鐵氧體永磁性材料及應(yīng)用培訓(xùn)教材

鐵氧體永磁性材料及應(yīng)用培訓(xùn)教材第一頁，共十一頁，2022年，8月28日三、鐵氧體的磁化曲線和磁滯迴線1.磁化曲線

磁性材料的磁通密度、磁極化強(qiáng)度、磁化強(qiáng)度隨磁場變化而變化的一條曲線。

B-H曲線、J-H曲線、M-H曲線

MMrOABCDHsH(a)M-H曲線DABCBrBOHsH(b)B-H曲線圖1

磁化曲線

MsBs第二頁，共十一頁，2022年，8月28日三、鐵氧體的磁化曲線和磁滯迴線曲線上：

(1)

OA為初始磁化部分，這時的磁化屬于疇壁位移，是可逆磁化

(2)

AB為曲線的陡峭部分，這時磁化有疇壁位移和磁矩轉(zhuǎn)動，此時磁化是不可逆的

(3)

BC趨近飽和部分，磁化機(jī)理是磁矩轉(zhuǎn)動，此時磁化是不可逆的

(4)

CD部分為飽和或趨近飽和，在M-H為一直線而在B-H曲線CD為一斜線，這時B中包含有H部分。第三頁，共十一頁，2022年，8月28日三、鐵氧體的磁化曲線和磁滯迴線2.磁滯迴線

(1)磁滯迴線的定義

以B-H磁滯迴線為例說明磁滯迴線的定義。磁性材料從磁中性狀態(tài)開始在外加磁場H作用下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨H的增大而增大，當(dāng)H增大到一定值即H=Hs時，B=Bs，而H再增大時，B幾乎不再增大。當(dāng)H＝0時，B不等于0而B=Br。H再沿反方向增大到H=Hcb時B=0。H再增大到H=-Hs時，B=-Br值。如圖中的由A到B的變化曲線1，這個過程叫反磁化過程，若再與1相反的又一個由B到A的反磁化過程形成曲線2，這樣由A到B，又由B到A的閉合磁化曲線就叫磁滯迴線。

圖2磁滯迴線

ABBr-BrBsHsHcb-Hs-Bs12第四頁，共十一頁，2022年，8月28日三、鐵氧體的磁化曲線和磁滯迴線(2)磁滯迴線上各參數(shù)的意義

a.

飽和磁化強(qiáng)度Hs

把磁性材料磁化到飽和時所需的外加磁場強(qiáng)度值。

b.

飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs

磁性材料在技術(shù)磁化中，其B值隨H增大而增大，當(dāng)H＝Hs時，B＝Bs，Bs叫飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。

C.剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br

在磁化過程中，當(dāng)H由Hs反方向減少到H＝0時，

B≠0，B=Br，Br叫剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度，形成機(jī)理是磁滯原因。

D.矯頑力Hcb

在反磁化過程中，當(dāng)H反向增加到H=Hcb時，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0，Hcb叫矯頑力。第五頁，共十一頁，2022年，8月28日四、永磁鐵氧體及其應(yīng)用簡述

1.永磁鐵氧體的特點及種類

(1)永磁鐵氧體是具有單一易磁化軸，其結(jié)構(gòu)為磁鉛石結(jié)構(gòu)的鐵氧體。它一旦磁化后難于退磁而且能對外產(chǎn)生恒定磁場作無源磁性體的磁性材料。

(2)永磁鐵氧體的種類有鋇鐵氧體、鍶鐵氧體、鉛鐵氧體、鈣鐵氧體(有鑭存在時)

(3)工業(yè)生產(chǎn)中的M型鐵氧體的分子式為：Mo.6Fe2O3.(式中M為Ba.Sr等)第六頁，共十一頁，2022年，8月28日四、永磁鐵氧體及其應(yīng)用簡述

2.永磁鐵氧體的主要技術(shù)參數(shù)

(1)

永磁鐵氧體的退磁曲線圖圖3永磁鐵氧體退磁曲線BrBBdOHdHcbHcj-HGA第七頁，共十一頁，2022年，8月28日四、永磁鐵氧體及其應(yīng)用簡述

(2)

永磁鐵氧體的主要技術(shù)參數(shù)

a.

剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Brb.

矯頑力Hcbc.

內(nèi)稟矯頑力Hcjd.

最大磁能積(BH)maxe.

最大磁能對應(yīng)的工作點Bd、Hd.

3.永磁鐵氧體的燒結(jié)體生產(chǎn)工藝設(shè)備、質(zhì)控要素等，如圖4

說明：

①關(guān)于粘結(jié)永磁鐵氧體制作工藝等另有教材。②關(guān)于如何提高永磁鐵氧體燒結(jié)磁性能在IQC講述。第八頁，共十一頁，2022年，8月28日四、永磁鐵氧體及其應(yīng)用簡述4.永磁鐵氧體的應(yīng)用

(1)吸附、廣告、圖書管理、教具等；

(2)磁電機(jī)磁體、玩具電機(jī)、汽車及家用電器用電機(jī)磁體等等；

(3)微波器件及引波管，磁控管用磁體；

(4)無源磁能源用磁體等等；

(5)醫(yī)療、磁療用磁體。第九頁，共十一頁，2022年，8月28日四、永磁鐵氧體及其應(yīng)用簡述

5.永磁電機(jī)對永磁鐵氧體的要求

(1)高的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br。因為Br高才能確保電機(jī)有較高的轉(zhuǎn)速，大的輸出扭矩和大的功率。電機(jī)才會有較高的效率。

(2)高的Hcb。因為Hcb高，才能確保電機(jī)輸出所需的電動勢，使電機(jī)工作點靠近最大磁能積，充分利用磁體的能力。

(3)高的Hcj。Hcj高可以確保電機(jī)有較強(qiáng)的抗過載退磁及抗老化，抗低溫的能力。

(4)高的(BH)max。(BH)max越高，表示永磁鐵氧體在電機(jī)中實際的運行的工作系數(shù)越好。

(5)磁能量Φ越大越好，這將極大提高電機(jī)的工作效率。

(6)退磁曲線的矩形度越好，電機(jī)的動態(tài)損失越小。

(7)永磁鐵氧體的電阻率越高，渦流損失越小。

(8)永磁鐵氧體的溫度系數(shù)小，在高溫下才具有良好的溫度穩(wěn)定性第十頁，共十一頁，2022年，8月28日四、永磁鐵氧體及其應(yīng)用簡述6.永磁材料的應(yīng)用中應(yīng)注意的問題

(1)永磁材料的應(yīng)用環(huán)境永磁鐵氧體的應(yīng)用環(huán)境包括：溫度、濕度、鹽霧、輻射、沖擊等等，所以使用人員在設(shè)計時應(yīng)充分考慮永磁材料在應(yīng)用環(huán)境中的失效，正確選用永磁材料。失效主要表現(xiàn)為：退磁、腐蝕、性能變壞且不可恢復(fù)、不穩(wěn)定等等。

(2)高溫使用時，應(yīng)選用工作溫度高和溫度系數(shù)小的材料，并盡量設(shè)計靠近最大磁能積點。

(3)材料的磁性能的均勻性和一致性對器件的性能有很大的影響。導(dǎo)致材料磁性能不均勻不一致的主要原因在有：成型磁場的均勻性，磁粉的流動性、燒結(jié)溫度的均勻性。加工公差及加工方向，磁化磁場的