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(jié)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(guān)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(guān)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(shè)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(dǎo)(Pc)。我們可以利用相應(yīng)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(yīng)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(yīng)工作溫度。

在了解長徑比L/D和孤立磁體的單位磁導(dǎo)(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(shè)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(dǎo)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(fù)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(jié)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(yīng)的Pc值=0.26，對應(yīng)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(yīng)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(yīng)的差不多就是SH牌號。

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。

采購磁鐵時，需要注意多個方面以確保所購買的磁鐵滿足特定的應(yīng)用需求和質(zhì)量標準。以下是一些關(guān)鍵的考慮因素：

1. 磁性能：確定所需的磁性能，包括磁力強度、剩磁、矯頑力和最大磁能積。這些參數(shù)將決定磁鐵在特定應(yīng)用中的效果。
2. 材料類型：根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的磁鐵材料，如鐵氧體、釹鐵硼（NdFeB）、鋁鎳鈷（Alnico）或釤鈷（SmCo）。每種材料都有其獨特的性能和成本。
3. 尺寸和形狀：明確磁鐵的尺寸、形狀和公差要求。這些因素將影響磁鐵的制造和成本。
4. 溫度穩(wěn)定性：考慮磁鐵將在何種溫度環(huán)境下工作，并選擇具有適當溫度系數(shù)的磁鐵材料。高溫可能導(dǎo)致磁鐵退磁。
5. 耐腐蝕性：根據(jù)應(yīng)用環(huán)境選擇具有足夠耐腐蝕性的磁鐵。例如，某些磁鐵可能需要鍍層或涂層以提高其耐腐蝕性。
6. 機械強度：評估磁鐵的機械強度和脆性，特別是在需要承受沖擊或振動的情況下。
7. 成本：考慮預(yù)算限制，平衡磁鐵的性能和成本。
8. 供應(yīng)商信譽：選擇信譽良好的供應(yīng)商，確保磁鐵的質(zhì)量和交貨時間。
9. 認證和標準：確保磁鐵符合相關(guān)的國際或行業(yè)標準，如ISO9001標準，IATF16949，ROHS等。
10. 交貨時間：根據(jù)項目時間表確定供應(yīng)商是否能按時交貨。
11. 最小起訂量：了解供應(yīng)商的最小起訂量要求，以確保采購量符合需求。
12. 售后服務(wù)：考慮供應(yīng)商提供的售后服務(wù)和支持，包括技術(shù)咨詢、退換貨政策等。
13. 環(huán)境影響：了解磁鐵的生產(chǎn)過程是否符合環(huán)保要求，以及磁鐵在使用和廢棄后對環(huán)境的影響。

通過仔細考慮這些因素，可以確保采購到適合特定應(yīng)用的高質(zhì)量磁鐵，并避免潛在的問題和額外的成本。

• 釹鐵硼磁鐵的耐溫實驗怎么做
• 飛輪儲能磁懸浮是什么？怎么設(shè)計磁懸浮組件？
• 磁力線真的存在嗎
• 采購磁鐵需要注意什么
• 磁鐵的儲存和運輸有哪些注意事項

永磁材料的磁性在正常的工作條件下可以持續(xù)很長時間。永磁材料，如釹鐵硼（NdFeB）、鋁鎳鈷（Alnico）和燒結(jié)釤鈷（SmCo）等，通常設(shè)計用于長時間保持其磁性能。

永磁材料的磁性能可能會隨著時間而退化，這通常是由于以下因素造成的：

1. 溫度：永磁材料的磁性能對溫度非常敏感。隨著溫度的升高，材料的磁性能會下降，如果溫度過高，磁性可能會退磁甚至完全消失。
2. 磨損和機械應(yīng)力：長期使用或不當處理可能會導(dǎo)致永磁材料磨損或損壞，這會影響其磁性能。
3. 磁場飽和：在非常高的磁場中，永磁材料可能會達到磁飽和狀態(tài)，這會導(dǎo)致磁性能暫時或永久下降。
4. 化學(xué)腐蝕：如果永磁材料暴露在化學(xué)腐蝕性環(huán)境中，可能會導(dǎo)致其磁性能退化。

一般情況下，永磁材料的磁性能可以持續(xù)數(shù)十年，具體取決于使用條件和環(huán)境因素。為了延長永磁材料的壽命和保持其磁性能，應(yīng)該避免高溫、機械損傷、磁場飽和和化學(xué)腐蝕。

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隨著電子產(chǎn)品對磁性材料要求的增加，釤鈷磁性材料市場呈現(xiàn)出穩(wěn)定的增長趨勢。據(jù)市場研究報告顯示，過去幾年釤鈷磁性材料市場保持穩(wěn)定增長，預(yù)計未來幾年內(nèi)該市場將繼續(xù)保持較高增長率。到2025年，全球釤鈷磁性材料市場規(guī)模預(yù)計將達到數(shù)十億美元。

