Магнитные материалы можно разделить на магнитотвердые и магнитомягкие. Среди них магнитотвердые материалы относятся к материалам, которые намагничиваются до насыщения во внешнем магнитном поле, но после удаления внешнего магнитного поля они все еще могут сохранять высокую остаточную намагниченность и обеспечивать стабильное магнитное поле. , Также называется материалом постоянного магнита. Благодаря этой функции материалы с постоянными магнитами широко используются во многих отраслях, таких как энергетика, информация и связь, транспорт, компьютеры и медицинское оборудование. В последние годы превосходные характеристики материалов с постоянными магнитами в области энергосберегающих бытовых приборов, гибридных электромобилей / чисто электрических транспортных средств, ветроэнергетики и гидроэнергетики привлекают все больше и больше внимания.

Применение и исследование материалов с постоянными магнитами началось в конце девятнадцатого века. Благодаря углубленному изучению магнетизма материалов и совершенствованию различных производственных процессов исследование материалов для постоянных магнитов в основном включает три этапа: магниты из металлических сплавов, ферритовые магнитные материалы и редкоземельные материалы для постоянных магнитов. Среди них, хотя магниты из металлических сплавов и ферритовые магнитные материалы имеют преимущества низкой стоимости и большого количества сырья, их максимальное произведение магнитной энергии (ЧД )Макс обычно меньше 10MGOe, а их магнитные свойства плохие, поэтому они постепенно заменяются. редкоземельные материалы с постоянными магнитами.

С момента своего появления в начале 1960-х годов, после десятилетий разработки, было сформировано три поколения редкоземельных материалов для постоянных магнитов, имеющих практическое значение: редкоземельный материал для постоянных магнитов первого поколения (СмКо5 ), редкоземельный материал для постоянных магнитов второго поколения (Sm2Co17). ) И материал постоянного магнита редкоземельного элемента третьего поколения (Nd2Fe14B).

Меню классификации:

1.1 Магниты Алнико

Алнико (Алнико ) — это самый ранний разработанный материал для постоянных магнитов, который представляет собой сплав, состоящий из алюминия, никеля, кобальта, железа и других микроэлементов. Материал постоянных магнитов Алнико был успешно разработан в 1930-х годах. В то время он обладал лучшими магнитными свойствами и малым температурным коэффициентом, поэтому получил наибольшее распространение в двигателях с постоянными магнитами. После 1960-х годов, с появлением ферритовых постоянных магнитов и постоянных магнитов из редкоземельных металлов, применение постоянных магнитов альнико в двигателях постепенно было заменено, и доля показала тенденцию к снижению.

Постоянный магнит Алнико (Альнико) представляет собой сплав железа, в который помимо железа также добавляют алюминий (Аль ), никель (ни ), кобальт (Ко ) и небольшое количество других ингредиентов для усиления магнитных свойств. Английское название термина"Алнико"образуется путем слияния символов элементов трех основных дополнений.

Сплав альнико имеет высокую коэрцитивную силу и высокую температуру Кюри. Сплав альнико твердый и хрупкий, не поддается холодной обработке (холодная обработка). Он должен быть изготовлен методом литья или спекания (спекания). Алнико может генерировать магнитные поля до 0,15 Тесла. Чтобы привести пример анизотропного литого сплава Алнико с промежуточными свойствами, состав Алнико -6 составляет 8% Аль , 16% ни , 24% Ко , 3% Cu , 1% Ти , а остальные - Fe . Алнико -6 имеет максимальное произведение магнитной энергии (ЧДмакс ) 3,9 мегагаусс-эстеда (мг Ое ), коэрцитивную силу 780 э, температуру Кюри 860 °C и максимальную рабочую температуру 525 °C.

Классификация

В соответствии с различными производственными процессами он делится на спеченный Алнико (Спеченный Алнико ) и литой Алнико (Бросать Алнико ). Формы изделий в основном круглые и квадратные. Процесс литья может быть обработан в различные размеры и формы; по сравнению с процессом литья спеченный продукт ограничен небольшим размером, а размерный допуск изготовленной им заготовки лучше, чем у литейного продукта, а магнитные свойства немного ниже, чем у литейного продукта, но это может быть технологичность лучше. Среди материалов для постоянных магнитов литой постоянный магнит Алнико имеет самый низкий обратимый температурный коэффициент, а рабочая температура может достигать 600 градусов Цельсия. Изделия с постоянными магнитами Алнико широко используются в различных измерительных приборах и других областях применения.

