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钐钴与铝镍钴性能比较

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2024年6月2日发(作者:廖迎)

钐钴与铝镍钴性能比较

密度D

(g/cm)

7.0~7.3

8.1~8.3

8.3~8.5

3

剩磁Br

(T)

0.8~1.4

0.85~1.05

1~1.14

可逆磁导

率μ

r

1.3~5.2

1.02~1.1

1.05~1.1

居里温

度Tc

(℃)

最高工

作温度

(℃)

剩磁温度矫顽力Hcb

系数α(kA/m或

-1

(%*℃)

Oe)

38~155

637~796

717~844

内禀矫顽力

Hci

(kA/m或

Oe)

40~159

1194~2388

1194~2388

最大磁能

积(BH)

max

(kJ/m³)

8~88

127~207

175~255

铝镍钴

钐钴1:5型

钐钴2:17

800~860 450~650 -0.02~-0.03

750

800~850

250

350

-0.04~-0.05

-0.03

备注:

可逆磁导率即在动态电磁回路中B-H退磁曲线的斜率;

1T=1Wb/㎡=10000G

1Oe=10³/4πA/m≈80A/m,

1MGOe=(100/4π)kJ/m³≈7.96kJ/m³

共同点:

二者都属于耐高温永久磁铁,其中铝镍钴磁铁工作温度最高可达550℃,钐钴1:5型最高工

作温度在250℃,钐钴2:17最高工作温度为350℃;

二者均不需进行表面处理(特殊环境下使用除外);

优缺点:

(1)铝镍钴磁铁价格较便宜,化学稳定性和温度稳定性最好,但其磁性较弱,矫顽力较低,

不耐振动和冲击(振动和冲击会使其磁通量降低2%左右),在强磁场下容易退磁,故很多

人建议先装配后充磁;

而钐钴因为含有较多的稀土元素,估计价格相对昂贵,一般为同规格铝镍钴的4~5倍(也有

人说可达10倍),但其磁性较强,仅次于钕铁硼,有较高的矫顽力,也不易退磁;

钐钴能承受10g的振动和100g的冲击而不退磁,与铁器接触或摩擦不会使其退磁,但不能

承受酸碱和盐雾的腐蚀;而铝镍钴与铁器接触和摩擦则会使其退磁;

(2)铝镍钴为立方晶体,三个立方轴均为易磁化方向,故其磁极较多;

而钐钴无论是1:5型(六角晶体)还是2:17型(菱角晶体),均只有一个易磁化方向,单一

磁极;

在易磁化方向磁化到饱和所需能量小,而在难磁化方向磁化到饱和所需能量大,这两个能量

之差称之为磁晶各向异性能,单位体积的磁晶各向异性能称为磁晶各向异常数,以字母K

表示。单一磁极的K值都很大,而K值大的永磁材料,其内禀矫顽力主要由磁晶各向异性

决定;

除了磁晶各向异性之外,还有形状各向异性,铝镍钴的K值较小,故需要靠形状各向异性

来提高其内禀矫顽力。一般而言,长轴方向磁化较容易,短轴方向较难,因而增加铝镍钴磁

铁的长径比,有助于提高其内禀矫顽力。

(3)另外,相对而言,钐钴材料易碎,冲击随不能使其退磁,但能使其破碎,故使用过程

中需要特别注意;而铝镍钴磁铁这方面的性能则相对较好。

需要注意的是,虽然振动冲击不能使钐钴磁铁退磁,但因此而产生的内部微裂纹则可能引起

其磁性减弱;

至于其他的优缺点,还有待进一步探究。

昨天做了铝镍钴高温退磁的一个试验,过程如下:

事先准备好一块磁铁,对其用强磁体进行消磁充磁后,待其稳定后测量其磁通量为

11.20mWb,然后将其置于煤气灶的火焰中燃烧,并采用红外测温仪实施温度控制,到500℃

左右时就拿开,稍后冷却一点后再放入火焰中加热至500℃,如此反复3~4次,然后冷却至

常温,测其磁通量为3.96mWb,然后采用强磁体充磁后测其磁通量为5.59mWb,多次反复

后依然充磁只能到这个水平,远远偏离最初(未进行高温消磁前)能达到的磁通。

为此,我上网查阅了一些专业资料,了解了一些网友的看法,并询问了一些生产厂家。

得到的信息如下:

(1)网友看法:一是高温退磁但未超过居里温度时,是可以充上磁的;不过一旦超过居里

温度,磁铁内部的晶体结构就会发生破坏,也就充不上磁了;

(2)厂家一:

强磁体可以给铝镍钴磁铁消磁但不能充磁,所谓的“充磁”不过是强磁体过渡了一部分磁性

给已经消磁的磁铁;

