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做稀土永磁的朋友都知道，永磁材料不同的牌號不僅僅代表了磁鐵磁力的大小，也對應著不同的耐溫等級。常見稀土永磁主要有釹鐵硼永磁和釤鈷永磁，一般釹鐵硼耐溫在80-230度，釤鈷耐溫在250-350度。很多做電機的或者有耐溫要求的磁路設計的朋友可能經(jīng)常需要關注磁鐵的耐溫性能是否達標，由于釤鈷耐溫很成熟，而且釹鐵硼的牌號相對比較多，這里我們主要介紹一下釹鐵硼磁鐵的耐溫實驗怎么做。
釹鐵硼磁鐵的耐溫實驗怎么做？
首先，我們需要了解下最高工作溫度的概念。在最新的國家標準《燒結釹鐵硼永磁材料》GB/T 13560-2017 文件中定義的最高使用溫度：熱退磁狀態(tài)L/D=0.7的永磁圓柱樣品（直徑為D，高度為L），飽和磁化后，在開路狀態(tài)下從室溫加熱到某一恒定溫度保溫2h，然后冷卻到室溫，其開路磁通不可逆磁通損≤5%的最高保溫溫度。
在定義中，長徑比L/D是一個很關鍵的因素，我們通過實驗已經(jīng)證實，L/D值越小，其最高工作溫度就越小，L/D值越大，其最高工作溫度就越大。比如說，直徑10×10的N35圓柱，L/D=1.0，其開路80度保溫2小時后開路磁通損失肯定小于5%，而直徑10×3的N35圓柱，L/D=0.3，其開路80度保溫2小時后開路磁通損失可能大于20%。
但是實際情況中，我們有很多成品磁鐵（磁鋼）實際上并不是圓柱形的，不管是做磁路組件的還是做永磁電機的朋友，你們訂購的永磁產(chǎn)品可能是方塊、瓦型、環(huán)形，甚至是其他異形的，還有不同的取向，這哪里來的L/D呢？所以，這里就要涉及另一個關鍵點：Pc值。Pc越大磁體工作點越高，越不容易被退磁。一般情況下對于一個孤立磁體取向長度相對越大Pc越大。因此Pc是永磁磁路設計中的一個重要的物理量。我們可以利用等效磁荷球原理估算特定形狀孤立磁體的單位磁導(Pc)。我們可以利用相應的公式計算出方塊，瓦型，環(huán)形的Pc值，對比圓柱的Pc值，等量帶換出相應的長徑比L/D值。比如一個30x25x12的方塊磁鋼，其Pc值約為1.065，與D10×4的圓柱磁鋼的Pc值1.073接近，因此，可以將這個方塊看成L/D=0.4的圓柱，有助于判斷其能否勝任對應工作溫度。
在了解長徑比L/D和孤立磁體的單位磁導(Pc)的基本概念之后，我們現(xiàn)在來具體介紹磁鐵的耐溫實驗怎么做。
- 首先，磁體需要飽和充磁，并使用合適的磁通計測量起磁通值Φ1。
- 然后，將磁體放在高溫試驗箱設置制定的溫度，保溫2小時。注意：一般我們測的是開路，也就是磁體不是吸附在任何導磁物質(zhì)上孤立的放置狀態(tài)；也有測半開路的，就是1測取向面吸附在3mm的鐵板上面。
- 待磁體經(jīng)過高溫烘烤恢復到常溫后，再次在同等條件下測量磁通值Φ2。
- 計算退磁率=（Φ1-Φ2）/Φ1*100%
如何判定耐溫實驗的結果？
下圖是一組客戶來樣的檢驗記錄，客戶部知道其產(chǎn)品是什么性能的。我們?yōu)橛脩魴z測這些數(shù)據(jù)，進行分析。
首先，我們量得樣品的尺寸是19*19*2.5，對應的Pc值=0.26，對應的L/D換算為0.12。
其次，通過表磁計算公式，逆向換算，在這個尺寸下（19*19*2.5）中心表磁為1300左右的剩磁大約是12kGs，對應的牌號就是35.
接著，參考我們往期的實驗數(shù)據(jù)積累，L/D=0.11左右的磁鋼，100℃開路退磁5-10%，110℃開路退磁11-16%，對應的差不多就是SH牌號。
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通過以上老化實驗，我們可以大概知道產(chǎn)品的性能是什么牌號。有助于我們開發(fā)產(chǎn)品，找到合適的材料。反過來講，我們可以通過老化實驗，來驗證產(chǎn)品是否符合自己的需求，或者自己的產(chǎn)品性能是否過于耐溫過剩，有降本空間。
后續(xù)我們會再繼續(xù)討論如何使用公式計算L/D和Pc值，把能解決問題的方法分享給大家。
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