知识讲座》（共 8讲）。文章系统地介绍了常 用永磁材料性能、工艺、应用等方面的基本知识，深入浅出，通俗易懂，对工作在永磁材料生产、设计、管理 一线的读者具有很好的参考价值。 1 引言 或“剩余磁化强度”（Mr）。这两个名词在严格科学意 义上是不同的，但在实用永磁技术领域里是相同的。 目前，常用的永磁材料有铝镍钴（Alnico）、 将永磁体放在电磁铁两极头之间夹紧，通过磁滞回线 钡铁氧体（Ba-Ferrite）和锶铁氧体（Sr-Ferrite）、 测试仪测出退磁曲线，便得到该永磁体的剩磁，它的 钐钴（SmCo 2∶17 型和 SmCo 1∶5 型）和钕铁硼 单位与磁通密度相同。用振动样品磁强计也可以测量 （NdFeB），这是按发明的先后顺序排列的；若按 退磁曲线，在超导螺线管中用抽拉法测量退磁曲线则 年产吨位排列则为：铁氧体、钕铁硼、铝镍钴、钐 是最标准的，不过这两种仪器价格昂贵。铝镍钴的剩 钴；若按销售额排列则为：铁氧体和钕铁硼并列第 磁为 0.8~1.4T(8000~14000G)，钡锶铁氧体的剩磁为 一，然后是钐钴、铝镍钴。本文将分述这几种常用 0.2~0.44T(2000~4400G)，钐钴 2∶17 型的剩磁为 永磁材料的特性参数的具体含义和数值。 2 磁特性参数 1~1.14T(10000~11400G)，钐钴 1∶5 型的剩磁为 0.85~1.05T(8500~10500G) ， 钕 铁 硼 的 剩 磁 为 （1）磁通量（Φ） 1.1~1.52T(11000~15200G)。 永磁体的磁力线（磁通量）从 N 极出来，经 （4）磁场强度（H） 过周围空间回到该磁体的 S 极，形成闭合回路。磁 电流在其周围产生磁场，磁场强度（H）表示 通量用磁通表测量，基本单位叫韦伯（Wb），这个 磁场的强弱，它的单位有两个，安/米（A/m）和奥 单位太大，通常用小单位麦克斯韦（Mx），它们的 斯特（Oe），后者为非法定单位。对于永磁材料来 关系为：1Wb=100000000 Mx=108Mx。Mx 属非法 说，安/米（A/m）太小了，常用千安/米（kA/m）。 定单位，正式文献中应当用 Wb。 奥斯特（Oe）与高斯（G）的大小是一样的，也用 （2）磁通密度（B） 高斯计测量磁场强度。 单位面积（S）上垂直通过的磁通量（Φ）叫做 安/米（kA/m）与奥斯特（Oe）的换算因子是 磁通密度（B），B=Φ/S，B 的基本单位为“特斯拉”， 103/4π，即 ：1Oe=(103/4π)A/m≈80A/m，故 1000Oe= 符号“T”，较小的单位叫“高斯”，符号“G”，后者 1kOe≈1000×80A/m=80kA/m。 为非法定单位，正式文献中已废除。1 特斯拉=1 韦伯 （5）矫顽力（Hc）、Hcb 与 Hci 的区别 /1 平方米（1T=1Wb/m2），1 高斯=1 马克斯韦/1 平方 永磁体经有效充磁后显示出磁性，磁通量从 N 极 厘米（1G=1Mx/cm2），1 特斯拉=10000 高斯（1T= 出来，回到 S 极。在反向磁场(退磁场)作用下永磁体顽 10000G）。磁通密度（B）用特斯拉计（高斯计）测量。 强地保持该磁性，直到在某一大小的反向磁场下该磁 （3）剩磁（Br 或 Mr） 性退到零，此磁场的数值就是该永磁体的矫顽力数值。 剩磁是简称，全称是“剩余磁感应强度”（Br） 测量永磁体的退磁曲线时有一个探测线圈套 磁性材料及器件 2007 年 4 月 59 着样品，永磁体的磁通量通过该线圈，反向磁场的 磁通量也通过该线圈，二者在该线圈中产生的电动 势的方向相反。这样一来，在反向磁场增大时永磁 M Br, Mr 0.9Mr 体磁通量的下降，被探测线圈测到了；同时，反向 磁场的磁通量抵消永磁体的磁通量也被探测线圈 B 测到了。这样测出的矫顽力用 Hcb 表示。将探测线 圈加以改进，使反向磁场在该线圈中产生的电动势 为零，这样测量永磁体的退磁曲线时，当该永磁体 的磁通量退到零时的反向磁场的数值，就是该永磁 体的内禀矫顽力，用 Hci 表示。 稀土永磁材料出现以前，铝镍钴的 Hci 与 Hcb 差别很小，钡、锶铁氧体的 Hci 与 Hcb 差