1. Magnetyzm
Eksperymenty pokazują, że każdy materiał może zostać namagnesowany w większym lub mniejszym stopniu w zewnętrznym polu magnetycznym, jednak stopień namagnesowania jest inny. Zgodnie z charakterystyką materiału w zewnętrznym polu magnetycznym, materiał można podzielić na pięć kategorii: materiał paramagnetyczny, materiał diamagnetyczny, materiał ferromagnetyczny, materiał ferrimagnetyczny i materiał antyferromagnetyczny. Materiały paramagnetyczne i diamagnetyczne nazywamy słabymi materiałami magnetycznymi, a materiały ferromagnetyczne i ferrimagnetyczne silnymi materiałami magnetycznymi.
2. Materiały magnetyczne
Miękkie materiały magnetyczne: mogą osiągnąć maksymalną intensywność namagnesowania przy najmniejszym zewnętrznym polu magnetycznym i są materiałami magnetycznymi o niskiej koercji i wysokiej przenikalności magnetycznej. Miękkie materiały magnetyczne są łatwe do namagnesowania i łatwe do rozmagnesowania. Na przykład miękkie ferryty i amorficzne stopy nanokrystaliczne.
Twarde materiały magnetyczne: zwane także trwałymi materiałami magnetycznymi, odnoszą się do materiałów, które są trudne do namagnesowania i trudne do rozmagnesowania po namagnesowaniu. Ich główną cechą jest wysoka koercja, w tym materiały z magnesami trwałymi ziem rzadkich, metalowe materiały z magnesami trwałymi i ferryty z magnesami trwałymi.
Funkcjonalne materiały magnetyczne: głównie materiały magnetostrykcyjne, materiały do zapisu magnetycznego, materiały magnetooporowe, materiały z pęcherzykami magnetycznymi, materiały magnetooptyczne, materiały z folii magnetycznej itp.
3. Materiały na magnesy trwałe NdFeB
Spiekane materiały z magnesami trwałymi NdFeB wykorzystują proces metalurgii proszków. Stop po wytopie jest przekształcany w proszek i prasowany w polu magnetycznym w sprasowane zarodki. Sprasowane zarodki spieka się w gazie obojętnym lub w próżni w celu uzyskania zagęszczenia
Aby poprawić siłę koercyjną magnesu, zwykle wymagana jest starzeniowa obróbka cieplna, a następnie gotowy produkt otrzymuje się po obróbce końcowej i obróbce powierzchniowej.
Bonded NdFeB to mieszanina proszku magnesu trwałego i gumy o dobrych właściwościach uzwojenia lub twardych i lekkich tworzyw sztucznych, gumy i innych materiałów wiążących, które są bezpośrednio formowane w części magnesów trwałych o różnych kształtach, zgodnie z wymaganiami użytkownika.
Tłoczony na gorąco NdFeB może osiągnąć właściwości magnetyczne podobne do spiekanego NdFeB bez dodawania ciężkich pierwiastków ziem rzadkich. Ma zalety dużej gęstości, wysokiej orientacji, dobrej odporności na korozję, dużej siły koercyjnej i formowania prawie końcowego, ale właściwości mechaniczne nie są dobre, a koszty przetwarzania są wysokie ze względu na monopol patentowy.
4. Remanencja (Br)
odnosi się do intensywności indukcji magnetycznej spiekanego magnesu NdFeB po namagnesowaniu magnesu do technicznego nasycenia w środowisku obwodu zamkniętego i usunięciu zewnętrznego pola magnetycznego. Mówiąc laikiem, można to tymczasowo rozumieć jako siłę magnetyczną magnesu po namagnesowaniu. Jednostki to Tesla (T) i Gauss (Gs), 1GS=0.0001T.
5. Siła przymusu (Hcb)
Kiedy magnes jest namagnesowany odwrotnie, wartość natężenia odwrotnego pola magnetycznego wymagana do zerowania intensywności indukcji magnetycznej nazywana jest siłą przymusu magnetycznego. Jednakże intensywność namagnesowania magnesu nie wynosi w tym momencie zero, ale przyłożone odwrotne pole magnetyczne i intensywność namagnesowania magnesu znoszą się wzajemnie. W tym momencie, jeśli zewnętrzne pole magnetyczne zostanie usunięte, magnes nadal będzie miał pewne właściwości magnetyczne. 1A/m=(4T/1000)0e,1 0e =(1000/4T)A/m.
