磁瓦性能问题
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永磁铁氧体湿压磁瓦永磁铁氧体湿压磁瓦,是一种具有较高磁性能的磁性材料。
本文将从永磁铁氧体湿压磁瓦的概念、特点、制备工艺以及应用领域等方面进行介绍。
一、概念永磁铁氧体湿压磁瓦,是由永磁铁氧体粉末和聚合物树脂组成的复合材料。
其具有优异的磁性能和机械性能,常用于电机、发电机、传感器等领域。
二、特点1. 高磁性能:永磁铁氧体湿压磁瓦具有较高的剩磁和矫顽力,能够持久保持稳定的磁性能。
2. 耐高温性:该材料能够在高温环境下保持较好的磁性能,适用于高温工作条件下的应用。
3. 低磁性材料:相对于其他磁性材料,永磁铁氧体湿压磁瓦具有较低的磁性,不会对周围环境产生干扰。
4. 易于加工:由于其采用了湿压成型工艺,可以根据需要进行精确的尺寸和形状加工。
5. 耐腐蚀性:永磁铁氧体湿压磁瓦具有较好的耐腐蚀性,能够在恶劣的环境下长期使用。
三、制备工艺永磁铁氧体湿压磁瓦的制备工艺主要包括以下几个步骤:1. 原料准备:将永磁铁氧体粉末与合适的聚合物树脂按一定比例混合均匀。
2. 湿压成型:将混合物注入到模具中,通过压缩和挤压使其成型。
3. 烧结处理:将成型后的磁瓦置于高温炉中进行烧结处理,使其具有较高的致密度和机械强度。
4. 表面处理:对磁瓦进行研磨、抛光等处理,以提高其表面质量和光洁度。
四、应用领域永磁铁氧体湿压磁瓦广泛应用于以下领域:1. 电机和发电机:永磁铁氧体湿压磁瓦可以用于制造各种类型的电机和发电机,如直流电机、交流电机等,用于提供稳定和高效的电磁力。
2. 传感器:由于其具有较高的磁性能,永磁铁氧体湿压磁瓦可以用于制造各种类型的传感器,如磁传感器、霍尔传感器等,用于测量和检测磁场强度。
3. 磁性装置:永磁铁氧体湿压磁瓦可以用于制造各种类型的磁性装置,如磁力吸盘、磁力夹具等,用于吸附和固定磁性物品。
4. 其他领域:永磁铁氧体湿压磁瓦还可以应用于声音设备、医疗器械、磁性材料等领域,满足不同领域的磁性需求。
永磁铁氧体湿压磁瓦具有高磁性能、耐高温性、低磁性、易加工和耐腐蚀等特点,通过湿压成型工艺制备而成。
目录钕铁硼磁铁常见问题回复 (2)1.钕铁硼磁铁有哪些应用? (2)2. 磁性材料类比 (2)3. 钕铁硼由那些材料组成? (2)4. 钕铁硼的磁性能可以持续多久? (2)5. 钕铁硼磁铁的工作温度范围是怎样的? (2)6. 影响钕铁硼磁铁磁力的因素 (2)7. 常用的磁测仪器 (2)8. 钕铁硼如何制造的? (2)9. 如何屏蔽磁场? (3)10. 磁铁的储存和运输有哪些注意事项? (3)11. 磁铁的操作有哪些注意事项? (3)12. 镀层起皮的原因及出现锈斑的原因是什么? (3)13. 如何衡量磁性能的高低? (3)14. 磁铁的加工成本的影响因素? (3)15. 关于取向方向 (3)16. 如何订购磁铁? (3)充磁方向 (5)钐钴常见问题回复 (6)1.关于稀土永磁材料 (6)2. 有无标准形位公差?最好的形位公差可以做到多少? (6)3. 永久磁铁有标准规格吗? (7)4.有哪些包装方式?哪种方式的防护作用比较好? (7)5.如何检验毛坯的性能? (7)6. 目前可制作的钐钴磁铁的最高性能是多少? (7)7. 为什么SmCo5的价格要比Sm2Co17的高? (7)8. 钐钴磁铁是否需要电镀?可提供哪些种类的电镀? (7)9. 钐钴磁铁是否会生锈? (7)10. 怎样处理客户投诉? (7)11. 为什么一般不能用表磁(表面高斯值)来判定磁性能,只能做一个基本依据? (7)12. 产品为什么会有小缺角? (8)13. SmCo5磁铁和Sm2Co17磁铁有什么区别? (8)14. 可否制作不饱和充磁的磁铁? (8)钕铁硼磁铁等级选型表 (8)钕铁硼磁铁常见问题回复1.钕铁硼磁铁有哪些应用?钕铁硼永磁体以其优异的性能、丰富的原料、合理的价格正得以迅猛的发展和广泛的应用。
其主要应用在微特电机、永磁仪表、电子工业、汽车工业、石油化工、核磁共振装置、传感器,音响器材、磁悬浮系统、磁性传动机构和磁疗设备等方面。
