By
Permanente magneetmaterialen zijn magnetische materialen die permanent een magnetisch veld kunnen genereren. Veel voorkomende permanente magnetische materialen zijn onder meer neodymium-ijzer-boriummagneten, harde magnetische kobaltlegeringen, ferriet, AlNiCo-magneten en ijzer-zilvergrafietmaterialen. Permanente magnetische materialen vereisen tijdens het werken geen externe energie-input. Ze hebben veel voordelen, zoals energiebesparing en gemak. In het bijzonder worden permanente magnetische materialen van zeldzame aardmetalen gekenmerkt door zowel een hoge coërciviteit als een hoog magnetisch energieproduct, en kleinere en dunnere magneetafmetingen kunnen worden gebruikt om het magnetische circuit van het apparaat te vormen om de functie van het product te realiseren. Het bevordert enorm de miniaturisatie en het lichtgewicht van permanente magneetapparaten.
Materialen die worden gebruikt om permanente magneten te maken, werken binnen het demagnetisatiesegment van het tweede kwadrant van de hysteresislus, na uitgebreide magnetische verzadiging en magnetisatie. Het zijn cruciale fundamentele magnetische materialen met een uitgebreid toepassingsgebied. Als essentiële componenten in hightechdomeinen hebben permanente magnetische materialen een breed gebruik gevonden in verschillende sectoren, waaronder onder meer de lucht- en ruimtevaart, de nationale defensie, de militaire industrie, elektronische communicatie, transport, industriële energie en consumentenelektronica.
Volgens het werkingsprincipe kunnen de toepassingen van permanente magneten in vijf categorieën worden verdeeld:
1. Omzetting van elektrische energie in mechanische energie
Principe: Het effect van magnetische velden op stroomvoerende geleiders
Fysische wet: de wet van Ampere
Typische toepassing: luidsprekers, motoren, hoofdtelefoons, meetinstrumenten
2. Omzetting van mechanische energie in elektrische energie
Principe: Beweging van een geleider ten opzichte van een magnetisch veld veroorzaakt een geïnduceerde elektromotorische kracht
Fysische wet: de wet van Faraday
Typische toepassing: generatoren, microfoons, sensoren
3.Conversie tussen mechanische energieën
Principe: Interactie tussen de polen van een permanente magneet en tussen een permanente magneet en een ferromagnetische substantie
Fysische wet: de wet van Coulomb
Typische toepassing: magneten voor adsorptie, magnetische scheiders, magnetische filters, magnetische koppelingen, permanente magnetische zuignappen
4. Diverse magnetische effecten
Principe: Interacties tussen magnetische velden en licht, elektriciteit en warmte
Fysische wet: Geen
Typische toepassing: nucleaire magnetische resonanties, oscillatoren, optische isolatoren
5.Andere toepassingen
Principe: Het effect van magnetische velden op geladen deeltjes
Fysische wet: de wet van Lorentz
Typische toepassing: Magnetrons, deeltjesgaspedalen, magnetische spectrometers, magnetronsputteren, elektrische schakelaars
Permanente magneetmaterialen worden veel gebruikt. In de vroege fase van de technische ontwikkeling is het kiezen van het juiste permanente magneetmateriaal een vraag die elke ingenieur moet overwegen. Elk permanent magneetmateriaal heeft zijn eigen unieke eigenschappen. Wanneer u een permanente magneet selecteert, moet u dus rekening houden met een aantal factoren, zoals de vereiste magnetische veldsterkte, temperatuurbestendigheid, kosten en productieproces. We raden ingenieurs aan de onderstaande stappen te volgen:
1. Bepaling van de vereisten voor magnetische veldsterkte
Permanente magneten worden voornamelijk gebruikt om passieve magnetische velden te creëren als een functioneel onderdeel (in plaats van een cosmetisch of structureel onderdeel) in een geheel systeem of apparaat. Magnetische veldsterkte is een belangrijke indicator voor de magneetprestaties en een kernelement van technisch ontwerp. Het maximaliseren van het gebruik van de magnetische veldsterkte van permanente magneten is ook het basisdoel van het magneetontwerp van permanente magneetapparaten. Ingenieurs kunnen de beoogde magnetische veldsterkte bepalen door middel van berekeningen en deze gebruiken als basis voor de daaropvolgende materiaalkeuze.