6. Wewnętrzna siła przymusu (Hcj)
Siła odwrotnego pola magnetycznego wymagana do zmniejszenia intensywności namagnesowania magnesu do zera nazywana jest wewnętrzną siłą przymusu. Klasyfikacja gatunków materiałów magnetycznych opiera się na wielkości ich wewnętrznej siły koercyjnej. Niska siła koercji N, średnia siła koercji M, wysoka siła koercji H, bardzo wysoka siła koercji UH, wyjątkowo wysoka siła koercji EH i najwyższa siła koercji TH.
7. Maksymalny produkt energii magnetycznej (BH)max
Reprezentuje gęstość energii magnetycznej ustaloną przez przestrzeń między dwoma biegunami magnetycznymi magnesu, to znaczy statyczną energię magnetyczną na jednostkę objętości szczeliny powietrznej, która jest maksymalną wartością iloczynu B i H. Jego rozmiar bezpośrednio wskazuje wydajność magnesu. W tych samych warunkach, to znaczy przy tej samej wielkości, tej samej liczbie biegunów i tym samym napięciu magnesowania, magnetyzm powierzchniowy uzyskiwany przez części magnetyczne o iloczynie o dużej energii magnetycznej jest również wysoki, ale przy tej samej wartości (BH)max, poziom B. i Hcj ma następujący wpływ na namagnesowanie:
Br jest wysoki, Hcj jest niski: przy tym samym napięciu magnesowania można uzyskać większy magnetyzm powierzchniowy;
Br jest niski, Hcj jest wysoki: aby uzyskać ten sam magnetyzm powierzchniowy, wymagane jest wyższe napięcie magnesowania.
8. Układ Sl i układ CGS
Oznacza to Międzynarodowy Układ Jednostek i Gaussowski Układ Jednostek, podobnie jak różnica między „metrem” a „milą” w jednostce długości. Istnieje pewna złożona zależność konwersji pomiędzy Międzynarodowym Układem Jednostek a Gaussowskim Układem Jednostek.
9. Temperatura Curie'go
Jest to temperatura, w której materiał magnetyczny zmienia się z ferromagnetyków na paramagnetyki. Gdy jest niższa niż temperatura Curie, materiał staje się ferromagnetykiem, a pole magnetyczne związane z materiałem jest trudne do zmiany. Gdy temperatura jest wyższa niż temperatura Curie, materiał staje się paramagnetykiem, a pole magnetyczne magnesu może łatwo zmieniać się wraz ze zmianą otaczającego pola magnetycznego.
Temperatura Curie reprezentuje teoretyczną granicę temperatury roboczej materiału magnetycznego. Temperatura Curie NdFeB wynosi około 320-380 stopni Celsjusza. Wysokość punktu Curie jest związana ze strukturą kryształu utworzoną w wyniku spiekania magnesu.
Jeśli temperatura osiągnie temperaturę Curie, niektóre cząsteczki magnesu poruszają się gwałtownie i następuje rozmagnesowanie, które jest nieodwracalne; magnes można ponownie namagnesować po rozmagnesowaniu, ale siła magnetyczna znacznie spadnie i może osiągnąć jedynie około 50% wartości początkowej.
10. Temperatura pracy
Maksymalna temperatura robocza spiekanego NdFeB jest znacznie niższa niż jego temperatura Curie. Gdy temperatura wzrośnie w zakresie temperatur roboczych, siła magnetyczna zmniejszy się, ale większość siły magnetycznej zostanie odzyskana po ochłodzeniu.
Zależność między temperaturą roboczą a temperaturą Curie: Im wyższa temperatura Curie, tym wyższa temperatura robocza materiału magnetycznego i lepsza stabilność temperatury. Dodanie pierwiastków takich jak kobalt, terb i dysproz do surowców spiekanego NdFeB może zwiększyć jego temperaturę Curie, dlatego produkty o dużej sile koercji (H, SH, ...) zazwyczaj zawierają dysproz.
Maksymalna temperatura pracy spiekanego NdFeB zależy od jego własnych właściwości magnetycznych i doboru punktów pracy. W przypadku tego samego spiekanego magnesu NdFeB im bardziej zamknięty jest roboczy obwód magnetyczny, tym wyższa jest maksymalna temperatura robocza magnesu i tym stabilniejsza jest jego praca. Dlatego maksymalna temperatura pracy magnesu nie jest wartością stałą, lecz zmienia się wraz ze stopniem zamknięcia obwodu magnetycznego.
11. Orientacja pola magnetycznego
Materiały magnetyczne dzielą się na dwie kategorie: magnesy izotropowe i magnesy anizotropowe. Magnesy izotropowe mają te same właściwości magnetyczne w dowolnym kierunku i można je dowolnie przyciągać; magnesy anizotropowe mają różne właściwości magnetyczne w różnych kierunkach. Kierunek, w którym mogą uzyskać najlepsze właściwości magnetyczne, nazywany jest kierunkiem orientacji magnesu.
