磁铁性能指标——磁能积简述
永磁材料用作磁场源或磁力源，主要是利用它在空气隙中产生的磁场。有气隙的环状磁铁，根据磁路原理，可得到磁铁在空气隙中产生的磁场强度，分别代表磁铁和气隙的体积。决定于磁铁内部的BM和HM的乘积。BM为磁铁的磁感应强度。HM为磁铁的退磁场。
开路磁铁的退磁曲线上任何一点B和H的乘积BH代表了磁铁在该点的能量，称为磁能积。退磁曲线上各种的磁能积随B的变化。OD线与退磁曲线的交点D对应的B和H的乘积有最大值，称为最大磁能积，常用BH表示，亦简称为磁能积。如果在设计磁铁时，使磁铁在D点工作，则磁铁在气隙中将产生最大的磁场强度。磁能积越大，在气隙中产生的磁场就会越大，因此要求永磁铁的磁能积越大越好。任何钕铁硼材料的BH不能超过该估计值。由此可知，BR数值的高低，直接决定BH和HCB数值的高低。而提高BR的数值，除了改善制造工艺外，关键是提高M。所以选择MS高的物质，是制备优质永磁材料的先决条件。
在这种情况下，虽然MS对BH也有贡献，但主要由HCJ来决定，即提高磁性材料的矫顽力是提高BH的关键因素。铝镍钴、低矫顽力钐钴等永磁材料属于这种类型。究其原因，主要是这类合金的矫顽力机制是磁性粒子的形状各向异性，不能大幅度提高其内禀矫顽力。
实际永磁铁的磁能积要比理论磁能积低，原因是BR〈UOMS。可见实际永磁铁可能获得的BH除了与磁性材料的MS有关外，还与工艺因素密切相关，因为式中的其他各项参量都是工艺因素的敏感参量。
磁铁性能指标——矫顽力简述
实验数据表明，不同磁性材料的矫顽力的数值差别很大。针对不同的磁性材料曾经提出过各种各样的矫顽力理论模型。这些模型可归结为两面三刀类：一类与畴壁移动受到的阻力有关，如应力理论、掺杂理论等；另一类与磁畴转动受到的阻力有关，如一致转动、涡旋转动等模型。在解释具体磁性材料的矫顽力和改善磁性材料性能方面，这些模型都起到了一定的指导作用。这些模型存在的问题是没有全面考虑到晶体不完整性的影响。
实际磁性材料的晶体不完整性，或称为晶体缺陷，可以通过它的形状不同直接控制矫顽力；也可以通过缺陷本身的交换积分常数、磁晶各向异性常数、磁致伸缩常数和饱和磁化强度与基体不同来影响矫顽力。晶体缺陷对磁性的影响分长程和短程两种。位错、非磁性掺杂或第二相是长程的，它们影响磁弹性能，散磁场能的变化。晶粒边界、堆垛层错、反相畴边界、点缺陷等属于短程的，它们使交换能和磁晶各向异性能发生改变，因而能阻碍畴壁的运动。晶体缺陷的这些性质，使得缺陷所在之处容易形成反磁化核或钉扎畴壁的中心。如果把缺陷只看作核点，则缺陷的数目越多，反磁化核便愈容易形成，因而矫顽力愈低。在某些复相多畴的永磁材料中，其成分、结构都是十分不均匀的，畴壁能密度也是起伏不均的。在热退磁状态下，畴壁一般都处于畴壁能的最低处。在施加外磁场使之磁化时，要使畴壁离开畴壁能低的位置是十分困难的，也就是说畴壁被畴壁能低的位置钉扎住了。如果把缺陷单纯作为畴壁的钉扎点，则缺陷的数目越多，畴壁钉扎便愈严重，移动便愈困难，因而矫顽力就愈高。由此看来，缺陷的作用具有两重性，既可作为形核点而降低矫顽力，又可作为钉扎点而升高矫顽力。一般来说，尺寸大的缺陷对形核有利，小的缺陷对钉扎有利。