釹鐵硼材料的市場需求也在持續(xù)增長。隨著釹鐵硼材料在電子產(chǎn)品、汽車、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴大，其市場需求也在不斷增加。中國作為全球最大的釹鐵硼生產(chǎn)國，其釹鐵硼產(chǎn)量也在持續(xù)增長。據(jù)統(tǒng)計，2019年至2021年，中國釹鐵硼產(chǎn)量呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢，2021年燒結(jié)釹鐵硼毛坯產(chǎn)量同比增長16%。預(yù)計到2025年，中國釹鐵硼行業(yè)市場規(guī)模將超過800億元。

總的來說，釤鈷和釹鐵硼的市場需求情況均呈現(xiàn)出良好的增長態(tài)勢，未來隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大和技術(shù)的不斷進步，其市場需求還將繼續(xù)增加。

綿陽磁荷聚能電子有限公司是一家專業(yè)從事稀土永磁材料及元器件、金屬軟磁材料及元器件、精密磁屏蔽組件、磁鐵與磁場組件研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、銷售的高科技企業(yè)。公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于信息電子通訊、精密計量測量、自由電子激光及同步輻射光源、科學(xué)技術(shù)研究等領(lǐng)域。

    公司擁有一支專業(yè)水平高、技術(shù)經(jīng)驗豐富的技術(shù)人才團隊，長期從事稀土永磁材料及元器件、金屬軟磁材料及元器件、磁路設(shè)計及磁場組件研發(fā)與生產(chǎn)工作，公司技術(shù)團隊更是擁有20年行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗并擁有部分特種金屬磁性材料及下游產(chǎn)品及組件設(shè)計研發(fā)的自主知識產(chǎn)權(quán)。我們秉承“科技創(chuàng)新、互惠互利、合作共贏”的經(jīng)營理念，以質(zhì)量贏得市場認可，以真誠贏得客戶信賴，以創(chuàng)新贏得企業(yè)發(fā)展。

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釤鈷磁鐵具有很高的磁性能和穩(wěn)定性，特別適用于高溫和重載場景。它具有較高的矯頑力和熱穩(wěn)定性，能夠在高溫甚至極端條件下保持穩(wěn)定的磁性。因此，釤鈷磁鐵廣泛應(yīng)用于國防軍工、微波器件、通訊、醫(yī)療設(shè)備、儀器、儀表、各種磁性傳動裝置、傳感器、磁處理器等領(lǐng)域。例如，在國防軍工領(lǐng)域，釤鈷永磁材料可用于制造雷達、導(dǎo)彈、潛艇等設(shè)備的磁場發(fā)生器和接收器。在通訊領(lǐng)域，釤鈷永磁材料則可用于手機、天線、衛(wèi)星接收器等設(shè)備。

釹鐵硼磁鐵則以其高磁能積、高矯頑力和高能量密度等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。在電子、通訊、汽車等行業(yè)中，釹鐵硼磁鐵被廣泛應(yīng)用于電感器、電機、變壓器等高性能元件中，以提高元件的磁感應(yīng)強度和耐熱性能。在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，釹鐵硼磁鐵可用于核磁共振成像儀、醫(yī)療診斷儀器等設(shè)備。在航空航天領(lǐng)域，釹鐵硼磁鐵則可用于磁懸浮、高速旋轉(zhuǎn)等場景。此外，釹鐵硼磁鐵還被廣泛應(yīng)用于風力發(fā)電、電動汽車等領(lǐng)域，以提高發(fā)電效率和降低使用成本。

總的來說，釤鈷和釹鐵硼各有其獨特的優(yōu)點和應(yīng)用場景。釤鈷適用于高溫和重載場景，而釹鐵硼則適用于各種需要高性能永磁材料的領(lǐng)域。

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永磁體的磁性一般于溫度成反比，磁性能越好，耐溫性越差。比如：釹鐵硼一般耐溫80-230℃，釤鈷磁鐵耐溫范圍250-350℃，鐵氧體磁鐵、鋁鎳鈷溫度范圍在500-600度，其中釤鈷磁鐵的耐溫性能最穩(wěn)定，不僅可以耐高溫，而且在低溫環(huán)境下同樣優(yōu)于其他磁鐵，所以，釤鈷磁鐵一般應(yīng)用在環(huán)境條件比較苛刻的條件中。

