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影響釹鐵硼性能的因素及方法

2019-11-08 03:58:28  5799 次瀏覽

釹鐵硼永磁材料自問世以來,就以其較好的磁性能而備受關(guān)注,被稱為“磁王“,在市場需求的不斷地增長下,釹鐵硼生產(chǎn)工藝及磁體性能也不斷發(fā)展和提升。我們一般用剩磁、矯頑力和大磁能積這幾個指標(biāo)來衡量磁性材料的性能。

如果把磁鐵比喻成海綿,剩磁就好似海綿吸水吸飽和了,這個時候顯示的磁鐵磁力值。它是指將一個磁鐵在閉路環(huán)境下被外磁場充磁到技術(shù)飽和后撤消外磁場,此時磁鐵表現(xiàn)的磁感應(yīng)強度。

海綿里的水吸到大,然后把水壓出來,壓到海綿里沒有水,這個使用的壓力就好比是矯頑力。它是磁體在反向充磁時,使磁感應(yīng)強度降為零所需反向磁場強度的值。但此時磁體的磁化強度并不為零,只是所加的反向磁場與磁體的磁化強度作用相互抵消,此時若撤消外磁場,磁體仍具有一定的磁性能。而內(nèi)稟矯頑力是使磁體的磁化強度降為零所需施加的反向磁場強度。

海綿里吸水飽和,里面水的總量可理解為是大磁能積。它代表了磁鐵兩磁極空間所建立的磁能量密度,即氣隙單位體積的靜磁能量,是Br與Hcj乘積的大值,它的大小直接表明了磁體的性能高低。

釹鐵硼強磁的原料成分及生產(chǎn)工藝決定了它的先天磁性能,而在成為強磁成品后,它的工作環(huán)境(包括溫度、濕度等因素)會影響其先天磁性能的發(fā)揮,使用不當(dāng)?shù)脑?,會出現(xiàn)退磁的情況。

1.原料成分對釹鐵硼強磁性能的影響

釹鐵硼強磁顧名思義是由稀土金屬釹、純鐵和硼采用粉末冶金工藝制成的磁性材料,為了進一步提升釹鐵硼的磁性能,可在三元系Nd-Fe-B材料的基礎(chǔ)上進一步添加其他元素,但元素的添加對磁體性能的影響可能是雙向的,應(yīng)根據(jù)釹鐵硼強磁的使用場合對磁材性能的具體要求來確定添加元素。

2.生產(chǎn)工藝對釹鐵硼強磁性能的影響

為了獲得高性能的釹鐵硼永磁體,新技術(shù)和新工藝不斷涌現(xiàn)。在燒結(jié)NdFeB生產(chǎn)過程中,主要問題是防止α-Fe相的析出和合金的氧化,難于得到理想的顯微組織,為解決這幾方面的問題,實踐中不斷涌現(xiàn)新的方法及工藝,例如:添加防氧化劑、潤滑劑,并采用快淬甩帶法制備磁體;鋼錠均勻化處理和片鑄工藝;雙相法制備工藝;濕壓成型工藝等。

加入防氧化劑大好處是使終磁體的氧含量降低,同時磁粉可以磨得更細,這有利于提高矯頑力,另外由于氧含量降低,也有利于提高矯頑力。與傳統(tǒng)工藝相比,添加防氧化劑的磁體內(nèi)稟矯頑力可提高160kA/m左右。添加潤滑劑后使磁粉之間摩擦力變小,改善磁粉的流動性,提高取向度,從而提高剩磁

采用甩帶法制備的釹鐵硼帶厚度為0.25~0.35mm可徹底消除α-Fe相。由于采用甩帶法制得的粉末抗氧化能力增強,磁體晶粒尺寸變小,矯頑力有較大提高。

3.工作環(huán)境對釹鐵硼強磁性能的影響

溫度:釹鐵硼強磁有嚴(yán)格的工作溫度限制,高于工作溫度時磁體就可能會出現(xiàn)退磁的現(xiàn)象,而高于居里溫度時,磁體退磁將不可逆。

濕度:燒結(jié)釹鐵硼是采用粉末冶金工藝壓制成型的磁性材料,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是有空隙的,非常容易氧化,因此燒結(jié)釹鐵硼都會采用鍍層進行防腐處理。但鍍層并不能從根本上處理環(huán)境濕度對磁體的影響。環(huán)境越干燥,磁體的磁性能就越持久。

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