《永磁材料》PPT课件

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1、概述永磁材料的理论基础金属永磁材料铁氧体永磁材料第三章永磁材料3.1概述应用：精密的仪器仪表；电讯、电声器件；工业设备；控制器件；其它器件。作用原理利用永磁材料在给定的空间产生一定的磁场强度；利用永磁合金的磁滞特性产生转动矩，使电能转化为机械能。特点充磁后，去掉外磁场后仍可保留磁性。§3.2.1永磁材料分类及特性要求§3.2.2永磁材料的矫顽力机理§3.2.3提高永磁特性的措施3.2永磁材料理论基础§3.2.1永磁材料的分类与特性要求什么是永磁材料？常见的磁滞回线是什么样子？分类特性要求2、常见的磁滞回线是什么样子？所谓永磁材料，是指材料被外

2、磁场磁化以后，去掉磁场仍保持着较强的剩磁的磁性材料。什么是永磁材料？永磁材料可分为：金属永磁材料和铁氧体永磁材料两大类；金属永磁材料按不同的分类方法可分许多类。按成分分：碳钢、铝铝镍钴、合金稀土合金按工艺分：铸造型烧结型粘结型按高矫顽力机理分：单畴型、成核型、钉扎型、高应力型；3永磁材料分类4、永磁体的特性要求4、永磁体的特性要求（1）、对永磁特性参数的要求剩余磁感应强度高矫顽力HCJ和HCB高（BH）max要大曲线的退磁凸出系数趋于γ→1，γ=（B·H）m/(Br·Hc)；稳定性好。温度稳定性、磁场稳定性、时间稳定性（2）、将永磁体选用在最

3、佳工作点，即最大磁能积点附近。（3）、经济性好材料Br(T)BHc(kA·m-1)MHc(kA·m-1)(BH)max(kJ·m-3)Br(20~100C)d(g·cm-3)Tc(C)工作温度(C)Nd15Fe77B81.25796.0875.6286.5-0.1267.431280Sm2Co171.12533.3549.2246.7-0.038.4820350SmCo50.90636.81194.0143.3-0.048.4740250SrFe12O190.44222.8230.836.6-0.195.0450100AlNiCo1

4、.15127.4127.487.6-0.027.3800500FeCrCo1.4052.052.547.8-0.037.3850520部分永磁材料的性能§3.2.2永磁材料矫顽力机理磁化机理：不可逆壁移、磁畴内磁化矢量的不可逆转动；矫顽力Hc的定义BHc：使磁感应强度B=0所需的磁场值；MHc：使磁感应强度M=0所需的磁场值；1、单畴型永磁材料的矫顽力磁晶各向异性能决定的矫顽力形状各向异性能决定的矫顽力2、成核型永磁材料的矫顽力3、钉扎型永磁材料的矫顽力点缺陷钉扎的矫顽力面缺陷钉扎的矫顽力(1)单轴晶体材料的矫顽力（RCo5、R2Co17等六

5、角晶系）a对于单畴颗粒：（当θ=180°）（当θ=135°）式中为单畴晶系的磁晶各向异性常数；θ为磁场与易磁化畴间的夹角。b对单畴集合体（当不考虑粒子之间的相互作用）：（各向异性）（各向同性）1、单畴型永磁材料的矫顽力磁晶各向异性能决定的矫顽力(2)立方晶体材料的矫顽力：（如AlNiCo、FeCrCo等）a对于单畴颗粒：b对单畴集合体（当不考虑粒子之间的相互作用）：(K1>0,各向同性）(1)单畴颗粒：椭圆形单畴，时：式中Nd为椭圆球短轴d方向的退磁因子；Nl为椭球长轴l方向的退磁因子。（2）单畴集合体（当不考虑粒子间的相互作用）（各向异性）

6、（各向同性）当考虑粒子间相互作用时：（各向异性）（各向同性）1、单畴型永磁材料的矫顽力形状各向异性能决定的矫顽力2、成核型永磁材料的矫顽力磁化时会形成反磁化核，并长大成反磁化畴，出现畴壁，当的磁化场达到临界场时畴壁迅速移动而实现磁化式中，——临界场平均值；γ——畴壁能（密度）；d0——临界短轴长。（d＞d0时，反磁化核才能从长轴和短轴方向长大）。3、钉扎型永磁材料的矫顽力畴壁钉扎：是指在材料反磁化过程中，当反向磁场低于某一钉扎场Hp时，畴壁基本上固定不动。只有当反向磁场超过钉扎场Hp时，畴壁才能挣脱束缚，开始发生不可逆位移。点缺陷、位错、晶界

7、、堆垛、层错等有关的局域性交换作用和局域性各向异性起伏等都可以是畴壁钉扎点的重要来源3、钉扎型永磁材料的矫顽力（1）点缺陷钉扎的矫顽力式中，ρ——点缺陷密度；E0——E（y）的常数；r——畴壁能密度；Lz——畴壁在Z方向的尺度δ0——畴壁基本厚度。点缺陷越多，与畴壁的相互作用能越大、畴壁越窄，其Hc越高3、钉扎型永磁材料的矫顽力（2）面缺陷钉扎的矫顽力式中A、K、Ms为均匀区的磁参数，A/、K/、M2为缺陷区的磁参数面缺陷的钉扎作用和点缺陷类似，是通过交换作用能、磁晶各向异性能、磁弹性能等的综合作用，而形成面缺陷与畴壁的相互作用能，使畴壁能最

8、低。面缺陷钉扎畴壁是决定矫顽力的一种普遍机理，适用于金属用词和软磁材料（坡莫合金除外）；畴壁愈薄），面缺陷的影响便愈严重，矫顽力愈大；面缺陷内的交换能常数、磁各向异