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哪些永磁材料在电机产品上得到了应用?

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-07-20 浏览次数:46

随着社会的发展,磁铁的应用也越来越广,从高科技产品到最简单的包装磁。永磁材料包括铁氧体永磁、稀土永磁、铝镍钴、铁铬钴、铝铁等材料,其中最常用、用量最大的是铁氧体永磁和钕铁硼稀土永磁。

稀土永磁材料主要是稀土钴永磁材料和钕铁硼永磁材料。稀土钴永磁材料是稀土元素铈、镨、镧、钕等和钴形成的金属间化合物,其磁能积可达碳钢的150倍、铝镍钴永磁材料的3到5倍 ,永磁铁氧体的8到10倍,这种永磁材料温度系数低,磁性稳定,矫顽力高。主要用于低速转矩电动机、启动电动机、传感器、磁推轴承等产品的磁系统。

钕铁硼永磁材料是第三代稀土永磁材料,其剩磁、矫顽力和最大磁能积比稀土钴永磁材料高,不易碎,有较好的机械性能,合金密度低,有利于磁性元件的轻、薄、小和超小型化,是目前永磁电机选用最多的材料。但其磁性温度系数较高,限制了它的应用。

永磁材料概述

永磁材料又称“硬磁材料”。一经磁化即能保持恒定磁性的材料。具有宽磁滞回线、高矫顽力和高剩磁。实用中,永磁材料工作于深度磁饱和及充磁后磁滞回线的第二象限退磁部分。常用的永磁材料分为铝镍钴系永磁合金、铁铬钴系永磁合金、永磁铁氧体、稀土永磁材料和复合永磁材料,现在分别简述如下:

铝镍钴系永磁合金:以铁、镍、铝元素为主要成分,还含有铜、钴、钛等元素。具有高剩磁和低温度系数,磁性稳定。分铸造合金和粉末烧结合金两种。该材料在20世纪30~60年代应用较多,现多用于仪表工业中制造磁电系仪表、流量计、微特电机、继电器等。

铁铬钴系永磁合金:以铁、铬、钴元素为主要成分,还含有钼和少量的钛、硅元素。其加工性能好,可进行冷热塑性变形,磁性类似于铝镍钴系永磁合金,并可通过塑性变形和热处理提高磁性能。用于制造各种截面小、形状复杂的小型磁体元件。

永磁铁氧体:主要有钡铁氧体和锶铁氧体,其电阻率高、矫顽力大,能有效地应用在大气隙磁路中,特别适于作小型发电机和电动机的永磁体。永磁铁氧体不含贵金属镍、钴等,原材料来源丰富,工艺简单,成本低,可代替铝镍钴永磁体制造磁分离器、磁推轴承、扬声器、微波器件等。但其最大磁能积较低,温度稳定性差,质地较脆、易碎,不耐冲击振动,不宜作测量仪表及有精密要求的磁性器件。

稀土材料:主要是稀土钴永磁材料和钕铁硼永磁材料,该材料特性在本文的前面部分已有相对详细的描述,在此不再赘述;该材料是当前永磁电机的主要生产材料之一。

复合材料:由永磁性物质粉末和作为粘结剂的塑性物质复合而成。由于其含有一定比例的粘结剂,故其磁性能比相应的没有粘结剂的磁性材料显著降低。除金属复合永磁材料外,其他复合永磁材料由于受粘结剂耐热性所限,使用温度较低,一般不超过150℃ 。但复合永磁材料尺寸精度高,机械性能好,磁体各部分性能均匀性好,易于进行磁体径向取向和多极充磁。主要用于制造仪器仪表、通信设备、旋转机械、磁疗器械及体育用品等。

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