Преимущества

Преимуществами магнитов Алнико являются высокая остаточная намагниченность (до 1,35 Тл) и низкий температурный коэффициент. Когда температурный коэффициент составляет -0,02%/℃, максимальная рабочая температура может достигать около 520℃. Недостатком является то, что коэрцитивная сила очень мала (обычно менее 160 кА/м), а кривая размагничивания нелинейна. Поэтому, хотя магниты Алнико легко намагничиваются, они также легко размагничиваются.

Приложения

Многие промышленные и потребительские товары требуют сильных постоянных магнитов. Например, электродвигатели, звукосниматели для электрогитар, микрофоны, датчики, динамики, лампы бегущей волны, коровьи магниты и т. д. — все они используют магниты алнико . Но теперь во многих продуктах вместо этого используются редкоземельные магниты, потому что этот тип материала может создавать более сильное магнитное поле (бр ) и более высокое максимальное энергетическое произведение (ЧДмакс ), что позволяет уменьшить размер продукта.

1.2 Сплав Fe -хром-кобальт с постоянными магнитами

Основными компонентами являются железо, хром и кобальт, также он содержит молибден и небольшое количество титана и кремния. Его производительность обработки хорошая, и он может подвергаться холодной и горячей пластической деформации.Его магнитные свойства аналогичны сплавам Алнико с постоянными магнитами, и его магнитные свойства могут быть улучшены за счет пластической деформации и термообработки. Он используется для изготовления различных мелких компонентов магнитов с малым поперечным сечением и сложной формой.

2.1 Ферритовые магниты

Ферритовый магнит представляет собой спеченный материал постоянного магнита, состоящий из феррита бария и стронция. Этот тип магнитного материала не только обладает сильными антиразмагничивающими характеристиками, но также имеет преимущество низкой стоимости. Ферритовые магниты жесткие и хрупкие и требуют специальной обработки. Поскольку противоположный магнит ориентирован вдоль направления производства, он должен намагничиваться в выбранном направлении, в то время как однополый магнит может быть намагничен в любом направлении, поскольку он не ориентирован, хотя на стороне будет обнаружена немного более сильная магнитная индукция. где давление часто наименьшее. Произведение магнитной энергии колеблется от 1,1 МГЭ до 4,0 МГЭ. Благодаря своей низкой стоимости ферритовые магниты имеют широкий спектр применения, от двигателей, динамиков до игрушек и поделок,

Характеристики материала

Изготовлен методом порошковой металлургии, остаточный магнетизм низкий, а восстановление магнитной проницаемости мало. Большая коэрцитивная сила, сильная способность к размагничиванию, особенно подходит для структуры магнитной цепи в динамических условиях работы. Материал твердый и хрупкий и может использоваться для резки алмазными инструментами. Основным сырьем является оксид, поэтому его нелегко разъедать. Рабочая температура: от -40°C до +200°C.

Ферритовые магниты дополнительно делятся на анизотропные (анизотропные) и изотропные (изотропные). Материал постоянного магнита из изотропного спеченного феррита обладает слабыми магнитными свойствами, но может намагничиваться в разных направлениях магнита; анизотропный материал постоянного магнита из спеченного феррита обладает сильными магнитными свойствами, но он может намагничиваться только вдоль направления магнита. Заданное намагничивание направления намагничивания.

Отличия от магнитов NdFeB

Ферритовый магнит представляет собой оксид металла с ферромагнитными свойствами. По электрическим свойствам удельное сопротивление феррита значительно больше, чем у магнитных материалов из металлов и сплавов, а также он обладает более высокими диэлектрическими свойствами. Также показано, что магнитные свойства феррита имеют более высокую магнитную проницаемость на высоких частотах. Поэтому феррит стал широко используемым неметаллическим магнитным материалом в области высоких частот и слабых токов. Относящийся к неметаллическим магнитным материалам, он представляет собой сложный оксид (или феррит) из магнитного оксида железа и одного или нескольких оксидов других металлов. Магнитная сила обычно составляет 800-1000 Гс, и ее часто используют в динамиках, динамиках и другом оборудовании.

