永磁质料的基础知识—鸿运国际自动化

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1、什么是永磁质料的磁性能，它包括哪些指标？
　　永磁质料的主要磁性能指标是：剩磁、矫顽力、内禀矫顽力、磁能积。我们通常所说的永磁质料的磁性能，指的就是这四项。永磁质料的其它磁性能指标尚有：居里温度、可事情温度、剩磁及内禀矫顽力的温度系数、回复导磁率、退磁曲线方形度、高温减磁性能以及磁性能的均一性等。除磁性能外，永磁质料的物理性能还包括密度、电导率、热导率、热膨胀系数等；机械性能则包括维氏硬度、抗压（拉）强度、攻击韧性等。别的，永磁质料充磁的性能指标中尚有主要的一项，就是外貌状态及其耐侵蚀性能。

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2、什么叫磁场强度？
1820年，丹麦科学家奥斯特发明通有电流的导线可以使其周围的磁针爆发偏转，从而展现了电与磁的基本关系，降生了电磁学。实践批注：通有电流的无限长导线在其周围所爆发的磁场强弱与电流的巨细成正比，与离启发线的距离成反比。界说载有1安培电流的无限长导线在距离导线1/2π米远处的磁场强度为1A/m(安/米，国际单位制SI)；在CGS单位制(厘米-克-秒)中，为纪念奥斯特对电磁学的孝顺，界说载有1安培电流的无限长导线在距离导线0.2厘米远处磁场强度为1Oe（奥斯特），1Oe=1/(4π×10?) A/m。磁场强度通常用H体现。

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3、什么叫磁极化强度，什么叫磁化强度，二者有何区别？
　　现代磁学研究批注：一切磁征象都起源于电流。磁性子料也不破例，其磁铁充磁征象是起源于质料内部原子的核外电子运动形成的微电流，亦称分子电流。这些微电流的荟萃效应使得质料对外泛起种种各样的宏观磁特征。由于每一个微电流都爆发磁效应，以是把一个单位微电流称为一个磁偶极子。界说在真空中每单位外磁场对一个磁偶极子爆发的**力矩为磁偶极矩pm，每单位质料体积内磁偶极矩的矢量和为磁极化强度J，其单位为T（特斯拉，在CGS单位制中，J的单位为Gs，1T=10000Gs）。
　　界说一个磁偶极子的磁矩为pm/μ0，μ0为真空磁导率，每单位质料体积内磁矩的矢量和为磁化强度M，其SI单位为A/m，CGS单位为Gs(高斯).M与J的关系为：J=μ0 M，在CGS单位制中，μ0=1，故磁极化强度与磁化强度的值相等；在SI单位制中，μ0=4π×10-7 H/m (亨/米)。

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4、什么叫磁感应强度，什么叫磁通密度，磁感应强度与磁通密度，它们之间保存什么样的关系？

理论与实践均批注，对任何介质施加一磁场H时(该磁场可由外部电流或外部永磁体提供，亦可由永磁体对永磁介质自己提供，由永磁体对永磁介质自己提供的磁场又称退磁场,介质内部的磁场强度并不即是H，而是体现为H与介质的磁极化强度J之和。由于介质内部的磁场强度是由磁场H通过介质的感应而体现出来的，为与H区别，称之为介质的磁感应强度，记为B: B=μ0 H+J （SI单位制）（1-1） B=H+4πM （CGS单位制）磁感应强度B的单位为T，CGS单位为Gs（1T=104Gs）。
关于非铁磁性介质如空气、水、铜、铝等，其磁极化强度J、磁化强度M险些即是0，故在这些介质中磁场强度H与磁感应强度B相等。由于磁征象可以形象地用磁力线来体现，故磁感应强度B又可界说为磁力线通量的密度，磁感应强度B和磁通密度B在看法上可以通用。

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5、什么叫剩磁?

