哪些永磁材料在電機產品上得到了應用?

2020-12-14 騰訊網

隨著社會的發展,磁鐵的應用也越來越廣,從高科技產品到最簡單的包裝磁。永磁材料包括鐵氧體永磁、稀土永磁、鋁鎳鈷、鐵鉻鈷、鋁鐵等材料,其中最常用、用量最大的是鐵氧體永磁和釹鐵硼稀土永磁。

稀土永磁材料主要是稀土鈷永磁材料和釹鐵硼永磁材料。稀土鈷永磁材料是稀土元素鈰、鐠、鑭、釹等和鈷形成的金屬間化合物,其磁能積可達碳鋼的150倍、鋁鎳鈷永磁材料的3到5倍 ,永磁鐵氧體的8到10倍,這種永磁材料溫度係數低,磁性穩定,矯頑力高。主要用於低速轉矩電動機、啟動電動機、傳感器、磁推軸承等產品的磁系統。

釹鐵硼永磁材料是第三代稀土永磁材料,其剩磁、矯頑力和最大磁能積比稀土鈷永磁材料高,不易碎,有較好的機械性能,合金密度低,有利於磁性元件的輕、薄、小和超小型化,是目前永磁電機選用最多的材料。但其磁性溫度係數較高,限制了它的應用。

永磁材料概述

永磁材料又稱「硬磁材料」。一經磁化即能保持恆定磁性的材料。具有寬磁滯回線、高矯頑力和高剩磁。實用中,永磁材料工作於深度磁飽和及充磁後磁滯回線的第二象限退磁部分。常用的永磁材料分為鋁鎳鈷系永磁合金、鐵鉻鈷系永磁合金、永磁鐵氧體、稀土永磁材料和複合永磁材料,現在分別簡述如下:

●鋁鎳鈷系永磁合金。以鐵、鎳、鋁元素為主要成分,還含有銅、鈷、鈦等元素。具有高剩磁和低溫度係數,磁性穩定。分鑄造合金和粉末燒結合金兩種。該材料在20世紀30~60年代應用較多,現多用於儀表工業中製造磁電系儀表、流量計、微特電機、繼電器等。

●鐵鉻鈷系永磁合金。以鐵、鉻、鈷元素為主要成分,還含有鉬和少量的鈦、矽元素。其加工性能好,可進行冷熱塑性變形,磁性類似於鋁鎳鈷系永磁合金,並可通過塑性變形和熱處理提高磁性能。用於製造各種截面小、形狀複雜的小型磁體元件。

●永磁鐵氧體。主要有鋇鐵氧體和鍶鐵氧體,其電阻率高、矯頑力大,能有效地應用在大氣隙磁路中,特別適於作小型發電機和電動機的永磁體。永磁鐵氧體不含貴金屬鎳、鈷等,原材料來源豐富,工藝簡單,成本低,可代替鋁鎳鈷永磁體製造磁分離器、磁推軸承、揚聲器、微波器件等。但其最大磁能積較低,溫度穩定性差,質地較脆、易碎,不耐衝擊振動,不宜作測量儀表及有精密要求的磁性器件。

●稀土材料。主要是稀土鈷永磁材料和釹鐵硼永磁材料,該材料特性在本文的前面部分已有相對詳細的描述,在此不再贅述;該材料是當前永磁電機的主要生產材料之一。

●複合材料。由永磁性物質粉末和作為粘結劑的塑性物質複合而成。由於其含有一定比例的粘結劑,故其磁性能比相應的沒有粘結劑的磁性材料顯著降低。除金屬複合永磁材料外,其他複合永磁材料由於受粘結劑耐熱性所限,使用溫度較低,一般不超過150℃ 。但複合永磁材料尺寸精度高,機械性能好,磁體各部分性能均勻性好,易於進行磁體徑向取向和多極充磁。主要用於製造儀器儀表、通信設備、旋轉機械、磁療器械及體育用品等。

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