Преимуществами магнитов NdFeB являются высокая стоимость и хорошие механические свойства; недостатки заключаются в том, что точка Кюри низкая, температурные характеристики плохие, легко измельчаются и подвергаются коррозии. Его необходимо отрегулировать, отрегулировав его химический состав и приняв методы обработки поверхности. Усовершенствование может удовлетворить требования практического применения. NdFeB принадлежитк третьему поколению редкоземельных материалов с постоянными магнитами. Он имеет характеристики небольшого размера, легкого веса и сильного магнетизма. Это магнит с лучшим соотношением производительности и цены в настоящее время. Преимущества высокой плотности энергии делают материалы для постоянных магнитов NdFeB широко используемыми в современной промышленности и электронной технике. В состоянии голых магнитов магнитная сила может достигать около 3500 Гс.

2.2 Резиновые магниты

Резиновый магнит представляет собой серию ферритовых магнитных материалов, которые изготовлены из связанного ферритового магнитного порошка и синтетического каучука и изготавливаются путем экструзии, каландрирования, литья под давлением и других процессов. Обладает мягкостью, эластичностью и скручиваемостью. магнит. Его можно перерабатывать в полосы, рулоны, листы, блоки, кольца и различные сложные формы.

Оригинальные функции

Он обладает гибкостью, эластичностью и изгибаемостью, и может быть изготовлен в рулонах, листах, полосах, блоках, кольцах и различных сложных формах посредством экструзии, каландрирования, литья под давлением, формования и других процессов. Его поверхность также может быть покрыта листом ПВХ, мелованной бумагой, двусторонней лентой, покрыта УФ-маслом или цветной печатью и вырубкой в ​​различные формы.

Особенности обработки

Резиновые магниты состоят из магнитного порошка (SrO6 , Fe2O3), хлорированного полиэтилена (ХПЭ) и других добавок (ЭБСО, ДОФ) и т. д. и изготавливаются методом экструзии и каландрирования. Резиновые магниты могут быть гомосексуальными или гетеросексуальными, их можно сгибать, скручивать или скручивать. Его можно использовать без дополнительной обработки, а форму можно обрезать в соответствии с требуемым размером, а также его можно покрыть ПВХ, клеем, УФ-маслом и т. Д. В соответствии с требованиями заказчика. Его произведение магнитной энергии составляет 0,60-1,50 МГОэ.

Производственный процесс

Ингредиенты → смешивание → экструзия / каландрирование / литье под давлением → обработка → намагничивание → проверка → упаковка

тест производительности

Внешний вид, размер, магнитные свойства, магнитная полярность, твердость, удельный вес, прочность на растяжение, устойчивость к старению, характеристики вращения

Область применения в промышленности

Области применения резиновых магнитов: холодильники, рекламные стойки, крепления для крепления предметов к металлическим телам для рекламы и т. д., магнитные листы для игрушек, учебные пособия, переключатели и датчики. В основном используется в таких отраслях, как микромоторы, холодильники, шкафы для дезинфекции, кухонные шкафы, игрушки, канцелярские товары и реклама.

3.1 Самарий-кобальтовые магниты

Самарий-кобальт (СмКо ), как редкоземельный постоянный магнит второго поколения, не только обладает высоким произведением магнитной энергии (14-32MGOe) и надежной коэрцитивной силой, но также демонстрирует хорошие температурные характеристики в серии редкоземельных постоянных магнитов. По сравнению с NdFeB , СмКо больше подходит для работы в условиях высоких температур.

