磁性材料的特性、工藝及檢測(cè)知識(shí)

1.磁鐵為什么會(huì)有磁性？

鐵、鈷、鎳或鐵氧體等鐵磁類(lèi)物質(zhì)有所不同，它內(nèi)部的電子自旋可以在小范圍內(nèi)自發(fā)地排列起來(lái)，形成一個(gè)自發(fā)磁化區(qū)，這種自發(fā)磁化區(qū)就叫磁疇。鐵磁類(lèi)物質(zhì)磁化后，內(nèi)部的磁疇整整齊齊、方向一致地排列起來(lái)，使磁性加強(qiáng)，就構(gòu)成磁鐵。磁鐵的吸鐵過(guò)程就是對(duì)鐵塊的磁化過(guò)程，磁化了的鐵塊和磁鐵不同極性間產(chǎn)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(gè)性能參數(shù)來(lái)確定磁鐵的性能：

剩磁Br : 永磁體經(jīng)磁化至技術(shù)飽和，并去掉外磁場(chǎng)后，所保留的Br稱(chēng)為剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度。

矯頑力Hc: 使磁化至技術(shù)飽和的永磁體的B降低到零，所需要加的反向磁場(chǎng)強(qiáng)度稱(chēng)為磁感矯頑力，簡(jiǎn)稱(chēng)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(lèi)。通常將內(nèi)稟矯頑力大于0.8kA/m的材料稱(chēng)為永磁材料，將內(nèi)稟矯頑力小于0.8kA/m的材料稱(chēng)為軟磁材料。

4.幾類(lèi)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?xún)r(jià)類(lèi)比？

鐵氧體：性能低和中，價(jià)格*低，溫度特性良，耐腐蝕，性能價(jià)格比好

釹鐵硼：性能*高，價(jià)格中，強(qiáng)度好，不耐高溫和腐蝕

釤鈷：性能高，價(jià)格*高，脆，溫度特性?xún)?yōu)，耐腐蝕

鋁鎳鈷：性能低和中，價(jià)格中，溫度特性?xún)?yōu)，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(chǔ)的永磁材料。釹鐵硼具有極高的磁能積和矯力，同時(shí)高能量密度的優(yōu)點(diǎn)使釹鐵硼永磁材料在現(xiàn)代工業(yè)和電子技術(shù)中獲得了廣泛應(yīng)用，從而使儀器儀表、電聲電機(jī)、磁選磁化等設(shè)備的小型化、輕量化、薄型化成為可能。

材質(zhì)特點(diǎn)：釹鐵硼的優(yōu)點(diǎn)是性?xún)r(jià)比高，具良好的機(jī)械特性；不足之處在于居里溫度點(diǎn)低，溫度特性差，且易于粉化腐蝕，必須通過(guò)調(diào)整其化學(xué)成分和采取表面處理方法使之得以改進(jìn)，才能達(dá)到實(shí)際應(yīng)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(jié)回火 → 磁性檢測(cè) → 磨加工 → 銷(xiāo)切加工 → 電鍍 → 成品。

7.磁鐵的運(yùn)輸過(guò)程中有何注意事項(xiàng)？

要注意室內(nèi)的濕度，必須維持在干燥的水平。溫度不要超過(guò)室溫；黑塊或毛坯狀態(tài)的產(chǎn)品存放時(shí)可適當(dāng)涂油（一般的機(jī)油即可）；電鍍產(chǎn)品應(yīng)真空密封或隔絕空氣存放，以保證鍍層的耐腐性能；充磁產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)吸合在一起并裝箱存放，以免吸起其它金屬體；充磁產(chǎn)品存放應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離磁盤(pán)、磁卡、磁帶、計(jì)算機(jī)顯示器、手表等對(duì)磁場(chǎng)敏感的物體。磁鐵充磁狀態(tài)運(yùn)輸時(shí)應(yīng)該屏蔽，特別是航空運(yùn)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(chǎng)的作用，而且材料越厚，隔磁的效果越好。

