鐵氧體永磁性材料及應(yīng)用培訓(xùn)教材

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1、二、鐵氧體的分類1.其結(jié)晶結(jié)構(gòu)分類可分為三類：(1)尖晶石型：結(jié)晶結(jié)構(gòu)類似天然的尖晶石礦石分子式為：(Fe.Mn)Al2(SiO4)3(2)磁鉛石型：結(jié)晶結(jié)構(gòu)類似天然磁鉛石礦石分子式為：Pb(Fe7.5Mn3.5Al0.5Ti0.5)O19(3)石榴石型：結(jié)晶結(jié)構(gòu)類似天然石榴石礦石分子式為：(Fe.Mn)3Al2(SiO4)32.按應(yīng)用分類鐵氧體按其應(yīng)用可分為如下五類：軟磁、永磁、旋磁、矩磁、壓磁。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(chǎng)變化而變化的一條曲線。B-H曲線、J-H曲線、M

2、-H曲線MMrOABCDHsH(a)M-H曲線DABCBrBOHsH(b)B-H曲線圖1磁化曲線MsBs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(shí)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(shí)磁化有疇壁位移和磁矩轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)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(dòng)，此時(shí)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(shí)B中包含有H部分。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(shuō)明磁滯迴線的定義

3、。磁性材料從磁中性狀態(tài)開始在外加磁場(chǎng)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(shí)，B=Bs，而H再增大時(shí)，B幾乎不再增大。當(dāng)H＝0時(shí)，B不等于0而B=Br。H再沿反方向增大到H=Hcb時(shí)B=0。H再增大到H=-Hs時(shí)，B=-Br值。如圖中的由A到B的變化曲線1，這個(gè)過(guò)程叫反磁化過(guò)程，若再與1相反的又一個(gè)由B到A的反磁化過(guò)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

4、強(qiáng)度Hs把磁性材料磁化到飽和時(shí)所需的外加磁場(chǎng)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(shí)，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(guò)程中，當(dāng)H由Hs反方向減少到H＝0時(shí)，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(guò)程中，當(dāng)H反向增加到H=Hcb時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0，Hcb叫矯頑力。四、永磁鐵氧體及其應(yīng)用簡(jiǎn)述1.永磁鐵氧體的特點(diǎn)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(duì)外產(chǎn)生恒

5、定磁場(chǎng)作無(wú)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(shí))(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)四、永磁鐵氧體及其應(yīng)用簡(jiǎn)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四、永磁鐵氧體及其應(yīng)用簡(jiǎn)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(duì)應(yīng)的工作點(diǎn)Bd、Hd.3.永磁鐵氧體的燒結(jié)體生產(chǎn)工藝

6、設(shè)備、質(zhì)控要素等，如圖4說(shuō)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。四、永磁鐵氧體及其應(yīng)用簡(jiǎn)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(wú)源磁能源用磁體等等；(5)醫(yī)療、磁療用磁體。四、永磁鐵氧體及其應(yīng)用簡(jiǎn)述5.永磁電機(jī)對(duì)永磁鐵氧體的要求(1)高的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br。因?yàn)锽r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(huì)有較高的效率。(2)高的Hcb。因?yàn)?/p>

7、Hcb高，才能確保電機(jī)輸出所需的電動(dòng)勢(shì)，使電機(jī)工作點(diǎn)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(guò)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(shí)際的運(yùn)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(dòng)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)定性四、永磁鐵氧體及其應(yīng)用簡(jiǎn)述6.永磁材料的應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題(1)永磁材料

8、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(jì)時(shí)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(shí)，應(yīng)選用工作