无论在什么样的高温下消磁,用充磁机都可以使其重新充磁,不受居里温度的限制,而且给

强磁体充磁的充磁机与给铝镍钴充磁的充磁机也不是通用的;

充磁机主要是用电充(这个没太明白,应该是指的靠电流来改变磁铁内部的晶体结构);

(3)厂家二:

试验中磁铁不能再用强磁体充磁的原因在于其内部的结构发生改变,主要是由于高温下的空

气中磁铁表面被氧化,并且氧化是由表及里的(

因为氧化后的磁钢表面有肉眼看不到的细孔,氧气

由细孔慢慢渗入氧化,也可能通过各晶粒之间的晶界渗入

),从而使其内部的晶体构造发生了根本改

变,能充磁量的多少取决于磁钢被氧化的程度,这些被氧化的磁钢,即便用充磁机,一样不

能使其恢复磁性;充磁机的作用仅在于能使得磁铁进行饱和充磁,而充磁量的多少则取决于

磁体本身能够容纳的磁性多少;

而他们高温退磁实际上是在真空中或在有氮气保护的环境下进行的,从而保证磁体本身不被

氧化,故而能够充满磁性;

综上及其他信息,基本可以判定,在空气中高温退磁后我们之所以不能再用强磁体充磁至原

样,主要原因应该在于在高温下的空气中部分磁体材料本身被氧化,从而失去了被磁化的能

力。

另外,减小磁体老化(磁性损失)的措施:

一是在磁体制造过程中加入一些添加剂。比方说在钡锶铁氧体体中添加高岭土,在1:5型钐

钴中添加铁锡合金,在2:17型钐钴中添加铜,在钕铁硼中添加铌镓等,这样在烧结时既促

进收缩,使密度提高,又在晶界上抑制晶粒长大,使H

k

保持高温不降;

二是对永磁体进行温度预处理。比方说,在永磁体经充磁后,单件吸在铁盘上,烘箱中保温

2~4h,该温度=使用温度+10~20℃,这样它的表磁与磁通量就会比较稳定一些。

三是保证磁体内部的均匀一致性,包括成分,晶粒大小以及晶粒表面的缺陷;

在表面涂层保护方面,有厂家提到的电镀环氧,其实就是电泳一层环氧树脂,是一种上等涂

层,比电镀镍铬等更好一些,对于高温下的钐钴,有人说可以用陶瓷涂层,具体价格不详。

2024年6月2日发(作者:廖迎)

钐钴与铝镍钴性能比较

密度D

(g/cm)

7.0~7.3

8.1~8.3

8.3~8.5

3

剩磁Br

(T)

0.8~1.4

0.85~1.05

1~1.14

可逆磁导

率μ

r

1.3~5.2

1.02~1.1

1.05~1.1

居里温

度Tc

(℃)

最高工

作温度

(℃)

剩磁温度矫顽力Hcb

系数α(kA/m或

-1

(%*℃)

Oe)

38~155

637~796

717~844

内禀矫顽力

Hci

(kA/m或

Oe)

40~159

1194~2388

1194~2388

最大磁能

积(BH)

max

(kJ/m³)

8~88

127~207

175~255

铝镍钴

钐钴1:5型

钐钴2:17

800~860 450~650 -0.02~-0.03

750

800~850

250

350

-0.04~-0.05

-0.03

备注:

可逆磁导率即在动态电磁回路中B-H退磁曲线的斜率;

1T=1Wb/㎡=10000G

1Oe=10³/4πA/m≈80A/m,

1MGOe=(100/4π)kJ/m³≈7.96kJ/m³

共同点:

二者都属于耐高温永久磁铁,其中铝镍钴磁铁工作温度最高可达550℃,钐钴1:5型最高工

作温度在250℃,钐钴2:17最高工作温度为350℃;

二者均不需进行表面处理(特殊环境下使用除外);

优缺点:

(1)铝镍钴磁铁价格较便宜,化学稳定性和温度稳定性最好,但其磁性较弱,矫顽力较低,

不耐振动和冲击(振动和冲击会使其磁通量降低2%左右),在强磁场下容易退磁,故很多

人建议先装配后充磁;

而钐钴因为含有较多的稀土元素,估计价格相对昂贵,一般为同规格铝镍钴的4~5倍(也有

人说可达10倍),但其磁性较强,仅次于钕铁硼,有较高的矫顽力,也不易退磁;

钐钴能承受10g的振动和100g的冲击而不退磁,与铁器接触或摩擦不会使其退磁,但不能

承受酸碱和盐雾的腐蚀;而铝镍钴与铁器接触和摩擦则会使其退磁;

(2)铝镍钴为立方晶体,三个立方轴均为易磁化方向,故其磁极较多;