　　为什么在永磁质料的退磁曲线上恣意丈量点的磁极化强度J值和磁感应强度B值一定小于剩磁Jr和Br值？永磁质料在闭路状态下经外磁场磁化至饱和后，再吊销外磁场时，永磁质料的磁极化强度J和内部磁感应强度B并不会因外磁场H的消逝而消逝，而会坚持一定巨细的值，该值即称为该质料的剩余磁极化强度Jr和剩余磁感应强度Br，统称剩磁。剩磁Jr和Br的单位与磁极化强度和磁感应强度单位相同。

　　凭证关系式知，在永磁质料的退磁曲线上，磁场H为0时，Jr=Br，磁场H为负值时，J与B不相等，便分成了J-H和B-H二条曲线。从关系式(1-1)还可以看到，随着反向磁场H的增大，B从**值Br=Jr转变到0，最后为负值，关于现代永磁质料，B退磁曲线的转变纪律往往为直线；J退磁曲线的转变纪律则差别：随着反向磁场H的增大，B值线性减小，由于B值的减小量总是大于或即是反向磁场H的增大宗，故在J退磁曲线上的一定区域内可以坚持相对平直的直线，但其J值总是小于Jr。

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7、什么叫磁能积(BH)m？
　　在永磁质料的B退磁曲线上(二象限)，差别的点对应着磁体处在差别的事情状态，B退磁曲线上的某一点所对应的Bm和Hm（横坐标和纵坐标）划分代表磁体在该状态下，磁体内部的磁感应强度和磁场的巨细，Bm和Hm的绝对值的乘积（BmHm）代表磁体在该状态下对外做功的能力，等同于磁体所贮存的磁能量，称为磁能积。在B退磁曲线上的Br点和bHc点，磁体的（BmHm）=0，体现此时磁体对外做功的能力为0，即磁能积为0；磁体在某一状态下（BmHm）的值**，体现此时磁体对外做功的能力**，称为该磁体的**磁能积，或简称磁能积，记为(BH)max或(BH)m。因此，人们通常都希望磁路中的磁体能在其**磁能积状态下事情。磁能积的单位在SI制中为J/m3(焦耳/立方米)，在CGS制中为MGOe(兆高奥斯特)，100/4πJ/m3=1 MGOe。

　　随着温度的升高，由于物质内部基本粒子的热振荡加剧，磁性子料内部的微观磁偶极矩的排列逐步杂乱，宏观上体现为质料的磁极化强度J随着温度的升高而减小，当温度升高至某一值时，质料的磁极化强度J降为0，此时磁性子料的磁特征变得同空气等非磁性物质一样，将此温度称为该质料的居里温度Tc。居里温度Tc只与合金的因素有关，与质料的显微组织形貌及其漫衍无关。

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　在某一温度下永磁质料的磁性能指标与室温相比降低一划定的幅度，将该温度称为该磁体的可事情温度Tw。由于磁性能的这一降低幅度需要视该磁体的应用条件及要求而定，因此，所谓的磁体的可事情温度Tw关于统一磁体来说是一个待定值，也就是说，统一永磁体在差别的应用场合可以有差别的可事情温度Tw。

　显然，磁性子料的居里温度Tc代表着该质料的理论事情温度极限。事实上，永磁质料的现实可事情Tw远低于Tc。例如，纯三元的Nd-Fe-B磁体的Tc为312℃，而着实际可事情Tw通常不到100℃。深圳充磁机，通过在Nd-Fe-B合金中添加重稀土金属以及Co、Ga等元素，可显著提高Nd-Fe-B磁体的Tc和可事情Tw。值得注重的是，任何永磁体的可事情Tw不但与磁体的Tc有关，还与磁体的jHc等磁性能指标、以及磁体在磁路中的事情状态有关。

9、什么叫永磁体的回复导磁率(μrec.)，什么叫J退磁曲线方形度(Hk/jHc)，它们有何意义？
　　当磁体处在动态事情条件下时，外部反向磁场H或磁体内部的退磁场Hd呈周期性转变，界说在磁体的B退磁曲线上事情点D往复转变的轨迹为磁体的动态回复线，该线的斜率为回复导磁率μrec.。显然，回复导磁率μrec.表征了磁体在动态事情条件下的稳固性，它也是永磁体的B退磁曲线方形度，因此它是永磁体的一个主要的磁特征指标之一。关于Nd-Fe-B烧结磁体，B退磁曲线为直线且bHc约即是Br，其回复导磁率μrec.即是B退磁曲线的斜率且μrec.=1.03~1.10。μrec越小，磁体在动态事情条件下的稳固性就越好。
　值得注重的是，若磁体的B退磁曲线不是直线，则磁体的回复导磁率μrec.在差别事情点就有差别的值，此时怎样把磁体设计在最稳固的事情状态，就显得很是主要。

