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首先我们先来回顾一下什么是… 大家都知道衡量钕铁铁磁体性能的指标包括剩磁Br、矫顽力HcB、内禀矫顽力HcJ和最大磁能积(BH)max除此之外内禀曲线方向度和Hk也是磁应用工程师非常关注的两个指标今天就来了解一下这两个指标的含义及影响因素。
首先我们先来回顾一下什么是内禀曲线或J~H退磁曲线。
内禀曲线的全称为内禀退磁曲线。永磁材料在外磁场作用下被磁化后产生的内在磁感应强度称为内禀磁感应强度Bi又称磁极化强度J。磁体磁极化强度J与外磁场强度H关系的曲线能够反映永磁材料内在磁性能变化称为内禀退磁曲线简称内禀曲线也称为J~H退磁曲线。下文统一称退磁曲线
退磁曲线上磁极化强度J为0时相应的磁场强度称为内禀矫顽力HcJ。内禀矫顽力的值反映永磁材料抗退磁能力的大小。 膝点Hk 从图中我们不难发现当外磁场不断增大时磁体的磁感应强度/磁极化强度下降的非常缓慢但当外磁场大于某一值后磁体的磁感应强度会快速下降。通常我们将退磁曲线上Ji0.9Br或0.8Br的点称为退磁曲线的弯曲点或膝点这一点对应的磁场为Hk 也称为膝点knee矫顽力。当外磁场大于Hk时磁体性能将发生不可逆的损失这也是Hk值受到关注的原因。
关于膝点位置的争论 对于退磁曲线弯曲点选在Ji0.9Br还是Ji0.8Br的位置国内外曾经有过不少的讨论。IEC接受了与M.Katter提出的Hk的定义但仅适用于HcJ大于400kA/M5000 Oe的钕铁硼磁体Hk的值称为HDx其中x表示B轴上的减少百分比例如HD10表示HD的值在Br以下10%的点即0.9Br 处。参见IEC 60404-8-1:2015
方形度Q
我们用Hk与HcJ的比值Hk/HcJ)来表示退磁曲线的方形度QQ的取值范围在0~1之间Q越接近于1退磁曲线越接近于方形通常我们认为方形度Q0.9的产品才算合格产品。
方形度与最大磁能积和回复磁导率的关系
Q4μ0(BH)max/Jr2可见方形度Q与钕铁硼永磁材料的最大磁能积(BH)max具有正相关关系即在相同的Br条件下Q越大其最大磁能积(BH)max就越大Q值大小决定了磁体最大磁能积(BH)max大小。 Q1/μrec方形度Q与磁体的回复磁导率μrec呈反比关系Q越大则回复磁导率μrec越接近1材料抵抗外部磁场和环境温度等影响因素干扰能力就越强其稳定性就越好。
影响磁体方形度的因素
原料的纯净度、粉粒的均匀度、烧结和压型的工艺等因素都会影响钕铁硼磁体的方形度若晶粒异常长大或晶粒不规则都会使磁体的方向度下降。有研究人员做了稀土及氧含量对烧结Nd-Fe-B磁体退磁曲线方形度的影响发现在相同的工艺条件下随着稀土元素含量的逐步增加Br下降、Hcj提高、(BH)max基本不变而方形度明显从92.72%增大到98.80%。 对样品重复试验在气流磨时分别保持系统氧含量为0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%,对应的方形度为98.53%、98.68%、95.41%、90.55%、86.17%。分别编号3-1#、3-2#、3-3#、3-4#、3-5#,方形度与磁体的氧含量关系如图所示。 [1]唐国团,陈福峰,郭林,赵家成,王会杰.稀土及氧含量对烧结Nd-Fe-B磁体退磁曲线方形度的影响[J].磁性材料及器件,2014,45(03):36-3858.