2. Selectie van geschikte magnetische materialen
Momenteel omvatten permanente magnetische materialen die gewoonlijk in de techniek worden gebruikt, gesinterd NdFeB, gesinterd SmCo, gesinterd of gegoten AlNiCo, gesinterd ferriet, gebonden en spuitgegoten magneten, evenals een klein aantal nieuwe materialen, zoals samarium-ijzerstikstof, enz. Verschillende permanent magnetische materialen hebben hun eigen magnetische eigenschappen en materiaaleigenschappen. Verschillende permanente magneetmaterialen hebben hun eigen magnetische eigenschappen en materiaaleigenschappen.
3. Bepaling van de grootte van de magneten
De grootte en vorm van de gekozen permanente magneten hangt af van de specifieke eisen van de daadwerkelijke toepassing. Voor het realiseren van een bepaalde magnetische veldsterkte worden verschillende hoeveelheden permanente magneetmaterialen gebruikt en zijn er verschillende hoeveelheden nodig. De vereiste maat en vorm van het product wordt bepaald door berekeningen en tests, waarbij rekening wordt gehouden met factoren zoals ruimtebeperkingen en de richting van het magnetische veld.
4. Beoordeling van de verwerkbaarheid van de magneet
Momenteel zijn er drie primaire productieprocessen voor conventionele permanent magnetische materialen: sinteren, gieten en vormen. Gesinterde en gegoten permanente magneetmaterialen staan bekend als stijf en bros, met beperkte taaiheid en bewerkbaarheid. Meestal worden deze materialen eerst tot plano's gevormd en vervolgens onderworpen aan draadsnij-, snij- en slijptechnieken voor verdere verwerking. Ze kunnen echter geen reguliere hardwareverwerkingsmethoden ondergaan, zoals draaien, frezen en schaven. De meeste conventionele producten gemaakt van deze materialen hebben eenvoudige vormen zoals platen, ringen en tegels. Als complexe vormen of hoge precisie vereist zijn, zijn speciale processen nodig, die de verwerkingskosten aanzienlijk kunnen verhogen. Daarom is het van cruciaal belang om tijdens de initiële productontwerpfase rekening te houden met deze verwerkingsfactoren.
5. Aandacht voor factoren in de werkomgeving
De omgeving waarin een permanente magneet werkt, heeft een aanzienlijke invloed op de prestaties en levensduur ervan. Temperatuur, vochtigheid en blootstelling aan corrosieve materialen kunnen de magneet negatief beïnvloeden. Het is daarom noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de geselecteerde magnetische materialen zijn aangepast aan de daadwerkelijke toepassingsomgeving. NdFeB en ferriet hebben een smal bedrijfstemperatuurbereik, terwijl samariumkobalt en AlNiCo een breder bedrijfstemperatuurbereik hebben.
6. Afwegingen op het gebied van materiaalkosten
De kosten van verschillende soorten permanente magneetmaterialen variëren sterk. Daarom moet bij de selectie de volledige aandacht worden besteed om ervoor te zorgen dat de projectkosten onder controle blijven en tegelijkertijd aan de prestatie-eisen wordt voldaan. Als we ronde producten van Φ10x10 mm als voorbeeld nemen, is gesinterd samariumkobalt het duurst en gesinterd ferriet het minst duur.
7. Aandacht voor andere speciale vereisten
Bepaalde toepassingsscenario's kunnen specifieke eisen stellen aan magneten, zoals hoge coërciviteit, hoge remanentie of lage temperatuurcoëfficiënt. In dergelijke gevallen is het raadzaam contact met ons op te nemen om de specifieke speciale vereisten te bespreken en te evalueren.