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　界说磁体的J退磁机曲线上，J=0.9Jr时的反向磁场巨细为Hk，Hk/jHc可以直观地体现磁体的J退磁曲线方形度。关于具有高jHc的Nd-Fe-B烧结磁体，jHc远远大于bHc，当反向磁场大于bHc但小于jHc时，响应的B退磁曲线已进入第三象限。此时若磁体的J退磁曲线仍为直线，则响应第三象限的B退磁曲线亦坚持直线，此时磁体的?rec仍坚持较小值，在反向外磁场吊销后，磁体的事情点仍能恢复到原来的位置。因此，Hk/jHc也是永磁体的一个主要的磁特征指标之一，它和μrec一样，表征了磁体在动态事情条件下的稳固性。

10、什么叫磁力线，它有何特点？

　　人们将磁力线界说为随处与磁感应强度相切的线，磁感应强度的偏向与磁力线偏向相同，其巨细与磁力线的密度成正比。相识磁力线的基本特点是掌握和剖析磁路的的基础。理论和实践均批注，磁力线具有下述基本特点：

1. 磁力线总是从N极出发，进入与其最相近的S极，并形成闭合回路。这一征象在电磁学中称为磁通一连性定理，上式又称为磁场的高斯定律，体现恣意磁场的散度为0，即通过恣意闭合曲面的净磁通总是0，磁力线总是闭合的。
2. 同电流类似，磁力线总是走磁阻最�。ù诺悸�**）的路径，因此磁力线通常呈直线或曲线，不保存呈直角拐弯的磁力线。
3. 恣意二条同向磁力线之间相互倾轧，因此不保存相交的磁力线。
4. 当铁磁质料未饱和时，磁力线总是笔直于铁磁质料的极性面。当铁磁质料饱和时，磁力线在该铁磁质料中的行为与在非铁磁性介质（如空气、铝、铜等）中一样。

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由于磁力线具有这样的基本特征，因此介质的磁化状态取决于介质的磁学特征和几何形状。显而易见，在通常情形下，介质都处于非匀称磁化状态，也就是说通常介质内部的磁力线都成曲线状态且漫衍不匀称；另外，由于在自然界虽保存电的绝缘体，但不保存磁的绝缘体，使得通常的磁路都保存漏磁。介质处于非匀称磁化状态和磁路都保存漏磁这二个特征，就决议了磁路的准确盘算很是重大。

磁路是指由一个或多个永磁体、载流导线、软铁按一定形状和尺寸组合，以形成具有特定事情气隙磁场的构件。软铁可以是纯铁、低碳钢、Ni-Fe合金、Ni-Co合金等具有高磁导率的质料。软铁又称为轭铁，它在磁路中起着控制磁通流向、增添局部磁感应强度、避免或镌汰漏磁、以及提高整个构件的机械强度的作用。通常将没有软铁时单个磁体所处的磁状态称为开路状态；当磁体处在由与软铁一起组成的磁通回路中时，称此磁体处于闭路状态。

12、什么叫安培定律？
在麦克斯韦(Maxwell)方程组中，磁场强度H与电流密度J的关系为：V*H=J 其积分形式为：∮H×cosα×dl =ΣI 它体现，磁场H沿恣意回路的线积分即是以该回路为界线的恣意曲面内的电流强度，这就是**的安培环路定律。安培环路定律和磁通一连性定理是求解一切磁路问题的二个基本关系式。

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从人类发明自然磁石能吸引铁、并可作成指南针用于航海，到1820年奥斯特发明电和磁之间的关系，时代经由了2000多年的漫长历史。1825年前后，安培和欧姆划分提出了他们划时代的定律。同年，William Sturgeon制成了人类历史上**个电磁铁。1830年，法拉第（Michael Faraday）和亨利（Joseph Henry）划分发明了电磁感应征象。1832年，William Sturgeon 发明了转动式电磁发念头。1856年，德国的（Werner Siemens）发明了划时代的电念头。1873年，伦敦皇家科学院的麦克斯韦(J. C. Maxwell)用系统而准确的数学形式表达了有关电和磁的所有定律----麦克斯韦方程组，至此，电磁学理论基本成熟。麦克斯韦方程组凝聚了从1820年到1860年间，许多值得人类永远纪念的优异科学家的孝顺。他们是：库仑、安培、法拉第、高斯、韦伯、赫姆霍兹、亨利、焦耳、楞茨、泊松、麦克斯韦、洛仑兹、毕奥等。