永磁铁氧体磁瓦机械强度研究摘要研究分析了影响永磁铁氧体磁瓦机械强度的生产过程及所有生产工序:原材料选用、二次研磨、控制杂质进入、压制成型、烧结及表面磨加工,提出了解决磁瓦机械强度的方法。
关键词永磁铁氧体磁瓦;机械强度;影响因素0引言永磁铁氧体磁瓦是一种功能性电子元器件,主要应用于直流微电机上。
永磁铁氧体磁瓦的质量不仅表现在磁性能、尺寸公差、外观满足国家标准及用户的使用要求,还有一项重要的质量特性参数—机械强度。
如果磁瓦的机械强度达不到要求,则在电机的安装过程或使用过程就可能出现碎裂现象,导致电机转子被卡住停转,电机报废。
因此需要搞清影响磁瓦机械强度的因素,在生产过程中针对性的解决该问题。
1原材料的影响众所周知,选用好的原材料是生产好的产品的前提条件,永磁铁氧体磁瓦的原材料是永磁铁氧体预烧料,其主成份为Fe2O3和SrO,当预烧料在高温烧结过程中主成份没有完全反应时,预烧料中必存在非磁性相,该预烧料在二次球磨研磨过程中,多余的SrO会形成Sr(OH)2,使球磨机内料浆的PH值上升,料浆粘度增大,压制成型后,毛坯的压制密度不均匀,同时,由于非磁性相的存在,磁瓦在高温烧结过程中会产生晶体不能连续生长,这样会导致磁瓦的内部组织结构不质密或存在局部内应力,最终导致磁瓦的机械强度不好。
因此,选用好的预烧料不只是其磁性能符合要求,还应选用反应充分的预烧料。
预烧料的反应是否充分,可用下列方法检验:抽取预烧料的样品,将其块状砸碎,观察内部结晶情况,如果结晶均匀且呈同一种灰色,表明该预烧料反应充分,可作为磁瓦的原材料使用;如果结晶不均匀且局部有暗黑色,表明该预烧料反应不充分,不可使用。
2 杂质的影响原材料在配制、球磨机研磨、料浆运输及压制成型过程中,都有可能进入杂质,这些杂质常见的有:预烧料的包装用品、球磨机的密封圈、操作者的劳保用品、以及球磨机内破碎的钢球等,尤其经球磨研磨前进入的杂质影响最为严重,原因是这些杂质均被研磨成细粉状,广泛分布在料浆内,影响面巨大。
【word】改善永磁铁氧体磁瓦表面磁密分布的方法探讨改善永磁铁氧体磁瓦表面磁密分布的方法探讨改善永磁铁氧体磁瓦表面磁密分布的方法探讨谢瑞兵,张云程,王自敏,扬宇(宜宾职业技术学院,四川宜宾644001)摘要:通过国内样品与日本样品的比较测量,找出了磁瓦表面磁密分布的差异;磁瓦表面磁密分布差异取决于取向度分布差异和密度分布差异,通过磁瓦制备工艺的分析,同时借鉴日本磁瓦生产工艺,改进磁瓦取向磁场的磁路结构,磁瓦压制工艺和磨加工工艺等,改善了永磁铁氧体磁瓦表面的磁密分布.关键词:永磁铁氧体磁瓦;表面磁密;影响因素中图分类号:TM277文献标识码:B文章编3830(2009)05—0064—03 号:1001—1引言永磁电机是永磁铁氧体的主要应用领域,在永磁电机中,永磁磁极一般作定子,常用磁极结构形式是瓦形,磁瓦的内弧面为工作表面.为提高气隙磁密,我们希望瓦形磁极内弧表面磁密要强于外弧表而磁密,为此有必要对永磁铁氧体磁瓦(以下简称磁瓦)制备工艺进行探讨,以改善磁瓦表面磁密的分布.2磁瓦表面磁密分布特点在磁瓦制备方面,日本厂家的工艺技术相对比较先进,我们收集并选择有代表性的日本TDK公司磁瓦样品与国内磁瓦样品进行比较测量.2.1小弧度(夹角不大于120.)磁瓦分别抽取三组样品进行测量,每组20件,磁瓦夹角112..日本TDK样品,内弧表面磁密风i约为外弧表面磁密.的1.8倍,即风i1.8风.,且数据一致性好;国内样品内弧表面磁密玩i约为外弧表面磁密晚.的1.2,1.5倍,即Bb?1.2,1.5Bb., 但数据一致性较差.测量数据见表1(表中所列数据为分组平均值).表1小弧度磁瓦表面磁密对比收稿日期:200811-28修回日期:2009—04.2l作者通信:E—mail:xierui68@2.2大弧度(夹角大于120.)磁瓦分别抽取三组样品进行测量,每组20件,磁瓦夹角142..日本TDK样品,内弧表面磁密Bbi约为外弧表面磁密玩.的t.6倍,即民i1.6风.,且数据一致性好;国内样品内弧表面磁密玩i约为外弧表面磁密b.