Kwadratowy spiekany magnes NdFeB ma największe natężenie pola magnetycznego tylko w kierunku orientacji, natomiast natężenie pola magnetycznego w pozostałych dwóch kierunkach jest znacznie mniejsze. Jeżeli w procesie produkcji materiałów magnetycznych występuje proces orientacji, to są to magnesy anizotropowe. Spiekany NdFeB jest na ogół formowany i prasowany pod wpływem orientacji pola magnetycznego, a zatem jest anizotropowy. Dlatego przed produkcją konieczne jest określenie kierunku orientacji, czyli przyszłego kierunku namagnesowania. Orientacja pola magnetycznego proszku jest jedną z kluczowych technologii wytwarzania wysokowydajnego NdFeB. , (Związany NdFeB ma zarówno właściwości izotropowe, jak i anizotropowe)
12. Magnetyzm powierzchniowy
Odnosi się do intensywności indukcji magnetycznej w pewnym punkcie powierzchni magnesu (magnetyzm powierzchniowy w środku i na krawędzi magnesu jest inny). Jest to wartość dydaktyczna mierzona poprzez kontakt gaussa z określoną powierzchnią magnesu, a nie ogólne właściwości magnetyczne magnesu.
13. Strumień magnetyczny
Załóżmy, że w jednorodnym polu magnetycznym o natężeniu indukcji magnetycznej B znajduje się płaszczyzna o powierzchni S i prostopadła do kierunku pola magnetycznego. Iloczyn natężenia indukcji magnetycznej B i powierzchni S nazywany jest strumieniem magnetycznym przechodzącym przez tę płaszczyznę, nazywanym strumieniem magnetycznym, o symbolu „$” i jednostce Weber (Wb). Strumień magnetyczny jest wielkością fizyczną reprezentującą rozkład pola magnetycznego. Jest to skalar, ale ma wartości dodatnie i ujemne, które reprezentują jedynie jego kierunek. 中{{0}}B·S. Gdy między pionowymi płaszczyznami S i B istnieje kąt, 中=B:S:cos0.
14. Galwanizacja
Spiekany materiał z magnesami trwałymi NdFeB jest wytwarzany w procesie metalurgii proszków. Jest materiałem proszkowym o bardzo silnym działaniu chemicznym. Wewnątrz znajdują się drobne pory i puste przestrzenie. W powietrzu łatwo ulega korozji i utlenianiu. Dlatego przed użyciem należy przeprowadzić ścisłą obróbkę powierzchni. Galwanizacja jest dojrzałą metodą obróbki powierzchni metali i jest szeroko stosowana.
Najczęściej stosowanymi powłokami silnych magnesów NdFeB są cynkowanie i niklowanie. Mają oczywiste różnice w wyglądzie, odporności na korozję, żywotności, cenie itp.:
Różnica w polerowaniu: Niklowanie jest lepsze od cynkowania w polerowaniu i wygląda jaśniej. Ci, którzy mają wysokie wymagania dotyczące wyglądu produktu, zazwyczaj wybierają niklowanie, podczas gdy niektóre magnesy nie są odsłonięte, a ci, którzy mają stosunkowo niskie wymagania dotyczące wyglądu produktu, zazwyczaj wybierają cynkowanie.
Różnica w odporności na korozję: Cynk jest metalem aktywnym, który może reagować z kwasem, więc jego odporność na korozję jest słaba; po niklowaniu powierzchni jego odporność na korozję jest wyższa, a różnica w żywotności: Ze względu na różną odporność na korozję żywotność cynkowania jest krótsza niż w przypadku niklowania, co objawia się głównie tym, że powlekanie powierzchni jest łatwe odpadnie po długim czasie użytkowania, powodując utlenienie magnesu, co wpłynie na jego właściwości magnetyczne.
Różnica w twardości: Niklowanie jest wyższe niż cynkowanie. Podczas użytkowania może znacznie uniknąć kolizji i innych sytuacji, powodując odpadnięcie i pęknięcie silnego magnesu NdFeB. Różnica w cenie: Pod tym względem cynkowanie jest niezwykle korzystne, a ceny są ułożone od niskich do wysokich, jak cynkowanie, niklowanie, żywica epoksydowa itp.
15. Magnes jednostronny
Konieczne jest zatem owinięcie jednej strony magnesu blachą żelazną, tak aby magnetyzm strony owiniętej blachą żelazną był ekranowany. Magnesy takie mają dwa bieguny, ale w niektórych pozycjach pracy wymagane są magnesy z biegunami jednostronnymi. Nazywa się je zbiorczo magnesami jednostronnymi lub magnesami jednostronnymi. Nie ma prawdziwego magnesu jednostronnego.