9.哪種鐵氧體材質(zhì)可以導(dǎo)電？

軟磁材質(zhì)鐵氧體屬于導(dǎo)磁材料，具體高磁導(dǎo)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(dǎo)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(dá)不到居里溫度，溫度超過(guò)180-200℃磁性能已經(jīng)衰減很多了，磁損也很大了，已經(jīng)失去使用價(jià)值了。

11.磁芯的有效參數(shù)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(mǎn)足各種不同的設(shè)計(jì)的要求，磁芯的尺寸也是為了適合**化要求而計(jì)算的。這些現(xiàn)有磁芯參數(shù)，包括諸如磁路徑，有效面積和有效體積等物理參數(shù)等。

12.什么是抗干擾磁環(huán)？

抗干擾磁環(huán)又被稱(chēng)為鐵氧體磁環(huán)。例如，電子產(chǎn)品受到外界紊亂信號(hào)，侵入電子產(chǎn)品，使電子產(chǎn)品收到外界紊亂信號(hào)干擾，沒(méi)能正常運(yùn)行，而抗干擾磁環(huán)，剛好能有此功能，只要產(chǎn)品加上了抗干擾磁環(huán)，它能阻止外界紊亂信號(hào)侵入電子產(chǎn)品，能使電子產(chǎn)品正常運(yùn)行，起到了抗干擾效果，所以被稱(chēng)為抗干擾磁環(huán)。

抗干擾磁環(huán)又稱(chēng)鐵氧體磁環(huán)，因?yàn)殍F氧體磁環(huán)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?yàn)檫@些材料包含了鐵氧體成份，而鐵氧體材料制作出來(lái)的產(chǎn)品像一個(gè)環(huán)形，所以久而久之被稱(chēng)之為鐵氧體磁環(huán)。

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(kāi)始的驅(qū)動(dòng)電流足以使其在正負(fù)端均能夠飽和，然后逐漸緩慢降低驅(qū)動(dòng)水平，重復(fù)進(jìn)行幾次直到其降低到0 為止。這就將使得其保有點(diǎn)還原回原來(lái)的初始態(tài)。

工藝類(lèi)知識(shí)

1.鐵氧體磁鐵的特點(diǎn)及加工工藝

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

特性：具有較高的磁性能，較好的時(shí)間穩(wěn)定性和較低的溫度系數(shù)。

鐵氧體磁鐵應(yīng)用場(chǎng)所：廣泛應(yīng)用于電表、儀表、電機(jī)、自動(dòng)控制、微波器件、雷達(dá)和醫(yī)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(chǎn)圓柱形、圓環(huán)形、長(zhǎng)方體形、扁形、瓦形，斧狀。

2.鋁鎳鈷磁鐵的特點(diǎn)及加工工藝

鋁鎳鈷磁鐵特點(diǎn)：是由鋁、鎳、鈷、鐵和其它微量金屬元素構(gòu)成的一種合金。鑄造工藝可以加工生產(chǎn)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(shù)，工作溫度可高達(dá)600℃以上。

鋁鎳鈷磁鐵分類(lèi)：可分為鑄造鋁鎳鈷和燒結(jié)鋁鎳鈷兩大類(lèi)。

鋁鎳鈷應(yīng)用場(chǎng)所：鑄造鋁鎳鈷產(chǎn)品主要應(yīng)用于汽車(chē)零件、儀器儀表、電聲、電機(jī)、教學(xué)以及航天航空軍用等領(lǐng)域，具有溫度系數(shù)低、耐高溫、耐潮濕、不易氧化以及工作穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。燒結(jié)鋁鎳鈷采用粉末冶金的方法生產(chǎn)而成，適合于生產(chǎn)形狀復(fù)雜、輕、薄、小的產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于儀器儀表、通訊、磁電開(kāi)關(guān)及各種傳感器。