的1.1,1.3倍,即玩i1.1,1.3Bb., 但数据一致性较差,有的样品内外弧表面磁密几乎相等,有的样品甚至内弧表面磁密小于外弧表面磁密.测量数据见表2(表中所列数据为分组平均值).表2大弧度磁瓦表面磁密对比3磁瓦表面磁密分布影响因素分析及控制方法如果不考虑边界条件和退磁效应,磁体表面磁密和磁瓦剩余磁感应强度存在关系:Bb=KB(1)式中,K为尺寸因子,与永磁体的形状和几何尺寸有关.而磁瓦剩余磁感应强度与材料的取向度比饱和磁化强度密度和密度P存在关系『1]:Br=ydsp(2)根据上面的分析,对于确定的永磁铁氧体磁瓦(形状和几何尺寸确定),影响磁瓦表面磁密分布差异的因素为磁瓦内部的取向度y和密度P差异.3.1磁瓦内外弧区域取向度的差异湿压磁场成型过程中,在外磁场的作用下,料JMagnMaterDevicesVol40No5浆颗粒转动取向J,在料浆颗粒满足单畴的条件下,取向度的决定因素就是取向场,而取向场的大小,不仅取决于源磁场的大小,还取决于磁路的磁阻,也就是磁路设计和制造的优劣.我们知道,在磁瓦的磁场取向压制时,由上下模头和磁瓦构成闭合磁回路,如图1所示.为方便脱模和提高下模头的耐用度,常在下模头上面嵌结一层高硬度和高耐磨度的硬质合金,如图2所示.图1由上下模头和图2硬质合金嵌结层磁瓦构成的闭合磁路硬质合金嵌结层为非导磁材料,由于它的嵌入,会增大磁路磁阻,减弱取向磁场强度,减弱的程度,取决于嵌结层的厚度,同时考虑源磁场的大小,会出现两种情况:(1)嵌结层的厚度足够小,源磁场强度足够大,提供的取向场满足颗粒完全取向的要求.这种情况下,嵌结层不会导致磁瓦内外弧区域取向度的差异.(2)嵌结层的厚度较大,源磁场强度不够高,提供的取向场,在磁瓦内外弧区域存在差异,这时, 磁瓦内外弧区域的取向度就必然存在差异.这种情况正是实际中存在的现象,我们对国内主要模具制造商生产的模具下模头的硬质合金嵌结层进行了测量,嵌结层的厚度在5-24mm,有的甚至达到30 mm.并且我们没有找到嵌结层的厚度与磁瓦结构和特性之间的关系,也就是说,嵌结层厚度值的选择,基本是依材料而定,没有严格的工艺控制,存在很大的随意性.另一方面,磁瓦取向场的源磁场由电磁铁提供,其线圈的匝数是确定的,源磁场的大小仅由充磁电流的大小来调整,但充磁电流调整过大以后,线包发热量同时急剧增加(国内线包降温普遍采用风冷方式,效果不理想且受限制),由于电阻的正温度特性,电阻增大,电流降低,从而导致源磁场强度降低,也就是说,由于技术的限制, 源磁场的大小是受限的,这种现象在炎热的夏季尤磁性材料及器件2009年10月为明显.如果生产场所通风条件不好,地处南方, 这种现象更加明显.同时,大电流充磁能耗大,加大了生产成本.基于上面的分析,我们知道,应该对下模头硬质合金嵌结层的厚度进行控制,控制原则是,在保证模具工作寿命的前提下,尽可能减小硬质合金嵌结层的厚度,以减小磁路磁阻,提高取向磁场强度. 通过查阅日本工艺技术资料,与日本工艺技术专家和模具专家的深入沟通,他们给出的建议是:根据压制磁瓦的弧度,硬质合金嵌结层的厚度控制在3,5mm,同时,对上模头进行表面处理,提高硬度,从而提高其耐磨力,这样,其工作寿命在100万次以上;由于表面处理技术的差异,同时为保证模具的工作寿命,国内模具制作,嵌结层的厚度可适当加大,但不宜超过8illn’l.我们对日产模具进行了实际测量,结果得到了证实.同时,我们与国内模具专家进行了广泛而深入的讨论,经实践验证,该方法切实可行.磁路结构对磁瓦内外弧区域取向度的影响,还表现在磁瓦成型时型腔填料高度的差异上.对同一磁瓦,装填系数越大,型腔填料高度越大,填料时, 先填充内弧区域,最后填充外弧区域,自动注料条件下,填料和充磁取向是同步进行的,注料时,未填充区域充满空气,而空气的磁导率是很低的,如果填料高度足够大,则足以形成磁瓦内外弧区域取向度的差异.基于此,对同一磁瓦小装填系数和大装填系数的进行了对比试验,结果,小填充系数时磁瓦的内弧表面磁密提高了10%以上,方法是加大注料压力,磁瓦的装填系数由1.6,1.8降低到1.1-1.2.