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温度对磁铁性能的影响 不来了解下吗?

人气:发表时间:2021-04-20

   在设计永磁体的应用时,必须考虑一个或多个磁体预期会在哪个温度范围内工作。然而,由于可用的信息太多(其中一些信息不正确),有可能将错误的磁性与所考虑的磁性材料类型联系起来,特别是在热稳定性方面。
   所有磁性材料的磁通密度都会随着温度的升高和降低而发生变化,例如,除铁氧体外,大多数磁体的强度随着温度的下降而增加,而所有永磁体(包括铁氧体)的性能每升高一度就会下降一个百分比。这种失去的性能能否通过冷却恢复,取决于材料的最高工作温度和磁铁所处的温度。
   温度对磁铁性能的影响
   温度对磁铁性能的影响
   磁铁在高温下会经历三种性能损失。
   可逆损失
   每当磁体温度升高超过环境温度,直至达到最高工作温度,都会发生可逆损耗,随着磁铁的冷却,性能恢复到以前的水平。
   不可逆转的损失
   当磁体被加热到其最高工作温度以上但低于其居里温度时,其性能将遭受不可逆转的损失。这意味着如果再冷却磁体,其性能将比加热之前弱。经历了不可逆损耗的磁体理论上可以重新磁化回其原始强度,但这不是一个具有成本效益的过程。不可逆的损耗是高温导致单个单个磁畴的磁化强度反转的结果。这意味着不可逆转的损失只发生一次。如果重复相同的热循环,则不会发生额外的损耗,因为每个磁畴在磁化后只能反转一次。
   永久损失
   当磁体被加热到居里温度以上时,会永久丧失磁性能。在这一点上,磁畴的结构发生变化并变得自持,从而导致永久性的磁损伤,无法通过再磁化来修复。
   温度如何影响钕(稀土钕铁硼)磁铁?
   钕磁体性能的变化程度取决于其形状和所用电路的设计,例如,它是否在‘自由空间’ 或者它是否连接到钢表面。小而薄的磁铁通常比体积大的磁铁更容易受到温度升高的影响。考虑到这一点,即使温度低于其最高工作温度,每升高一度,所有钕磁体都会失去一定的性能。事实上,取决于尺寸、形状、等级和使用方式,钕磁铁每升高一摄氏度,就会失去0.08%-0.12%的磁性强度。
   最高150摄氏度的钕磁铁被认为是所有永磁材料中最佳的磁性能,但是当温度升至150摄氏度以上时,其磁强度将降低到低于由sa钴制成的相同尺寸的磁铁的磁强度。钕磁铁在非常低的温度下仍保持其磁稳定性;只有在-138摄氏度时,它们的磁性结构才会受到影响。此时,钕磁铁的磁化方向会改变,从而导致10%到20%的性能损失。
   标准级钕磁铁的最高工作温度为80摄氏度。当加热到这个温度以上时,它们的性能将遭受无法弥补的损失。更高高温等级的钕磁体具有更高的工作温度。
   温度如何影响钐钴磁铁
   钐钴磁体在室温下的强度不如钕磁体,但其剩磁(Br)和退磁电阻(Hci)的温度系数都比钕磁体好。例如,一旦温度超过150摄氏度,钐钴磁体的性能优于钕磁体,标准等级的钐钴(Sm2Co17)磁体在温度超过350摄氏度之前不会遭受无法弥补的损失。
   温度如何影响铝镍钴磁铁?
   铝镍钴磁体具有高剩磁但低矫顽力的特点,这意味着它们在磁性强度方面仅次于钕磁体,但明显更容易受到外部磁场和物理冲击的退磁,尽管不受温度升高的影响。事实上,在所有的永磁材料中,铝镍钴磁体的热稳定性最好,温度每升高一摄氏度,它们的性能就会下降一小部分(0.02%)。Alnico磁体也具有所有永磁体系列中最高的最高工作温度,在温度达到525摄氏度(alnico5)之前,不会遭受不可逆的性能损失。
   温度如何影响铁氧体磁体
   铁氧体磁体在永磁体中是独一无二的,随着温度的升高,它们实际上对退磁的抵抗力更强。相反地,它们的强度随着温度的升高而降低,尽管速率较低。这些特性使它们特别适用于高温应用,如电动机和发电机。铁氧体磁体的本征矫顽力(抗退磁性)随温度升高每升高0.4%,而其磁性强度随温度升高每升高0.2%。铁氧体磁体可以在高达180摄氏度的温度下使用,然后它们将开始经历不可逆转的性能损失。
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