从金相的角度判断，凡是磁晶各向异性常数大的单相磁铁，其反磁化机理以形核为主，形核的地点大多在磁晶各向异性较弱或退磁场较大的区域，如单相的稀土钴1：5型和2：17型磁铁、钕铁硼磁铁、铁氧体磁铁等。凡是磁晶各向异性常数大的复相磁铁，其反磁化机理以钉为主，钉扎的地点多在畴壁能低的位置，如两相的稀土1：5型和2：17型磁铁等。当然在以形核为主的磁铁中，反磁核长大时的畴壁移动，也会遇到钉扎的问题，这时的矫顽力便由形核场和临界场同时决定。
永磁材料要求具有高的矫顽力，寻求高HC的途径有两条，其一是提高形核场HN和畴壁移动的钉扎场HP；另一条途径是制备高磁铁各向异性的单畴微粒的集合体，使其反磁化过程为MS的转动。这两条途径都要求高的磁铁磁各向异性。
磁铁性能指标——各向异性场简述
对于磁铁的单晶体，热退磁铁的磁状态下的原子磁矩均沿易磁化方向排列。当沿单晶体难磁化方向磁化时，只有磁化场足够大才能使其磁化到饱和。沿难磁化方向使铁磁铁磁化到饱和需要的磁化场称为各向异性场。它相当于沿难磁化轴磁化与没易磁化轴磁化的磁化曲线的交点对应的磁场。这种情形可以理解为在易磁化方向存在一种等效场，它力图使原子磁矩转动到与易磁化轴平行的方向上。因此，要想沿难磁化方向磁化到饱和，就需要与之相应的外磁场。
可用多种方法来测定磁铁的各向异性场，较常用的有两种方法，即磁化曲线交点法和奇点控测法。磁化曲线交点法是将多晶体样品破碎到相当于单晶体尺寸的粉末，使之与胶体状的树脂充分混合均匀，然后将样品放在磁场中使单晶体易磁化轴沿磁场方向充分取向并固化，使其C轴固定在取向轴的方向上，然后测量平C轴和垂直C轴的磁化曲线，两根磁化曲线延长线的交点所对应的磁场，即为该材料的各向异性场。奇点探测法的基本原理是在单晶的难轴磁化曲线上，取磁化强度M对磁化场H的N阶系数时，在靠近各向异性场HA附近会出现奇异点，即DNM的峰值。事实上取二阶导数的峰值就十分明显了，峰值对应的磁化场就称为该磁化材料的各向异性场。奇点控测法的突出优点是磁化曲线上的奇点与晶粒取向没有关系，不用制造晶体取向的样品，方法简便。
磁铁性能指标--剩磁简述剩磁
磁铁剩磁由MS到MR的反磁化过程所决定，与单晶体不同，多晶磁性材料需从统计的角度讨论剩磁的性质。单轴各向异性无织构的多晶体在各种磁化状态下的磁矩角分布的二维矢量模型。在磁铁中性状态，各晶粒的磁化矢量在空间的分布是均匀的，样品在任一方向的M=0。磁化到技术饱和后，各晶料的磁化矢量大体上都集中在外磁场方向。而去掉外磁场后，各晶料的磁化矢量就都转动最靠近外磁场方向的易轴方向。当反磁化场达到H=HCJ时，各晶粒的磁化矢量在空间的分布是不均匀的，在反磁场方向有一分布，在反磁场的相反方向也有一对称为分布。经过积分计算，可得单轴无织构多晶体的剩磁为MR=0。5MS。同理可以计算立方晶系无织构多晶体的剩磁铁，如体心立方铁的剩磁为MR=0。832MS，面心立方镍的剩磁为MR、0。866MS。如果是单晶体，其剩磁为MR、MSCOSO。当沿单晶体的易磁化方向磁化时，则MR=MS，这说明BR的极限值是UOMS。因此可以表明剩磁是组织敏感参量，它对晶体取向和畴结构十分敏感，即主要取决于MS和OI角。为获得高剩磁，首先应该选择高MS的磁性材料。可见提高粉末制品的取向度，提高相对密度，尽量减小非铁磁性第二相的体积分数和提高正向畴的体积分数等，是提高磁性材料的剩磁的主要途径
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Post By：2009-1-16 12:02:00