根据我们对TDK和住友公司磁瓦成型工艺的分析和与住友特殊金属公司工艺专家的沟通, 了解到日本普遍采用大注料压力成型工艺.磁瓦内外弧区域取向度的差异,还与型腔(填料区域)在线包中所处的位置有关.如果填料高度与线包高度相比小很多,理想条件下,磁瓦内外弧区域取向度不会产生差异;实际工作中,为改善线包的散热性,线包常做成扁平结构,在这种情况下, 由于线包内外磁力线密度分布的差异,型腔(填料区域)在线包中,常处于稍偏上位置,以保证磁瓦内弧区域处(填料高度的2/3—4/5)在磁场最强处.3.2磁瓦内外弧区域密度P的差异磁瓦的压制,一方面要求高密度,另一方面要求密度分布高度均匀.磁瓦的高密度均匀分布,主65要受制于压制方式和』玉制工艺,同时受压制时取向度的影响,关于这一点,我们知道,取向度愈高,颗粒规则排列的整齐度就愈高,磁瓦的密度就愈高,而取向磁场对取向度的影响,前面我们已经作了深入的讨论,这里不再重复.在粉末颗粒压制中,有利于密度均匀分布的是浮动压制技术和抽拉压制技术l3】,其中,抽拉压制技术最为先进.由于自动化控制技术和其他条件的限制,目前国内普遍采用浮动压制技术,导致磁瓦内部密度分布存在一定的梯度,当然,这种现象除了压制方式外,还与设备,工装的制造精度有关. 而日本普遍采用抽拉压制技术,磁瓦密度分布相对均匀.在压制工艺中,影响压制密度的主要因素是压制压力和压制速度,压制压力的重要性,国内企业已经达成共识,并已取得很大的进步;压制速度的控制,就是深入分析压制过程,合理分配压制压力, 合理控制压制速度,形成粉末颗粒的高度致密化. 对于压制过程,国内普遍划分为两个阶段,即快压阶段和慢压阶段,而日本工艺则将压制过程划分为四个阶段:第一快压阶段,第二快压阶段,第一慢压阶段和第二慢压阶段,每一阶段分别控制加压压力和压制速度,并在第一快压阶段使用大压力快速压制,经测量和观察证明,该工艺相对于国内工艺, 生坯密度和机械强度有明显提高.3.3取向磁场分布对磁瓦表面磁密分布的影响磁瓦压制过程中,粉末颗粒在外加磁场的作用下取向,取向磁场基本上是平行均匀分布的,但在磁瓦中,由于磁路的影响和压制密度的差异,磁瓦中间区域取向度高,形成近似径向分布,为提高磁瓦中间区域取向磁场强度,需减小磁路磁阻,下模头硬质合金嵌结,理想的嵌结方式如图2所示,该方式在嵌结前,对硬质合金进行加工,使嵌结面弧度与下模头弧面弧度相等.但对国内主要模具制造商生产的模具进行广泛观察比较,发现嵌结方式有很大差异,有弧面嵌结,有梯度(折线)嵌结,有直线(平台)嵌结,如图3所示.弧面嵌结中,基本未发现等弧面(与下模头弧面弧度相等)嵌结, 主要是直线(平台)嵌结,这些嵌结方式增大了磁路磁阻,减弱了磁瓦中心区域,特别是磁瓦内弧面中心区域取向磁场强度,并改变了磁力线的分布, 从而降低了磁瓦内弧面中心区域取向度,导致磁瓦内弧表面磁密降低;如果嵌结层厚度过大,甚至会出现磁瓦内弧表面磁密低于外弧表面磁密的现象. 其中,直线(平台)嵌结方式,最为不利,我们曾采用方形磁体挖制小尺寸大弧度磁瓦,磁瓦外弧表面磁密高达100mT,内弧表面磁密仅10,20mT,有的甚至测不到.为此,下模头硬质合金嵌结,应采用等弧面(与下模头弧面弧度相等)嵌结方式, 以减小磁路磁阻,提高磁瓦取向磁场强度.3硬质合金层嵌结方式3.4磨加工工艺对磁瓦表面磁密分布的影响采用改进工艺制备的磁瓦坯件,内弧区域磁密明显高于外弧区域磁密,为保持磁瓦的这种特性, 在进行磨加工时,应尽量减少内弧磨加工量,合理分配内外弧的磨加工总量,内外弧的总磨加工量, 国内企业通常控制在2mm左右,其中,外弧分配1.2mm左右,内弧分配0.8mm左右,这是比较成熟也比较先进的工艺;日本企业将内外弧的磨加工总量控制在1.0,1.2mm,外弧分配0.8mm左右,内弧分配0.2,0.3mm.