磁性材料的特性、工藝及檢測知識

1.磁鐵為什么會有磁性？

鐵、鈷、鎳或鐵氧體等鐵磁類物質有所不同，它內部的電子自旋可以在小范圍內自發地排列起來，形成一個自發磁化區，這種自發磁化區就叫磁疇。鐵磁類物質磁化后，內部的磁疇整整齊齊、方向一致地排列起來，使磁性加強，就構成磁鐵。磁鐵的吸鐵過程就是對鐵塊的磁化過程，磁化了的鐵塊和磁鐵不同極性間產生吸引力，鐵塊就牢牢地與磁鐵“粘”在一起了。

2.如何定義磁鐵的性能？

主要有如下3個性能參數來確定磁鐵的性能：

剩磁Br : 永磁體經磁化至技術飽和，并去掉外磁場后，所保留的Br稱為剩余磁感應強度。

矯頑力Hc: 使磁化至技術飽和的永磁體的B降低到零，所需要加的反向磁場強度稱為磁感矯頑力，簡稱為矯頑力。

磁能積BH: 代表了磁鐵在氣隙空間（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。

3.金屬磁性材料如何劃分？

金屬磁性材料分為永磁材料、軟磁材料二大類。通常將內稟矯頑力大于0.8kA/m的材料稱為永磁材料，將內稟矯頑力小于0.8kA/m的材料稱為軟磁材料。

4.幾類常用磁鐵的磁力大小比較

磁力從大到小排列為：釹鐵硼磁鐵、釤鈷磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、鐵氧體磁鐵。

5.不同磁性材料的性價類比？

鐵氧體：性能低和中，價格*低，溫度特性良，耐腐蝕，性能價格比好

釹鐵硼：性能*高，價格中，強度好，不耐高溫和腐蝕

釤鈷：性能高，價格*高，脆，溫度特性優，耐腐蝕

鋁鎳鈷：性能低和中，價格中，溫度特性優，耐腐蝕，耐干擾性差

6.釹鐵硼磁鐵的特性

釹鐵硼永磁材料是以金屬間化合物Nd2Fe14B為基礎的永磁材料。釹鐵硼具有極高的磁能積和矯力，同時高能量密度的優點使釹鐵硼永磁材料在現代工業和電子技術中獲得了廣泛應用，從而使儀器儀表、電聲電機、磁選磁化等設備的小型化、輕量化、薄型化成為可能。

材質特點：釹鐵硼的優點是性價比高，具良好的機械特性；不足之處在于居里溫度點低，溫度特性差，且易于粉化腐蝕，必須通過調整其化學成分和采取表面處理方法使之得以改進，才能達到實際應用的要求。

制造工藝：釹鐵硼的制造采用粉末冶金工藝。

工藝流程：配料 → 熔煉制錠→ 制粉 → 壓型 → 燒結回火 → 磁性檢測 → 磨加工 → 銷切加工 → 電鍍 → 成品。

7.磁鐵的運輸過程中有何注意事項？

要注意室內的濕度，必須維持在干燥的水平。溫度不要超過室溫；黑塊或毛坯狀態的產品存放時可適當涂油（一般的機油即可）；電鍍產品應真空密封或隔絕空氣存放，以保證鍍層的耐腐性能；充磁產品應當吸合在一起并裝箱存放，以免吸起其它金屬體；充磁產品存放應當遠離磁盤、磁卡、磁帶、計算機顯示器、手表等對磁場敏感的物體。磁鐵充磁狀態運輸時應該屏蔽，特別是航空運輸一定要徹底屏蔽。

