คำอธิบายแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับวัสดุแม่เหล็ก

1. แม่เหล็ก

การทดลองแสดงให้เห็นว่าวัสดุใดๆ ก็ตามสามารถทำให้เกิดแม่เหล็กได้มากหรือน้อยในสนามแม่เหล็กภายนอก แต่ระดับของการทำให้เป็นแม่เหล็กนั้นแตกต่างกัน ตามลักษณะของวัสดุในสนามแม่เหล็กภายนอก วัสดุสามารถแบ่งออกได้เป็น 5 ประเภท ได้แก่ วัสดุพาราแมกเนติก วัสดุไดแมกเนติก วัสดุเฟอร์โรแมกเนติก วัสดุเฟอร์ริแมกเนติก และวัสดุต้านเฟอร์โรแมกเนติก เราเรียกวัสดุพาราแมกเนติกและไดอะแมกเนติกว่าวัสดุแม่เหล็กอ่อน และวัสดุเฟอร์โรแมกเนติกและเฟอร์ริแมกเนติก วัสดุแม่เหล็กแรง

2. วัสดุแม่เหล็ก

วัสดุแม่เหล็กอ่อน: สามารถบรรลุความเข้มของการดึงดูดสูงสุดด้วยสนามแม่เหล็กภายนอกที่เล็กที่สุด และเป็นวัสดุแม่เหล็กที่มีการบีบบังคับต่ำและการซึมผ่านของแม่เหล็กสูง วัสดุแม่เหล็กอ่อนสามารถดึงดูดแม่เหล็กได้ง่ายและล้างอำนาจแม่เหล็กได้ง่าย ตัวอย่างเช่น เฟอร์ไรต์อ่อนและโลหะผสมนาโนคริสตัลไลน์อสัณฐาน
วัสดุแม่เหล็กแข็ง: เรียกอีกอย่างว่าวัสดุแม่เหล็กถาวร หมายถึงวัสดุที่ดึงดูดแม่เหล็กได้ยากและยากต่อการล้างอำนาจแม่เหล็กเมื่อถูกทำให้เป็นแม่เหล็ก คุณสมบัติหลักคือมีค่าบังคับสูง รวมถึงวัสดุแม่เหล็กถาวรของธาตุหายาก วัสดุแม่เหล็กถาวรที่เป็นโลหะ และเฟอร์ไรต์แม่เหล็กถาวร
วัสดุแม่เหล็กที่ใช้งานได้: วัสดุแม่เหล็กส่วนใหญ่, วัสดุบันทึกแม่เหล็ก, วัสดุต้านทานแม่เหล็ก, วัสดุฟองแม่เหล็ก, วัสดุแม่เหล็กแสง, วัสดุฟิล์มแม่เหล็ก ฯลฯ

3. วัสดุแม่เหล็กถาวร NdFeB

วัสดุแม่เหล็กถาวร NdFeB เผาใช้กระบวนการโลหะผสมผง โลหะผสมหลังจากการถลุงจะถูกทำให้เป็นผงและกดลงในตัวอ่อนที่ถูกกดในสนามแม่เหล็ก ตัวอ่อนที่ถูกอัดจะถูกเผาในก๊าซเฉื่อยหรือสุญญากาศเพื่อให้ได้ความหนาแน่น
เพื่อปรับปรุงแรงบีบบังคับของแม่เหล็ก มักจะต้องมีการอบชุบด้วยความร้อนตามอายุ และจากนั้นจะได้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปหลังการประมวลผลและการรักษาพื้นผิว
Bonded NdFeB เป็นส่วนผสมของผงแม่เหล็กถาวรและยางที่มีคุณสมบัติการพันกันที่ดี หรือพลาสติกแข็งและเบา ยาง และวัสดุยึดเหนี่ยวอื่นๆ ซึ่งขึ้นรูปโดยตรงเป็นชิ้นส่วนแม่เหล็กถาวรที่มีรูปร่างต่างๆ ตามความต้องการของผู้ใช้
NdFeB แบบกดร้อนสามารถให้คุณสมบัติทางแม่เหล็กคล้ายกับ NdFeB เผาโดยไม่ต้องเพิ่มธาตุหายากหนัก มีข้อดีคือมีความหนาแน่นสูง การวางแนวสูง ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี แรงบีบบังคับสูง และการขึ้นรูปใกล้จะถึงขั้นสุดท้าย แต่คุณสมบัติทางกลไม่ดีและต้นทุนการประมวลผลสูงเนื่องจากการผูกขาดสิทธิบัตร