国内企业由于受到原材料和工装设备的限制,磨加工量的严格控制相对较困难,但应严格控制内外弧的磨加工总量分配,在保证内弧面加工光滑的前提下,尽量减小内弧面的加工量(建议加工量为0.4,0.6ram),而将其余的加工量分配给外弧面.4结语通过上面的分析和国内外工艺的对比,总结出改善永磁铁氧体磁瓦表面磁密分布的有效方法是: (1)合理选择型腔(填料区域)在线包中的位置;(2)在保证取向源磁场的前提下,优化取向场磁路,严格控制下模头硬质合金嵌结工艺,采用等弧面(下模头弧面)嵌结方式,嵌结层厚度控制在5,8mm:(3)提高压制设备自动化程度,采用抽拉压制技术,提高磁瓦密度分布的均匀性;(下转69页)JMagnMaterDevicesVol40No5重要的,很多形式都可以使用.以上是本人总结带线环行器,隔离器机械结构方面的技术问题,未涉及到连接器,主要考虑到商用连接器已有许多专门企业加工和销售,在此不一一列举.4.1.4补偿材料的选择设计宽温环行器时,通常需要考虑对磁路进行温度补偿.永磁材料的生产者会努力降低永磁材料的磁通密度随温度的变化.但是很多环行器中,我们需要磁场随着温度的升高而降低.利用特殊材料,可以使磁通密度随温度上升而降低.这种材料可以是铁氧体或者铁镍合金.材料的生产者会提供在一个指定磁化场()下,磁导率随温度变化的数据.如果磁通密度与温度的函数关系通过计算或者测量已经确定,通过生产者提供的数据,可以大致确定补偿材料.金属材料的机加工性能要远远好于铁氧体材料,但是当环行器数量较少时并不太适合使用.从钢铁生产厂家接受订货的最小量也是一个很大的数量.另一方面,铁氧体材料非常适合小规模生产.4.1.5电介质材料的选择很多环行器设计中需要使用电介质材料,其主要作用是提高耐压,并通过提高电场密度减小分布电容(传输线)的尺寸.电介质可以按其物理特性分类,主要指标有介电常数,介电损耗正切角和绝缘强度.损耗最低的电介质材料是空气,其相对介电常数为1.空气的绝缘强度并不高,但是可以通过加压提高其绝缘强度.其他气体,如六氟化硫可以在不牺牲气体的低损耗特性的情况下提高绝缘强度.需要介电常数更高一些的材料,且允许损耗稍大时,可以使用硅橡胶材料;油脂双组分液体硫化成类似于橡胶的物质,或者自硫化成胶状物质,可‘,._,i-,.,’,.,.,?,?,?,..,.,-??,’,’’,.,.,-?-’?,.,’,.,. (上接66页)以用于气密.这类材料的相对介电常数为2.7,绝缘强度非常好.聚苯乙烯和聚四氟乙烯是两种低损塑料,其介电常数分别为2.5和2.1.聚苯乙烯的最高温度等级仅有1O0~C,但损耗比聚四氟乙烯低,聚四氟乙烯可以应用于更高的温度.环行器常用的印刷电路可以选用不同的基片.这些材料的介电常数差异很大,也有不同的厚度可供选择,通常覆铜.采用在覆铜基片上蚀刻电路的工艺,可以简化环行器结构.陶瓷与聚苯乙烯混合成的复合介电材料的相对介电常数可以覆盖3,30的范围.这类材料通常被切成小块,用于调试低功率环行器.陶瓷电介质材料主要由氧化铝,氧化钙,氧化镁和氧化钛组成.铁氧体材料的生产厂家通常也生产陶瓷,可用的相对介电常数从6,100不等,其介电损耗角正切随介电常数增大而上升.购买铁氧体材料时,可以要求铁氧体与陶瓷介质粘在一起.这种装配方式可以使器件结构更加简单,因为阻抗变换器以铁氧体为中心呈环状分布. 选择电介质材料,首先要确定介电常数.分布电容与传输线的物理尺寸决定了介电常数的最小值.介电常数的上限由同轴结构的中心导体的最小尺寸确定.另外,传输的频率越高和介电损耗角正切就越大,同时机加工公差的要求也就越严格. 一旦确定了所要求的介电常数,就可以通过最高绝缘强度和介电损耗角正切确定电介质材料.在满足其他条件的情况下,应该优先考虑介电损耗最低的材料.选择材料时还要考虑材料是否容易加工成所需要的形状.在这方面,硅橡胶(还有空气)非常合适.在目前电介质材料还用作环行器端口匹配调试,常见于很多民用通讯环行器,可起到事半功倍的作用.(未完待续)(4)优化成型工艺,采用大压力注料方式,合理分配快压,慢压压力和压制速度,采用大压力快压方式;(5)严格控制内外弧面的磨加工量分配,在保证内弧面加工光滑的前提下,尽量减小内弧面的加工量,内弧面的加工量控制为0.4,0.6mrn.参考文献:【l】张有纲,黄永杰,罗迪民[z].磁性材料[M].成都:成磁性材料及器件2009年10月_,-?,?,’,’,.,.,.,-,??,’,’.,.,’,???,-,_,.,.,.,?, 都电讯工程学院出版社,1988.[2】孙亦栋.铁氧体工艺【z].电子工业部电子元器件工业管理局.【3]埃贡?菲舍尔.铁氧体磁体成型技术【z].绵阳:机电部磁性材料及器件专业情报网,1990.作者简介:谢瑞兵(1967一),男,工程师,1989年毕业于山东大学物理系功能材料专业,曾在国营金川无线电器材有限责任公司等多家企业从事铁氧体元器件生产工艺技术管理和开发工作,现为宜宾职业技术学院现代制造技术系教师,主要讲授”铁氧体工艺”,”磁应用技术”等专业课程.69。