而钐钴无论是1:5型(六角晶体)还是2:17型(菱角晶体),均只有一个易磁化方向,单一

磁极;

在易磁化方向磁化到饱和所需能量小,而在难磁化方向磁化到饱和所需能量大,这两个能量

之差称之为磁晶各向异性能,单位体积的磁晶各向异性能称为磁晶各向异常数,以字母K

表示。单一磁极的K值都很大,而K值大的永磁材料,其内禀矫顽力主要由磁晶各向异性

决定;

除了磁晶各向异性之外,还有形状各向异性,铝镍钴的K值较小,故需要靠形状各向异性

来提高其内禀矫顽力。一般而言,长轴方向磁化较容易,短轴方向较难,因而增加铝镍钴磁

铁的长径比,有助于提高其内禀矫顽力。

(3)另外,相对而言,钐钴材料易碎,冲击随不能使其退磁,但能使其破碎,故使用过程

中需要特别注意;而铝镍钴磁铁这方面的性能则相对较好。

需要注意的是,虽然振动冲击不能使钐钴磁铁退磁,但因此而产生的内部微裂纹则可能引起

其磁性减弱;

至于其他的优缺点,还有待进一步探究。

昨天做了铝镍钴高温退磁的一个试验,过程如下:

事先准备好一块磁铁,对其用强磁体进行消磁充磁后,待其稳定后测量其磁通量为

11.20mWb,然后将其置于煤气灶的火焰中燃烧,并采用红外测温仪实施温度控制,到500℃

左右时就拿开,稍后冷却一点后再放入火焰中加热至500℃,如此反复3~4次,然后冷却至

常温,测其磁通量为3.96mWb,然后采用强磁体充磁后测其磁通量为5.59mWb,多次反复

后依然充磁只能到这个水平,远远偏离最初(未进行高温消磁前)能达到的磁通。

为此,我上网查阅了一些专业资料,了解了一些网友的看法,并询问了一些生产厂家。

得到的信息如下:

(1)网友看法:一是高温退磁但未超过居里温度时,是可以充上磁的;不过一旦超过居里

温度,磁铁内部的晶体结构就会发生破坏,也就充不上磁了;

(2)厂家一:

强磁体可以给铝镍钴磁铁消磁但不能充磁,所谓的“充磁”不过是强磁体过渡了一部分磁性

给已经消磁的磁铁;

无论在什么样的高温下消磁,用充磁机都可以使其重新充磁,不受居里温度的限制,而且给

强磁体充磁的充磁机与给铝镍钴充磁的充磁机也不是通用的;

充磁机主要是用电充(这个没太明白,应该是指的靠电流来改变磁铁内部的晶体结构);

(3)厂家二:

试验中磁铁不能再用强磁体充磁的原因在于其内部的结构发生改变,主要是由于高温下的空

气中磁铁表面被氧化,并且氧化是由表及里的(

因为氧化后的磁钢表面有肉眼看不到的细孔,氧气

由细孔慢慢渗入氧化,也可能通过各晶粒之间的晶界渗入

),从而使其内部的晶体构造发生了根本改

变,能充磁量的多少取决于磁钢被氧化的程度,这些被氧化的磁钢,即便用充磁机,一样不

能使其恢复磁性;充磁机的作用仅在于能使得磁铁进行饱和充磁,而充磁量的多少则取决于

磁体本身能够容纳的磁性多少;

而他们高温退磁实际上是在真空中或在有氮气保护的环境下进行的,从而保证磁体本身不被

氧化,故而能够充满磁性;

综上及其他信息,基本可以判定,在空气中高温退磁后我们之所以不能再用强磁体充磁至原

样,主要原因应该在于在高温下的空气中部分磁体材料本身被氧化,从而失去了被磁化的能

力。

另外,减小磁体老化(磁性损失)的措施:

一是在磁体制造过程中加入一些添加剂。比方说在钡锶铁氧体体中添加高岭土,在1:5型钐

钴中添加铁锡合金,在2:17型钐钴中添加铜,在钕铁硼中添加铌镓等,这样在烧结时既促

进收缩,使密度提高,又在晶界上抑制晶粒长大,使H

k

保持高温不降;

二是对永磁体进行温度预处理。比方说,在永磁体经充磁后,单件吸在铁盘上,烘箱中保温

2~4h,该温度=使用温度+10~20℃,这样它的表磁与磁通量就会比较稳定一些。

三是保证磁体内部的均匀一致性,包括成分,晶粒大小以及晶粒表面的缺陷;

在表面涂层保护方面,有厂家提到的电镀环氧,其实就是电泳一层环氧树脂,是一种上等涂

层,比电镀镍铬等更好一些,对于高温下的钐钴,有人说可以用陶瓷涂层,具体价格不详。

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