那么，現(xiàn)在來講一下如何選購合適的磁鐵吧。

一、在工作溫度80度-230度之間選擇釹鐵硼耐高溫磁鐵，具體的檔次如下：

1、在不超過80度工作溫度：可以選用N牌號釹鐵硼耐高溫磁鐵。

2、在80度-100度之間：可以選用M牌號釹鐵硼耐高溫磁鐵。

3、在100度-120度之間：可以選用H牌號釹鐵硼耐高溫磁鐵。

4、在120度-150度之間：可以選用SH牌號釹鐵硼耐高溫磁鐵。

5、在150度-180度之間：可以選用UH牌號釹鐵硼耐高溫磁鐵。

6、在180度-200度之間：可以選用EH牌號釹鐵硼耐高溫磁鐵。

7、在200度-230度之間：可以選用AH牌號釹鐵硼耐高溫磁鐵。

注：上述描述是基于長徑比L/D>0.7作為基礎(chǔ)條件，最高工作溫度下退磁<5%；具體的耐溫性能還需要根據(jù)磁鐵的形狀、形成磁路等具體情況相關(guān)。

二、在工作溫度250度-350度之間選擇釤鈷耐高溫磁鐵，具體的檔次如下：

1、不超過250度之間的工作溫度：選擇SmCo5釤鈷。

2、在250度-350度之間的工作溫度：選擇Sm2Co17釤鈷。

三、在工作溫度350度以上的工作溫度的耐高溫磁鐵目前只可以選擇鐵氧體磁鐵或者鋁鎳鈷磁鐵。

1.1永磁同步電機簡介

永磁同步電機（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）出現(xiàn)在20世紀50年代。永磁同步電機的運行原理與普通電勵磁同步電機相同，但它以永磁體勵磁替代勵磁繞組勵磁，使電動機結(jié)構(gòu)更為簡單，降低了加工和裝配費用，同時還省去容易出現(xiàn)問題的集電環(huán)和電刷，提高了電動機運行的可靠性。由于無需勵磁電流，沒有勵磁損耗，提高了電動機的工作效率。

1.2永磁同步電機結(jié)構(gòu)

如下圖1所示，永磁同步電機主要部分為：轉(zhuǎn)子、定子、端蓋等部件。下圖2是PMSM的實物圖。

PMSM的定子主要指定子繞組和定子鐵芯兩部分。定子繞組目前有分布式和集中式兩種結(jié)構(gòu)。分布式繞組與異步電動機的定子多相交流繞組相似，一般希望分布在定子槽中的定子繞組產(chǎn)生的理想磁通勢為正弦波，然而實際繞組不會產(chǎn)生理想的正弦波。定義每極每相繞組槽數(shù)q=Z/(2 * np * m)，Z為定子槽數(shù)，np為電動機極對數(shù)，m為電動機定子繞組相數(shù)。

PMSM的轉(zhuǎn)子主要包括永磁體、轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)軸、軸承等。傳統(tǒng)的電網(wǎng)供電異步啟動永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子會安裝有籠型繞組，現(xiàn)代變頻調(diào)速用永磁同步電動機通常不會安裝轉(zhuǎn)子繞組。根據(jù)永磁體在轉(zhuǎn)子鐵芯中的位置可以劃分為表面式與內(nèi)置式PMSM。表面式PMSM又可以劃分為表貼式與插入式兩種結(jié)構(gòu)。見下圖3、圖4、圖5所示。

1.3 表貼式電機 VS 內(nèi)置式電機

• 表貼式電機：結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、轉(zhuǎn)動慣量小，在恒功率運行范圍不寬的三相PMSM和永磁無刷直流電機中得到廣泛的應(yīng)用。表貼式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中的永磁磁極易于實現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計，能使電機的氣隙磁密波形趨于正弦波分布，進而提高電機的運行性能?！?strong>永磁體直接暴露在氣隙磁場中，容易退磁，弱磁能力受限】PS：Ld = Lq
• 內(nèi)置式電機：可充分利用轉(zhuǎn)子磁路不對稱所產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩，提高電機的功率密度，使得電機的動態(tài)性能較表貼式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有所改善，制造工藝也較簡單，但漏磁系數(shù)和制造成本都較表貼式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)大。【有利于弱磁升速，易于提高電動機高速旋轉(zhuǎn)的安全性】。PS：Ld<Lq

為什么表貼式和內(nèi)置式d、q軸電感不同？

對于永磁性材料，它的磁導(dǎo)率與空氣相同，而不是與鐵磁性材料相同。可以這么來理解這個事實，鐵磁性材料相當于電導(dǎo)率高的電阻，空氣相當于電導(dǎo)率很低的電阻，而永磁性材料則相當于電流源。電流源內(nèi)阻很大，因而電導(dǎo)率很低；然而它會發(fā)出電流。永磁性材料相對磁導(dǎo)率很低，然而它能產(chǎn)生磁通。在戴維南定律中，電流源相當于開路，電導(dǎo)率接近于0，因此就不難想象在磁路中為什么磁鋼相當于空氣了。