8.如何做到隔磁？

只有能吸附到磁鐵上的材料才能起到隔斷磁場的作用，而且材料越厚，隔磁的效果越好。

9.哪種鐵氧體材質可以導電？

軟磁材質鐵氧體屬于導磁材料，具體高磁導率，高電阻率，一般在高頻下使用，主要用于電子通訊。

軟磁鐵氧體主要有錳鋅跟鎳鋅等，錳鋅鐵氧體導磁率大于鎳鋅鐵氧體。

10.永磁鐵氧體居里溫度是多少？

鐵氧體的居里溫度在450℃左右，通常大于等于450℃。硬度在480-580左右。釹鐵硼磁體居里溫度基本都在350-370℃之間。但釹鐵硼磁體使用溫度都達不到居里溫度，溫度超過180-200℃磁性能已經衰減很多了，磁損也很大了，已經失去使用價值了。

11.磁芯的有效參數一般有哪些？

磁芯，特別是鐵氧體材料，其幾何尺寸等多種多樣。為滿足各種不同的設計的要求，磁芯的尺寸也是為了適合**化要求而計算的。這些現有磁芯參數，包括諸如磁路徑，有效面積和有效體積等物理參數等。

12.什么是抗干擾磁環？

抗干擾磁環又被稱為鐵氧體磁環。例如，電子產品受到外界紊亂信號，侵入電子產品，使電子產品收到外界紊亂信號干擾，沒能正常運行，而抗干擾磁環，剛好能有此功能，只要產品加上了抗干擾磁環，它能阻止外界紊亂信號侵入電子產品，能使電子產品正常運行，起到了抗干擾效果，所以被稱為抗干擾磁環。

抗干擾磁環又稱鐵氧體磁環，因為鐵氧體磁環它是由氧化鐵，氧化鎳，氧化鋅，氧化銅等鐵氧體材料制作而成的，因為這些材料包含了鐵氧體成份，而鐵氧體材料制作出來的產品像一個環形，所以久而久之被稱之為鐵氧體磁環。

13.如何使磁芯退磁？

其方法是給磁芯加以60Hz 交流電使得其開始的驅動電流足以使其在正負端均能夠飽和，然后逐漸緩慢降低驅動水平，重復進行幾次直到其降低到0 為止。這就將使得其保有點還原回原來的初始態。

工藝類知識

1.鐵氧體磁鐵的特點及加工工藝

特點：鐵氧體磁鐵主要原料包括BaFe12O19和SrFe12O19。通過陶瓷工藝法制造而成，質地比較硬，屬脆性材料，由于鐵氧體磁鐵有很好的耐溫性、價格低廉、性能適中，已成為應用*為廣泛的永磁體。

特性：具有較高的磁性能，較好的時間穩定性和較低的溫度系數。

鐵氧體磁鐵應用場所：廣泛應用于電表、儀表、電機、自動控制、微波器件、雷達和醫療器械等。

鐵氧體磁鐵充磁方向：可軸向、徑向或按要求充磁。

鐵氧體磁鐵形狀：可生產圓柱形、圓環形、長方體形、扁形、瓦形，斧狀。

2.鋁鎳鈷磁鐵的特點及加工工藝

鋁鎳鈷磁鐵特點：是由鋁、鎳、鈷、鐵和其它微量金屬元素構成的一種合金。鑄造工藝可以加工生產成不同的尺寸和形狀，可加工性好。鑄造鋁鎳鈷永磁有著*低可逆溫度系數，工作溫度可高達600℃以上。

鋁鎳鈷磁鐵分類：可分為鑄造鋁鎳鈷和燒結鋁鎳鈷兩大類。

鋁鎳鈷應用場所：鑄造鋁鎳鈷產品主要應用于汽車零件、儀器儀表、電聲、電機、教學以及航天航空軍用等領域，具有溫度系數低、耐高溫、耐潮濕、不易氧化以及工作穩定性好等優點。燒結鋁鎳鈷采用粉末冶金的方法生產而成，適合于生產形狀復雜、輕、薄、小的產品，廣泛應用于儀器儀表、通訊、磁電開關及各種傳感器。

