磁铁的专业知识教材

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1、 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SmCo

2、5，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

3、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

4、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）

5、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

6、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

7、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（SmCo）依据成份的不同分为SmCo5和Sm2Co17。（又 称钐钴磁钢、钐钴永磁体、钐钴永久磁铁、钐钴强磁铁、稀土钴永磁 等)由于钐钴材料价格

8、昂贵而使其发展受到限制。钐钴磁石（SmCo） 作为稀土永磁铁，不但有着较高的磁能积（14-28MGOe）、可靠的 矫顽力和良好的温度特性。与钕铁硼磁钢相比，钐钴磁铁更适合工作 在高温环境中。 特性：具有高磁能积、极低的温度系数，最高工作温度可达350， 负温不限，在工作温度180以上时，其最大磁能积及温度稳定性和 化学稳定性均超过钕铁硼永磁材料 材质特点：具有很强的抗腐蚀和抗氧化性 八、磁铁的储存注意事项 1、磁铁不要接近电子器材，接近的话会影响电子设备及控制回路而 影响使用。 2、磁铁不要存放在潮湿的环境中，以免其氧化,导致外观、物理特性 及磁性能发生变化。 3、对金属物体有敏感反应的人若接近磁体，会照成皮肤粗糙、泛红 。若出现上述反应，请不要接触磁铁。 4、不要将磁铁接近软盘、硬盘驱动器、信用卡、磁带、徣记卡、电 视显像管等。若将磁铁接近磁性记录器等器件，会影响甚至破坏记录 数据。