磁瓦的四个参数什么叫矫顽力(bHc),什么叫内禀矫顽力(jHc)?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;在反向磁场H= bHc时,磁体对外不显示磁通,因此矫顽力bHc表征永磁材料抵抗外部反向磁场或其它退磁效应的能力。
矫顽力bHc是磁路设计中的一个重要参量之一。
值得注意的是:矫顽力bHc在数值上总是小于剩磁Jr。
因为从(1-1)式可以看到,在H= bHc 处,B=0,则μ0 bHc =J,上面已经说明,在J退磁曲线上任意点的磁极化强度值总是小于剩磁Jr,故矫顽力bHc在数值上总是小于剩磁Jr。
例如:Jr =12.3kGs的磁体,其bHc不可能大于12.3kOe。
换句话说,剩磁Jr在数值上是矫顽力bHc的理论极限。
当反向磁场H= bHc时,虽然磁体的磁感应强度B为0,磁体对外不显示磁通,但磁体内部的微观磁偶极矩的矢量和往往并不为0,也就是说此时磁体的磁极化强度J在原来的方向往往仍保持一个较大的值。
因此,bHc还不足以表征磁体的内禀磁特性;当反向磁场H增大到某一值jHc时,磁体内部的微观磁偶极矩的矢量和为0,称该反向磁场H值为该材料的内禀矫顽力jHc。
内禀矫顽力jHc是永磁材料的一个非常重要的物理参量,对于jHc远大于bHc的磁体,当反向磁场H大于bHc但小于jHc时,虽然此时磁体已被退磁到磁感应强度B反向的程度,但在反向磁场H撤消后,磁体的磁感应强度B仍能因内部的微观磁偶极矩的矢量和处在原来方向而回到原来的方向。
也就是说,只要反向磁场H还未达到jHc,永磁材料便尚未被完全退磁。
因此,内禀矫顽力jHc是表征永磁材料抵抗外部反向磁场或其它退磁效应,以保持其原始磁化状态能力的一个主要指标。
矫顽力bHc和内禀矫顽力jHc的单位与磁场强度单位相同。
一般磁性材料的性能可以通过其四个参数来加以表述,即剩余磁感应强度(简称剩磁)Br (单位高斯Gs或毫特mT,1mT=10Gs),矫顽力Hcb(单位奥斯特Oe),内禀矫顽力Hcj(单位奥斯特Oe),最大磁能积(BH)max(单位兆高奥MGOe),其中Br, Hcj, (BH)max三参数又是最直接的表示。
钕铁硼失效模式全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:钕铁硼(NdFeB)磁体是目前应用广泛的一种永磁材料,具有优良的磁性能。
钕铁硼磁体在使用过程中也会出现各种失效现象,影响其性能和使用寿命。
钕铁硼失效模式是研究者一直关注的问题,下面我们将重点讨论钕铁硼失效模式及其原因。
钕铁硼磁体最常见的失效模式是氧化、腐蚀和磁性衰减。
氧化是由于钕铁硼磁体表面暴露在空气中,与氧反应产生氧化物而导致的,使磁性能下降。
腐蚀是由于钕铁硼磁体暴露在潮湿环境中,与水分和其他化学物质反应而导致的,也会使磁性能下降。
磁性衰减是由于钕铁硼磁体长时间在高温或高磁场下运行,导致晶粒间的热激活和磁矩倾斜而减小磁场强度。
钕铁硼磁体的失效原因主要有以下几点:首先是材料本身的质量问题,包括原材料不纯、生产工艺不合理等。
其次是外部环境因素的影响,如温度、湿度、化学物质等。
第三是使用条件和方式不当,如过载、高速转动等。
最后是设计不合理,如磁路设计不当、结构设计不合理等。
钕铁硼磁体失效对于应用的影响是非常严重的,不仅会导致磁性能下降,还会影响设备的正常运行。
我们需要采取一些措施来延长钕铁硼磁体的使用寿命。
首先是加强材料的保护,如表面涂覆保护层、提高材料的纯度等。