鋁鎳鈷磁鐵形狀：可生產圓柱形、圓環形、長方體形、扁形、瓦形、馬蹄形。

3.釤鈷磁鐵的特點及加工工藝？

釤鈷磁鐵又稱釤鈷磁鋼、釤鈷永磁體、釤鈷**磁鐵、釤鈷強磁鐵、稀土鈷永磁等。是由釤、鈷和其它金屬稀土材料經配比，溶煉成合金，經粉碎、壓型、燒結后制成的一種磁性材料。具有高磁能積、極低的溫度系數。*高工作溫度可達350℃，負溫不限，在工作溫度180℃以上時，其**磁能積及溫度穩定性和化學穩定性均超過釹鐵硼永磁材料。具有很強的抗腐蝕和抗氧化性；所以被廣泛應用在航空航天、國防軍工、微波器件、通訊、醫療設備、儀器、儀表、各種磁性傳動裝置、傳感器、磁處理器、電機、磁力起重機等。

釤鈷磁鐵生產流程：配料 → 熔煉制錠→ 制粉 → 壓型 → 燒結回火 → 磁性檢測 → 磨加工 →切銷加工 → 成品。

釤鈷磁鐵形狀：圓片、圓環、方片、方條、瓦形、特殊形狀可根據要求加工。

4.如何判斷磁鐵的充磁方向？

可利用磁極測試片。磁極測試片的原理其實就是在隔層里放一些鐵粉，再用透明的東西夾緊。當有磁力的時候，夾層的磁粉就會吸引過去，無磁區即沒有磁粉，從而可以觀察出磁極的分布。

5.哪種磁鐵可以在水中使用？

根據材質的不同，不是每種磁鐵都可以在水中使用。一個腐蝕生銹的磁鐵可能危害水生生活。鐵氧體耐腐蝕耐氧化性較強，可在水中正常使用。

6.什么是磁瓦？

磁瓦是永磁體中的一種主要用在永磁電機上的瓦狀磁鐵。

7.鐵氧體磁瓦的生產工藝有哪些？

鐵氧體磁瓦以燒結鐵氧體為主。

燒結鐵氧體磁瓦生產工藝主要分為濕壓異性、干壓同性、干壓異性，其異性與同性的區別是在于壓機成型時是否有取向磁場。這里主要介紹濕壓異性的工藝。

濕壓工藝流程為：原料→預燒→粗粉碎（一次球磨） →配料→二次球磨（濕磨） →磁場成型→燒結→磨削→清洗→充磁。

8.釹鐵硼磁瓦生產工藝流程

燒結釹鐵硼磁瓦：配料→熔煉→破碎→制粉→磁場成型→等靜壓→真空燒結與回火→線切割等加工→電鍍→充磁。

9.什么是強力磁鐵？

強力磁鐵，是指釹鐵硼磁鐵。它的磁性能大大的超越了鐵氧體磁鐵、鋁鎳鈷、釤鈷。釹鐵硼磁鐵可以吸附本身重量的640倍的重量，所以釹鐵硼常被業外人士稱為強力磁鐵。

10.強力磁鐵如何退磁？

可以根據強力磁鐵的使用的情況不同來制定一定的方法進行退磁方法。

1）高溫退磁法：

高溫退磁法主要的操作就是將磁鐵投進高溫爐中進行加熱，在經過高溫的處理就會將強力磁鐵的磁性除去，但是在加熱的過程中因為高溫的作用會直接導致磁體內部的物體的結構發生劇烈的變化，因此采用這種退磁的方法一般都會用于對于報廢和回收的磁鐵。

2）震動退磁法：

這種方法操作很簡單就是對強力磁鐵進行強力激烈的震動，在經過震動的操作之后再磁鐵的內部結構發生了改變，從而改變磁鐵的物理性這種方式進一般來說采用此種退磁方法效果不大，只能少量退磁可以臨時使用。

3）磁鐵交流退磁法：

這種退磁的方式是講將磁鐵放入能夠產生交流磁場的空間里面去，在經過交流磁場干擾之后，磁鐵的內部的結構會被打亂，從而可以達到退磁的作用，用這個方法是比較常見的退磁的方法。