圖(a)是內(nèi)嵌式永磁同步電機，即凸極永磁同步電機，圖(b)是表貼式永磁同步電機，即隱極永磁同步電機。電機的d軸和q軸是一個很重要的概念，他們是相對于轉(zhuǎn)子而言的。對于電機來說，d軸即轉(zhuǎn)子磁鋼磁極所在軸線，方向是從S極指向N極。q軸與d軸垂直，方向逆時針沿d軸轉(zhuǎn)過90度。說是凸極隱極，其實是根據(jù)d軸和q軸的同步電感來確定的。發(fā)現(xiàn)了嗎？內(nèi)嵌式永磁同步電機里頭d軸方向的用鐵量比較少，因為除了空氣氣隙，還有永磁體占用了一定空間。永磁體磁導(dǎo)率相當于空氣！而q軸除了空氣氣隙就是鐵了，用鐵量比d軸要多，所以d軸電感小，q軸電感大。而隱極的磁鐵是在空氣隙里頭的，d軸方向和q軸方向用鐵量一樣多。所以d軸和q軸的電感相等?！緛碓矗簶肥濉?/p> ]]> http://631029.cn/2023/06/02/%e5%b8%b8%e7%94%a8%e7%9a%84%e6%b0%b8%e7%a3%81%e6%9d%90%e6%96%99/ Fri, 02 Jun 2023 03:31:08 +0000 https://mymce.cn/?p=1509 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、稀土永磁材料和復(fù)合永磁材料等。

（1）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系數(shù)，磁性穩(wěn)定。分鑄造合金和粉末燒結(jié)合金兩種。20世紀30～60年代應(yīng)用較多，現(xiàn)多用于儀表工業(yè)中制造磁電系儀表、流量計、微特電機、繼電器等

2）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、硅元素。其加工性能好，可進行冷熱塑性變形，磁性類似于鋁鎳鈷系永磁合金，并可通過塑性變形和熱處理提高磁性能。用于制造各種截面小、形狀復(fù)雜的小型磁體元件。

（3）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(yīng)用在大氣隙磁路中，特別適于作小型發(fā)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制造磁分離器、磁推軸承、揚聲器、微波器件等。但其最大磁能積較低，溫度穩(wěn)定性差，質(zhì)地較脆、易碎，不耐沖擊振動，不宜作測量儀表及有精密要求的磁性器件。

4）稀土材料
主要是稀土鈷永磁材料和釹鐵硼永磁材料。前者是稀土元素鈰、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3～5倍 ，永磁鐵氧體的8～10倍，溫度系數(shù)低，磁性穩(wěn)定，矯頑力高達800千安/米。主要用于低速轉(zhuǎn)矩電動機、啟動電動機、傳感器、磁推軸承等的磁系統(tǒng)。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前者高，不易碎，有較好的機械性能，合金密度低，有利于磁性元件的輕型化、薄型化、小型和超小型化。但其磁性溫度系數(shù)較高，限制了它的應(yīng)用。

（5）復(fù)合材料
由永磁性物質(zhì)粉末和作為粘結(jié)劑的塑性物質(zhì)復(fù)合而成。由于其含有一定比例的粘結(jié)劑，故其磁性能比相應(yīng)的沒有粘結(jié)劑的磁性材料顯著降低。除金屬復(fù)合永磁材料外，其他復(fù)合永磁材料由于受粘結(jié)劑耐熱性所限，使用溫度較低，一般不超過150℃ 。但復(fù)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，易于進行磁體徑向取向和多極充磁。主要用于制造儀器儀表、通信設(shè)備、旋轉(zhuǎn)機械、磁療器械及體育用品等。

為使我們能更有效地配合您的工作，我們需要您在下訂單之前確認以下內(nèi)容：

1. 什么材質(zhì)，性能?

2. 尺寸與公差？

3. 是否要充磁? 若要充磁，是何種方式，軸向？徑向？

4. 磁鐵工作環(huán)境的最高溫度?

5. 訂購數(shù)量?

6. 表面處理？鍍鋅，鍍鎳？

7. 如需特別處理, 請告知。

由于釤鈷磁鐵里含有鐵的成分，所以它是會生銹的?？墒?，它與釹鐵硼磁鐵相比，含鐵量比較低，因此，生銹現(xiàn)象不會很嚴重。如果將釤鈷磁鐵置于海水中使用，產(chǎn)品的表面會產(chǎn)生一些銹點，但是，不影響其性能和使用。所以，一般情況下，釤鈷磁鐵產(chǎn)品不需要電鍍。

如果用戶對釤鈷磁鐵防腐要求比較苛刻，釤鈷也是可以電鍍的，如鍍鎳，鍍環(huán)氧等。

釤鈷電鍍了之后，除了增加的防腐效果以外，還有兩點好處：一是表面更耐看了，二是有一定的防碎效果。