其次是改善工艺和生产条件,提高生产工艺的稳定性和可控性。
第三是优化设计和使用条件,如改善磁路设计、控制使用条件等。
最后是加强监测和维护,及时发现和处理失效问题,延长钕铁硼磁体的使用寿命。
钕铁硼磁体的失效模式和原因是多方面的,需要我们综合考虑各种因素,采取相应的措施来延长使用寿命。
只有通过不断改进材料、工艺和设计,加强监测和维护,才能更好地利用钕铁硼磁体的优良性能,推动永磁材料的应用和发展。
【本文共计548字】第二篇示例:一、热失效热失效是钕铁硼永磁材料的主要失效模式之一。
在高温环境下,钕铁硼永磁材料容易发生热脱磁现象,导致磁性能下降。
热失效主要是由于材料的磁畴发生改变,磁畴的热激发导致材料的磁化程度降低,从而影响材料的磁性能。
软磁铁氧体烧结过程的质量问题现象及解决措施一、烧结条件对磁性能的影响烧培条件对铁氧体的磁性能有很大影响。
烧结温度、烧结气氛和冷却方式是烧结条件的三个主要方面。
(一)烧结温度对磁性能的影响一般说来,烧结温度偏低时,晶粒大小不均匀,气孔分散于晶界和晶粒内部,呈不规则多面形。
磁导率μi和剩磁感应强度Br都较低,但是矫顽力HCB 较大。
烧结温度适当,则晶粒趋于均匀、气孔呈球形、烧结密度较低、磁导率μi和剩磁感应强度Br较大,矫顽力HCB有所减少。
烧结温度过高时,晶粒虽然增大,但是由于内部的气孔迅速膨胀,有的杂质发生局部熔融而使晶界变形,则不仅烧结密度低,磁导率μi和剩磁感应强度Br也将显著下降,机械性能极其脆弱,无实用价值。
对软磁铁氧体而言,在一定的烧结温度范围内,初始磁导率μi随烧结温度升高而增大,损耗角正切tgδ也随温升而增大(即Q值减少)。
对硬磁铁氧体而言,烧结温度高,剩磁感应强度Br也高,而矫顽力HCJ减小。
对旋磁铁氧体而言;烧结温度高,则饱和磁化强度也较高。
在生产中,必须针对各种材料的不同特点,结H合产品的其它性能要求而区别对待,由试验确定最佳的烧结温度。
(二)烧结气氛对磁性能的影响气氛条件对铁氧体烧结非常重要,尤其对含有易变价的Mn,Fe,Cu,Co等金属元素的铁氧体,在烧结过程中随着氧分压和温度的变化而发生电价的变化以至相变,过度的氧化与还原,就有另相析出(如α-Fe2O3,FeO,Fe3O4,Mn2O3等),将导致磁性能的急剧变化。
在升温阶段,因为还没有形成单一尖晶石相,对周围气氛要求不苛刻,在空气中、真空中或氮气中升温均可;在保温过程中,由于发生了气孔的排除、晶粒的长大和完善、单一结构铁氧体的生成,这些均要求控制好烧结气氛。
可以说,烧结气氛是影响磁性能的一个重要因素。
烧结气氛和固相反应速度、产物及微观结构均有直接关系。
因此要控制好烧结气氛来生产各种不同性能的铁氧体(如各种高磁导率、低损耗、高密度的软磁铁氧体和高电阻率的旋磁铁氯体等)。
磁瓦性能问题
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磁瓦:
一、磁瓦的定义:这里讲的磁瓦是永磁体中的一种主要用在永磁电机上的瓦状磁铁。
二、磁瓦的分类:
磁瓦根据其原材料的不同主要有三大类:
1、铁氧体磁瓦
2、钕铁硼磁瓦
3、铝镍钴磁铁
三、磁瓦的用途:
磁瓦主要用在永磁直流电机中,与电磁式电机通过励磁线圈产生磁势源不同,永磁电机是以永磁材料产生恒定磁势源。
永磁磁瓦代替电励磁具有很多优点,可使电机结构简单、维修方便、重量轻、体积小、使用可靠、用铜量少、铜耗低、能耗小等。
磁瓦的性能对电机的影响
(1)高的剩余磁感应强度Br。
因为Br高才能确保电机有较高的转速,大的输出扭矩和大的功率。
电机才会有较高的效率。
(2)高的Hcb。
因为Hcb高,才能确保电机输出所需的电动势,使电机工作点靠近最大磁能积,充分利用磁体的能力。
(3)高的Hcj。
Hcj高可以确保电机有较强的抗过载退磁及抗老
化,抗低温的能力。
(4)高的(BH)max。
(BH)max越高,表示永磁铁氧体在电机中实际的运行的工作系数越好。
(5)磁能量Φ越大越好,这将极大提高电机的工作效率。
(6)退磁曲线的矩形度越好,电机的动态损失越小。
(7)永磁铁氧体的电阻率越高,涡流损失越小。