鋁鎳鈷磁鐵形狀：可生產(chǎn)圓柱形、圓環(huán)形、長(zhǎng)方體形、扁形、瓦形、馬蹄形。

3.釤鈷磁鐵的特點(diǎn)及加工工藝？

釤鈷磁鐵又稱(chēng)釤鈷磁鋼、釤鈷永磁體、釤鈷**磁鐵、釤鈷強(qiáng)磁鐵、稀土鈷永磁等。是由釤、鈷和其它金屬稀土材料經(jīng)配比，溶煉成合金，經(jīng)粉碎、壓型、燒結(jié)后制成的一種磁性材料。具有高磁能積、極低的溫度系數(shù)。*高工作溫度可達(dá)350℃，負(fù)溫不限，在工作溫度180℃以上時(shí)，其**磁能積及溫度穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性均超過(guò)釹鐵硼永磁材料。具有很強(qiáng)的抗腐蝕和抗氧化性；所以被廣泛應(yīng)用在航空航天、國(guó)防軍工、微波器件、通訊、醫(yī)療設(shè)備、儀器、儀表、各種磁性傳動(dòng)裝置、傳感器、磁處理器、電機(jī)、磁力起重機(jī)等。

釤鈷磁鐵生產(chǎn)流程：配料 → 熔煉制錠→ 制粉 → 壓型 → 燒結(jié)回火 → 磁性檢測(cè) → 磨加工 →切銷(xiāo)加工 → 成品。

釤鈷磁鐵形狀：圓片、圓環(huán)、方片、方條、瓦形、特殊形狀可根據(jù)要求加工。

4.如何判斷磁鐵的充磁方向？

可利用磁極測(cè)試片。磁極測(cè)試片的原理其實(shí)就是在隔層里放一些鐵粉，再用透明的東西夾緊。當(dāng)有磁力的時(shí)候，夾層的磁粉就會(huì)吸引過(guò)去，無(wú)磁區(qū)即沒(méi)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(jù)材質(zhì)的不同，不是每種磁鐵都可以在水中使用。一個(gè)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(qiáng)，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(jī)上的瓦狀磁鐵。

7.鐵氧體磁瓦的生產(chǎn)工藝有哪些？

鐵氧體磁瓦以燒結(jié)鐵氧體為主。

燒結(jié)鐵氧體磁瓦生產(chǎn)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(qū)別是在于壓機(jī)成型時(shí)是否有取向磁場(chǎng)。這里主要介紹濕壓異性的工藝。

濕壓工藝流程為：原料→預(yù)燒→粗粉碎（一次球磨） →配料→二次球磨（濕磨） →磁場(chǎng)成型→燒結(jié)→磨削→清洗→充磁。

8.釹鐵硼磁瓦生產(chǎn)工藝流程

燒結(jié)釹鐵硼磁瓦：配料→熔煉→破碎→制粉→磁場(chǎng)成型→等靜壓→真空燒結(jié)與回火→線(xiàn)切割等加工→電鍍→充磁。

9.什么是強(qiáng)力磁鐵？

強(qiáng)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(yè)外人士稱(chēng)為強(qiáng)力磁鐵。

10.強(qiáng)力磁鐵如何退磁？

可以根據(jù)強(qiáng)力磁鐵的使用的情況不同來(lái)制定一定的方法進(jìn)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(jìn)高溫爐中進(jìn)行加熱，在經(jīng)過(guò)高溫的處理就會(huì)將強(qiáng)力磁鐵的磁性除去，但是在加熱的過(guò)程中因?yàn)楦邷氐淖饔脮?huì)直接導(dǎo)致磁體內(nèi)部的物體的結(jié)構(gòu)發(fā)生劇烈的變化，因此采用這種退磁的方法一般都會(huì)用于對(duì)于報(bào)廢和回收的磁鐵。

2）震動(dòng)退磁法：

這種方法操作很簡(jiǎn)單就是對(duì)強(qiáng)力磁鐵進(jìn)行強(qiáng)力激烈的震動(dòng)，在經(jīng)過(guò)震動(dòng)的操作之后再磁鐵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，從而改變磁鐵的物理性這種方式進(jìn)一般來(lái)說(shuō)采用此種退磁方法效果不大，只能少量退磁可以臨時(shí)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(chǎn)生交流磁場(chǎng)的空間里面去，在經(jīng)過(guò)交流磁場(chǎng)干擾之后，磁鐵的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)會(huì)被打亂，從而可以達(dá)到退磁的作用，用這個(gè)方法是比較常見(jiàn)的退磁的方法。