11.如何檢測鍍層質量？

鍍層質量好壞直接影響到釹鐵硼的使用壽命，釹鐵硼鍍層質量的檢測主要方法有：

1、外觀目測

外觀主要通過肉眼觀察，在自然光（日光，非直射）下**，或在照度相當于40W的日光燈下觀察。不應有起泡、脫皮、局部鍍不上和色調不均勻、污漬、水漬等。

2、鍍層厚度測量

3、跌落試驗（主要針對鍍鋅產品）

4、劃格試驗（一般用于鍍鎳產品）

5、激冷激熱試驗

6、PCT壓力試驗

7、SST鹽霧試驗

8、恒溫恒濕試驗等

12.哪些電機上會用到釹鐵硼磁瓦？

釹鐵硼是永磁體材料，也是永磁電機中不可缺少的組成部分，稀土永磁電機是釹鐵硼磁體**的應用領域，約占磁體總量的70％，計算機硬盤配套的圈電機（VCM）占40％～50％，所以計算機產業是永磁電機的**用戶。

常見永磁電機有：永磁直流電機、永磁交流電機 。

永磁直流電機有：有刷直流電機、無刷電機、步進電機等 。

永磁交流電機有：同步永磁電機、永磁伺服電機等 。

13.鐵氧體與釹鐵硼的性能比較？

外觀：鐵氧體沒有金屬光澤，一般不電鍍，通常為黑色。釹鐵硼基本都要進行電鍍，否則很容易生銹。表面有銀白色金屬光澤。

磁力：鐵氧體磁力通常為800-1000高斯，密度為5（g/cm3）。而在裸磁的狀態下，釹鐵硼磁力可達到3500高斯左右。密度為7.5（g/cm3）。

性能：鐵氧體耐溫及穩定性都很好、相比之下釹鐵硼普通的耐溫只有80度。且價格也便宜。釹鐵硼；釹鐵硼具有體積小、重量輕和磁性強等特點，磁性跟鐵氧體完全不一個級別。

價格：鐵氧體通常便宜，很多都是按件計算的，價格跟鐵氧體的外形、尺寸、加工難度等都有影響。釹鐵硼：現在釹鐵硼價格幾乎一天一變，具體與需要使用的牌號及特殊要求而定。

14.釹鐵硼磁性材料如何保存？

1、釹鐵硼磁鐵不要接近電子器材，因為磁鐵本身就存在正負極，有一個電路回路，接近的話會影響電子設備及控制回路而影響使用。

2、磁鐵不要存放在潮濕的環境中，以免其氧化，導致外觀、物理特性及磁性能發生變化。

3、對金屬物體有敏感反應的人若接近磁體，會照成皮膚粗糙、泛紅。若出現上述反應，請不要接觸磁鐵。

4、不要將磁鐵接近軟盤、硬盤驅動器、信用卡、磁帶、徣記卡、電視顯像管等。若將磁鐵接近磁性記錄器等器件，會影響甚至破壞記錄數據。

注意以下幾方面：

1、磁鐵千萬不要放在強電流周邊；

2、磁鐵不能放在火上烤，經高溫的；

3、磁鐵是不能受到敲擊和劇烈振動的；

4、體積小的磁鐵不能與大磁鐵放在一起；

5、蹄形磁鐵也應在兩極上加一片軟鐵使兩極連起來，并把相鄰磁鐵的南北極倒置；

6、小磁鐵（如磁針）不能與大磁鐵放在一起。

在保存釹鐵硼磁鐵時，對環境的要求就是干燥，還有就是不讓釹鐵硼磁材遇到酸堿之類的化學品。存放磁鐵時要始終十分小心，因為磁鐵會自己吸附到一起，可能會夾傷手指。磁鐵相互吸附時也有可能會因碰撞而損壞磁鐵本身（碰掉邊角或撞出裂紋）。