Op basis van de bovenstaande factoren worden de prestaties en kenmerken van gewone permanente magneetmaterialen als volgt samengevat:
NdFeB permanent magneetmateriaal
Neodymium-ijzer-boor (NdFeB) permanente magneten zijn hoogwaardige permanente magneetmaterialen die in 1983 werden geïntroduceerd.
Voordelen: 1. Magnetische eigenschappen hoger dan zeldzame aardkobalt permanente magneten, resterende magnetische inductie, magnetische inductiecoërciviteit, maximale magnetische energieproduct zijn zeer hoog, is momenteel de beste magnetische prestatie van permanente magneten; 2. kosteneffectief, omdat neodymium meer dan een dozijn keer in het zeldzame aardgehalte van samarium zit, de prijs van ijzer en boor ook erg goedkoop is, en tegelijkertijd niet het strategische materiaal kobalt bevat. Dit is de reden waarom NdFeB op grote schaal wordt gebruikt en snel populair wordt.
Nadelen: 1. lage Curietemperatuur, hoge temperatuurcoëfficiënt, waardoor het magnetische verlies groter is bij gebruik bij hoge temperaturen en de thermische stabiliteit van magnetische eigenschappen slecht is; 2. vanwege de grote hoeveelheid ijzer en neodymium is het gemakkelijk te roesten en te corroderen.
Samarium kobalt magneet
Samarium-kobaltmagneet is een soort magnetisch materiaal gemaakt van samarium, kobalt en andere metalen zeldzame aardmetalen door het proportioneren, smelten en verfijnen tot een legering, na pletten, persen en sinteren. Het heeft een hoog magnetisch energieproduct en een zeer lage temperatuurcoëfficiënt. De maximale werktemperatuur kan 350 graden Celsius bereiken en de negatieve temperatuur is niet beperkt. Bij een werktemperatuur van meer dan 180 graden Celsius zijn het maximale magnetische energieproduct en de temperatuurstabiliteit en chemische stabiliteit groter dan het permanente magnetische materiaal van neodymiumijzerborium. Samarium-kobaltmagneten hebben een sterke corrosie- en oxidatieweerstand. Ze worden veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, de nationale defensie-industrie, microgolfapparaten, communicatie, medische apparatuur, instrumenten, meters, allerlei soorten magnetische transmissie-apparaten, sensoren, magnetische processors, motoren, magnetische kranen enzovoort.
AlNiCo-magneten
AlNiCo-magneten Kenmerken: Het is een legering bestaande uit aluminium, nikkel, kobalt, ijzer en andere sporenmetaalelementen. Het gietproces kan met een goed verwerkbaarheid in verschillende maten en vormen worden verwerkt. Gieten AlNiCo permanente magneten hebben de laagste omkeerbare temperatuurcoëfficiënt, de werktemperatuur kan oplopen tot 600 graden Celsius of meer. Ze worden voornamelijk gebruikt in auto-onderdelen, instrumentatie, elektro-akoestiek, motoren, onderwijs, en ruimtevaart, militaire en andere gebieden. Ze staan bekend om hun lage temperatuurcoëfficiënt, hoge temperatuurbestendigheid, vochtbestendigheid, oxidatieweerstand en goede werkstabiliteit.
Ferriet magneet
Ferriet wordt vervaardigd via een keramische procesmethode. Het heeft een harde textuur en is een bros materiaal. Ferrietmagneten zijn de meest gebruikte permanente magneten geworden vanwege hun goede temperatuurbestendigheid, lage prijs en matige prestaties. Ferrietmagneten hebben hoge magnetische eigenschappen, goede tijdstabiliteit en lage temperatuurcoëfficiënt. Ferrietmagneten worden veel gebruikt in elektrische meters, instrumenten, motoren, automatische besturing, microgolfapparaten, radar en medische apparaten.
Bij het kiezen van permanente magneetmaterialen is het belangrijk om rekening te houden met de bovengenoemde factoren en op basis daarvan het geschikte materiaal te selecteren project eisen. Als u tijdens de evaluatiefase vragen heeft, neem dan gerust contact met ons op. Wij staan klaar om deskundige begeleiding en uitgebreide hulp te bieden om aan uw behoeften te voldoen.