СмКо5 См2Ко17

Остаточная намагниченность бр >1,05 т (>10,5 кгс)

Коэрцитивная сила магнитной индукции ХсБ >676кА/м (>8,5 кЭ)

Внутренняя коэрцитивная сила Hcj >1194 кА/м (>15кЭ)

Максимальный энергетический продукт (ЧД ) Макс >209,96кДж/м3(26~30МГс.Э)

Температурный коэффициент бр -0,03%/℃

Обратимая магнитная проницаемость μ 1,03 Гн/м

Температура Кюри Тс 670~850℃

3.2 Неодимовые магниты

Неодимовый магнит, также известный как магнит NdFeB (магнит NdFeB ), представляет собой тетрагональный кристалл, образованный неодимом, железом и бором (Nd2Fe14B). В 1982 году Масато Сагава из Сумитомо Особенный Металлы открыл неодимовые магниты. Произведение магнитной энергии (ЧДмакс ) этого магнита больше, чем у самариево-кобальтового магнита, и в то время это был материал с самым большим произведением магнитной энергии в мире. Позже Сумитомо Особенный Металлы успешно разработала процесс порошковой металлургии, а Общий Моторы успешно разработала процесс формования из расплава, с помощью которого можно было изготавливать магниты NdFeB . Этот тип магнита является вторым наиболее магнитным постоянным магнитом после гольмиевого магнита с абсолютным нулем, а также наиболее часто используемым редкоземельным магнитом. Магниты NdFeB широко используются в электронных продуктах, таких как жесткие диски, мобильные телефоны,

Классификация

NdFeB делится на спеченный NdFeB и связанный NdFeB . Связанный NdFeB магнитен во всех направлениях и устойчив к коррозии; а спеченный NdFeB легко подвергается коррозии, и его поверхность необходимо покрывать. Как правило, существуют гальванизированный, никель, экологически чистый цинк, экологически чистый никель, никель-медь-никель, экологически чистый никель-медь-никель и т. Д. Спеченный NdFeB обычно делится на осевую намагниченность и радиальную намагниченность, в зависимости от необходимая рабочая поверхность.

Химический состав

Материал постоянного магнита NdFeB представляет собой материал постоянного магнита на основе интерметаллического соединения Nd2Fe14B. Основными компонентами являются редкоземельные элементы неодим (Нд ), железо (Fe ), бор (B). Среди них редкоземельным элементом является в основном неодим (Нд ). Для получения различных свойств его можно частично заменить другими редкоземельными металлами, такими как диспрозий (Ди ) и празеодим (Пр ). Железо также можно частично заменить другими металлами, такими как кобальт (Ко ) и алюминий (Ал ). Содержание бора невелико, но он играет важную роль в формировании интерметаллических соединений с тетрагональной кристаллической структурой, благодаря чему соединения имеют высокую намагниченность насыщения, высокую одноосную анизотропию и высокую температуру Кюри.

Редкоземельный постоянный магнит третьего поколения NdFeB является самым мощным постоянным магнитом среди современных магнитов. Его основным сырьем являются редкоземельный металл неодим 29%-32,5%, металлический элемент железо 63,95-68,65%, неметаллический элемент бор 1,1-1,2% и диспрозий 0,6-8% ниобий 0,3-0,5% алюминий 0,3-0,5% медь 0,05 -0,15% и другие элементы.

Технологический поток

Технологический процесс: дозирование → выплавка слитка/формование → получение порошка → прессование → спекание и отпуск → магнитный контроль → шлифование → нарезка штифтов → гальваническое покрытие → готовое изделие. Ингредиенты — это основа, а спекание и отпуск — это ключ.

Инструменты для производства заготовок магнитов NdFeB и инструменты для проверки производительности: плавильная печь, полосовая печь, щековая дробилка, струйная мельница, машина для компрессионного формования, машина для вакуумной упаковки, машина для изостатического прессования, печь для спекания, вакуумная печь для термообработки, прибор для проверки магнитных характеристик, измеритель Гаусса.

Инструменты для обработки магнитов NdFeB : бесцентровая шлифовальная машина, закругленная машина, двухсторонняя шлифовальная машина, плоская шлифовальная машина, слайсер, двухсторонняя шлифовальная машина, проволочная резка, настольная дрель, шлифовальная машина специальной формы и т. Д.

Приложение

Спеченные материалы постоянного магнита NdFeB обладают превосходными магнитными свойствами и широко используются в электронике, электрическом оборудовании, медицинском оборудовании, игрушках, упаковке, аппаратном оборудовании, аэрокосмической и других областях. Наиболее распространенными являются двигатели с постоянными магнитами, динамики, магнитные сепараторы, компьютерные дисководы, приборы для магнитно-резонансной томографии и т. д.