电工技术基础与技能
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1.3.3 硬磁材料

硬磁材料是一种磁滞回线很宽、矫顽力大于10000A/m的铁磁材料。其特点是:必须用较强的外磁场才能使其磁化,经强磁场磁化后,具有较高的剩磁和矫顽力,将所加磁场去除后,仍能在较长时间内保持较强且稳定的磁性。硬磁材料也叫永磁材料,主要用作能提供永久磁能的永久磁铁,广泛用于磁电系测量仪表、扬声器及通信装置中。硬磁材料的种类也很多,按制造工艺和应用特点可分为铸造铝镍钴永磁材料、粉末烧结铝镍钴永磁材料、铁氧体永磁材料、稀土钴永磁材料及塑性变形永磁材料等类型。

(1)铸造铝镍钴永磁材料

铸造铝镍钴永磁材料剩磁较大,磁感应温度系数很小,承受的温度高,矫顽力和最大磁能积在永磁材料中可达中等以上,组织结构稳定。但材质较硬、脆,不易加工成型复杂、尺寸精密的磁体,它广泛用于精密磁电式仪表、永磁电机、流量计、微电机、磁性支座、传感器、扬声器和微波器件等电信工业中。

(2)粉末烧结铝镍钴永磁材料

无铸造缺陷,磁性略低,特性与铸造铝镍钴永磁材料相似,宜作体积小及工作磁通均匀性高的永磁体,表面光洁,不需磨削加工,省材料。

(3)铁氧体永磁材料

铁氧体永磁材料(图1-29为铁氧体永磁材料实物图)具有矫顽力高、磁性和化学稳定性好、剩磁小、温度系数大、电阻率高、密度小、制作简单、价格便宜等一系列特点,是目前产量最大、应用广泛的硬磁材料,在许多场合已逐渐替代了铝镍钴合金,常用于永磁点火机、永磁电机、磁推轴承、磁分离器、扬声器、微波器件和磁医疗片等。但由于其剩磁小,磁感应温度系数高,不宜用作测量仪表中的永磁材料。

图1-29 铁氧体永磁材料实物图

(4)稀土钴永磁材料

稀土钴永磁材料由部分稀土金属和钴形成。目前,稀土钴永磁有角钴、镨钴、混合稀土钴等品种。这类材料具有的磁性能,其矫顽力和最大磁能积是所有永磁材料中最高的品种,但价格较贵,适宜制作微型或薄片状永磁体。稀土钴常用于低速转矩电动机、启动电动机、力矩电动机、传感器、磁推轴承、助听器和电子聚焦装置等。

(5)塑性变形永磁材料

塑性变形永磁材料经过适当的热处理之后具有良好的塑性及机械加工性,可制成一定形状的永磁体,适用于对磁性、力学性能及形状有特殊要求的永磁体。其主要品种有永磁钢、铁钴钼型、铁钴钡型、铁铬钴型,以及铂钴、铜镍铁等合金。

在选用永磁材料时,须按磁路结构对照各牌号品种的退磁曲线特点合理选择,必须把永磁产品饱和磁化。为了减少因各种原因所引起的磁性衰减,永磁产品在装配前后必须进行一定程序的人工老化处理,以缩短其自然老化期。

不同的永磁材料各有其特点,在选用时通常要求最大磁能积大,磁性温度系数小,稳定性高,同时还要考虑形状、质量、可加工性及价格等因素,此外在工作时尽量使其工作点接近最大磁能积点。

除了上述磁性材料外,还有许多具有特殊功能的磁性材料,常用的有恒导磁材料、磁温度补偿合金、非晶态磁性材料、磁记录材料、磁记忆材料及磁致伸缩材料等。