(8)永磁铁氧体的温度系数小,在高温下才具有良好的温度稳定性
四、发展简史
磁瓦的发展是根据永磁电机本身的需求而变化的。
1)永磁电机分为永磁直流电机与永磁交流电机。
永磁交流电机指的是带永磁体转子的多相同步电动机,以前主要采用铁氧体与铝镍钴磁瓦,随着功率要求越来越高,铁氧体与铝镍钴因磁能积低不能满足要求,现在钕铁硼磁瓦在大功率同步电机与发电机领域应用很广。
当然钕铁硼磁瓦,因稀土资源珍贵,原材料价格成倍上升,其制造成本和出产价格今后将继续提升,影响其在一些低端领域大量使用。
钕铁硼永磁本身的负温度系数,低居里温度,也限制了其高温场合的应运。
永磁直流电机又分为无刷电机和带换向器普通直流电机,从磁体的形状、极数来判断其应用场合
在普通直流电机中,以2极和4极居多,且磁瓦基本上用于作电机定子,微型的直流电机大部分使用的是铁氧体磁瓦,主要用在玩具、家电、汽车领域。
无刷电机用磁瓦作为定子时,一般都超过6极,故其圆心角远远小于普通直流电机用的磁瓦。
但磁瓦作为无刷电机的转子时,可有4、6以上的极数,对于4极来说,转子是外表面充磁,且由于要拼成一个圆,其圆心角接近90°,这一点可区别于普通直流电机。
2)、磁瓦根据应用领域不同,对性能以及磁场波形要求也不同,作为转子领域,其外弧面表场要求高,波形基本要求为正弦波,作为定子,则根据电机的出力要求,火花以及噪音的不同要求进行选择,作定子的磁瓦,其内弧表场高,因磁瓦本身形状与生产特性决定,其波形主要为马鞍形,该类波形出力大,但火花噪音,空载电流大。
为改善振动噪声、换向火花,减少空载电流,磁钢的形状尺寸,模具设计等都要进行精心设计,其中不等厚磁瓦等已经广泛应用,其原理是使磁瓦内弧气隙磁场波形趋向平顶波。
3、特殊用途:国内最早做铁氧体磁瓦的企业如四川899(宜宾金川电子有限责任公司),等,在八九十年代磁化杯风行时期,曾用磁瓦作为磁化杯的磁场源。
当时国内对铁氧体磁瓦的需求量也很少。
五、生产工艺磁瓦根据材料与类别不同,其工艺也相差很大。
铁氧体磁瓦以烧结铁氧体为主,钕铁硼磁瓦分为烧结与粘结两类
1、烧结铁氧体磁瓦生产工艺主要分为湿压异性、干压同性、干压异性,其异性与同性的区别是在于压机成型时是否有取向磁场。
这里主要介绍湿压异性的工艺湿压工艺流程为:原料——预烧——粗粉碎(一次球磨)——配料——二次球磨(湿磨)——磁场成型——烧结——磨削——清洗——充磁。
因成型料浆含有水分,在磁场成型颗粒容易转向所以比干压异性能获得更高的取向度,其性能也就更高。
2、烧结钕铁硼磁瓦:配料——熔炼——破碎——制粉——磁场成型——等静压——真空烧结与回火——线切割等加工——电镀——充磁
三种常用的充磁[1]方式:
1、磁瓦单独充磁,再装入机壳,然后装配整体;
2、磁瓦装入机壳(粘好)再充磁,然后装配整体;
3、磁瓦装入机壳(粘好),再装配好成品,最后整体充磁。
不同方式对磁瓦充磁的影响:
1、第一种充磁方式要比第二、三种充磁方式表面剩磁低10%左右,一般而言采用第二种充磁方式比较合理;
2、第一种方式充磁很方便,有些厂采用螺线管隧道式充磁,生产效率很高;
3、第二种方式充磁,有些厂采用外冲,有的采用内冲,磁瓦或磁环需要先粘好烘干,生产上也很方便;
4、第三种方式充磁,有很多小电机(多是三槽的)使用这种方式,其在装转子时由于没有磁力很好装配,但是不方便检查磁是否充好了。
5、第一种充磁方式属于开路充磁,由于充磁时没有外磁场磁路,没有构成闭合回路,充磁不易充饱和,对磁瓦的磁通密度有影响,一般比闭路充磁会偏低一些;
6、第二种充磁方式是最常用的,属于闭路充磁,充磁后的磁通密度也是最高的,而且可以通过充磁头的形状来调整气隙磁密的波形,达到满足不同电机性能的要求,但是在电机装配时,需要使用专用工装进行装配,否则可能会由于磁吸力的原因磕伤转子或使磁瓦产生磁碎;
7、第三种充磁方式也属于闭路充磁(因为转子冲片是良好的导磁材料),充磁后的磁瓦磁通密度大小一般介于第一种和第二种之间,注意:在使用整机充磁时,最好将碳刷与转子绕组处于开路状态,否则在碳刷与换向器接触表面可能会产生打火现象。