11.如何檢測(cè)鍍層質(zhì)量？

鍍層質(zhì)量好壞直接影響到釹鐵硼的使用壽命，釹鐵硼鍍層質(zhì)量的檢測(cè)主要方法有：

1、外觀目測(cè)

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

2、鍍層厚度測(cè)量

3、跌落試驗(yàn)（主要針對(duì)鍍鋅產(chǎn)品）

4、劃格試驗(yàn)（一般用于鍍鎳產(chǎn)品）

5、激冷激熱試驗(yàn)

6、PCT壓力試驗(yàn)

7、SST鹽霧試驗(yàn)

8、恒溫恒濕試驗(yàn)等

12.哪些電機(jī)上會(huì)用到釹鐵硼磁瓦？

釹鐵硼是永磁體材料，也是永磁電機(jī)中不可缺少的組成部分，稀土永磁電機(jī)是釹鐵硼磁體**的應(yīng)用領(lǐng)域，約占磁體總量的70％，計(jì)算機(jī)硬盤(pán)配套的圈電機(jī)（VCM）占40％～50％，所以計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)是永磁電機(jī)的**用戶(hù)。

常見(jiàn)永磁電機(jī)有：永磁直流電機(jī)、永磁交流電機(jī) 。

永磁直流電機(jī)有：有刷直流電機(jī)、無(wú)刷電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等 。

永磁交流電機(jī)有：同步永磁電機(jī)、永磁伺服電機(jī)等 。

13.鐵氧體與釹鐵硼的性能比較？

外觀：鐵氧體沒(méi)有金屬光澤，一般不電鍍，通常為黑色。釹鐵硼基本都要進(jìn)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(tài)下，釹鐵硼磁力可達(dá)到3500高斯左右。密度為7.5（g/cm3）。

性能：鐵氧體耐溫及穩(wěn)定性都很好、相比之下釹鐵硼普通的耐溫只有80度。且價(jià)格也便宜。釹鐵硼；釹鐵硼具有體積小、重量輕和磁性強(qiáng)等特點(diǎn)，磁性跟鐵氧體完全不一個(gè)級(jí)別。

價(jià)格：鐵氧體通常便宜，很多都是按件計(jì)算的，價(jià)格跟鐵氧體的外形、尺寸、加工難度等都有影響。釹鐵硼：現(xiàn)在釹鐵硼價(jià)格幾乎一天一變，具體與需要使用的牌號(hào)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?yàn)榇盆F本身就存在正負(fù)極，有一個(gè)電路回路，接近的話(huà)會(huì)影響電子設(shè)備及控制回路而影響使用。

2、磁鐵不要存放在潮濕的環(huán)境中，以免其氧化，導(dǎo)致外觀、物理特性及磁性能發(fā)生變化。

3、對(duì)金屬物體有敏感反應(yīng)的人若接近磁體，會(huì)照成皮膚粗糙、泛紅。若出現(xiàn)上述反應(yīng)，請(qǐng)不要接觸磁鐵。

4、不要將磁鐵接近軟盤(pán)、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)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(huì)影響甚至破壞記錄數(shù)據(jù)。

注意以下幾方面：

1、磁鐵千萬(wàn)不要放在強(qiáng)電流周邊；

2、磁鐵不能放在火上烤，經(jīng)高溫的；

3、磁鐵是不能受到敲擊和劇烈振動(dòng)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(yīng)在兩極上加一片軟鐵使兩極連起來(lái)，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(shí)，對(duì)環(huán)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(lèi)的化學(xué)品。存放磁鐵時(shí)要始終十分小心，因?yàn)榇盆F會(huì)自己吸附到一起，可能會(huì)夾傷手指。磁鐵相互吸附時(shí)也有可能會(huì)因碰撞而損壞磁鐵本身（碰掉邊角或撞出裂紋）。