磁铁被广泛应用于我们周围的各种产品和设备中,其性能很大程度上取决于其制造材料。
在本专栏中,我们将用通俗易懂的方式解释典型磁铁的原材料和特性等基本要点,以及如何为您的应用选择合适的材料。
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每块磁铁的主要原材料
钕磁铁
钕(Nd)
铁(Fe)
硼(B)
铁氧体磁铁
氧化铁(Fe₂O₃)
锶(Sr)或钡(Ba)
钐钴磁铁
钐(Sm)
钴(Co)
銅(Cu)
铝镍钴磁铁
铁(Fe)
铝(Al)
镍(Ni)
钴(Co)
一种材料要具备哪些条件才能适合用作磁铁?
磁体性能条件
① 较大的剩余磁通密度:允许许多磁力线穿过
② 高矫顽力:储存了大量形成磁力源的能量,磁力不易逸出,也不易受外界影响而退磁。
③ 最大磁能积大(BHmax):兼具①和②特性的磁铁。它具有强大的磁力和优异的性能。
耐久性/稳定性
高居里温度:耐高温,且因温度变化引起的磁力损失较小。
性能随时间推移几乎没有下降:即使长期使用,性能也不太可能下降。
机械强度高:能抵抗裂纹和缺口等物理损伤。
防锈或可涂覆保护层:优异的耐腐蚀性意味着使用寿命更长。
成本和供应
性价比高:铁磁性和低成本之间取得了良好的平衡。
原材料供应稳定:资源充足或稳定可用。
如何为您的应用选择合适的磁性材料
不同的磁铁由不同的材料制成,每种材料都有其独特的性能,例如耐用性、耐腐蚀性和磁强度。
下图对比了各类典型磁铁的特性。根据使用环境和用途选择合适的磁铁是保持产品性能和确保可靠性的重要因素。
铁氧体磁铁
铝镍钴磁铁
萨马钴磁铁
钕磁铁
长所
便宜的
锖びない
用于大规模生产
最常用的磁铁
耐高温
温度引起的最小磁场变化
强磁力(仅次于钕)
耐腐蚀
温度变化很小
最强磁力
缺点
弱磁力
容易碎裂
低温下磁力损失
磁力很容易减弱
需要把它做成一根长杆。
容易碎裂
原材料价格昂贵。
容易生锈
易受温度变化影响
工作温度
(正常指南)
-40℃或更高和250℃或更低
550℃以下
300℃以下
80℃以下
*1. 标准材料不会发生不可逆热退磁的温度(即降低温度后磁力恢复到初始状态的极限温度)。*2. 表面处理(电镀等)前。然而,随着表面处理质量的下降,锈蚀和腐蚀会逐渐加剧。
概括
磁铁的性能和应用范围因其材质不同而差异很大。钕磁铁、铁氧体磁铁、钐钴磁铁和铝镍钴磁铁等各种类型的磁铁,均采用不同的原材料制造,并具有各自的特性,例如磁强度、耐热性和耐腐蚀性。
磁性材料适用的条件多种多样,不仅包括磁性能,还包括耐环境性和加工性能。通过综合评估这些因素,可以选择最适合应用的磁性材料。
在本专栏中,我们介绍了磁铁的主要原材料、它们的特性以及选择材料时需要考虑的关键点。了解这些材料并进行合理选择对于最大限度地发挥磁铁的性能至关重要。在开发或设计产品时,请参考本文。
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