4. ส่วนที่เหลือ (Br)

หมายถึงความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กของแม่เหล็ก NdFeB เผาผนึกหลังจากที่แม่เหล็กถูกทำให้เป็นแม่เหล็กจนถึงความอิ่มตัวทางเทคนิคในสภาพแวดล้อมวงจรปิดและสนามแม่เหล็กภายนอกถูกลบออก ในแง่ของคนธรรมดา สามารถเข้าใจได้ชั่วคราวว่าเป็นแรงแม่เหล็กของแม่เหล็กหลังจากการดึงดูด มีหน่วยเป็น Tesla (T) และ Gauss (Gs), 1GS=0.0001T

5. การบีบบังคับ (เอชซีบี)

เมื่อแม่เหล็กถูกทำให้เป็นแม่เหล็กแบบย้อนกลับ ค่าของความแรงของสนามแม่เหล็กย้อนกลับที่จำเป็นในการทำให้ความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กเป็นศูนย์เรียกว่าแรงบีบบังคับแม่เหล็ก อย่างไรก็ตาม ความเข้มของการดึงดูดของแม่เหล็กไม่ได้เป็นศูนย์ในขณะนี้ แต่สนามแม่เหล็กย้อนกลับที่ใช้และความเข้มของการดึงดูดของแม่เหล็กจะหักล้างกัน ในเวลานี้ ถ้าสนามแม่เหล็กภายนอกถูกเอาออกไป แม่เหล็กก็ยังมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กอยู่บ้าง 1A/m=(4T/1000)0e,1 0e =(1000/4T)A/m

6. แรงบีบบังคับจากภายใน(HCJ)

ความแรงของสนามแม่เหล็กย้อนกลับที่จำเป็นในการลดความเข้มของการดึงดูดของแม่เหล็กให้เป็นศูนย์เรียกว่าแรงบีบบังคับภายใน การจำแนกเกรดวัสดุแม่เหล็กจะขึ้นอยู่กับขนาดของแรงบีบบังคับภายใน แรงบีบบังคับต่ำ N, แรงบีบบังคับปานกลาง M, แรงบีบบังคับสูง H, แรงบีบบังคับสูงพิเศษ UH, แรงบีบบังคับสูงมาก EH และแรงบีบบังคับสูงสุด TH

7. ผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็กสูงสุด (BH) สูงสุด

แสดงถึงความหนาแน่นของพลังงานแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยช่องว่างระหว่างขั้วแม่เหล็กทั้งสองของแม่เหล็ก นั่นคือพลังงานแม่เหล็กคงที่ต่อหน่วยปริมาตรของช่องว่างอากาศซึ่งเป็นค่าสูงสุดของผลคูณของ B และ H ขนาดของมันบ่งชี้โดยตรง ประสิทธิภาพของแม่เหล็ก ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน นั่นคือ ขนาดเดียวกัน จำนวนขั้วเท่ากัน และแรงดันแม่เหล็กเท่ากัน แรงแม่เหล็กพื้นผิวที่ได้จากชิ้นส่วนแม่เหล็กที่มีผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็กสูงก็สูงเช่นกัน แต่ที่ค่าสูงสุด (BH) เท่ากัน ระดับ B. และ Hcj มีผลต่อการดึงดูดดังต่อไปนี้:
Br สูง Hcj ต่ำ: ภายใต้แรงดันแม่เหล็กเดียวกัน สามารถรับแรงแม่เหล็กพื้นผิวที่สูงกว่าได้
Br ต่ำ Hcj สูง: เพื่อให้ได้สนามแม่เหล็กที่พื้นผิวเท่ากัน จำเป็นต้องใช้แรงดันสนามแม่เหล็กที่สูงขึ้น

8. ระบบ SL และระบบ CGS

นั่นคือระบบหน่วยสากลและระบบหน่วยเกาส์เซียน เช่นเดียวกับความแตกต่างระหว่าง "เมตร" และ "ไมล์" ในหน่วยความยาว มีความสัมพันธ์การแปลงที่ซับซ้อนระหว่างระบบหน่วยสากลและระบบหน่วยเกาส์เซียน

9. อุณหภูมิกูรี

คืออุณหภูมิที่วัสดุแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงระหว่างเฟอร์ริกแม่เหล็กและพาราแมกเนติก เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิกูรี วัสดุจะกลายเป็นเฟอร์โรแมกเนติก และสนามแม่เหล็กที่เกี่ยวข้องกับวัสดุจะเปลี่ยนแปลงได้ยาก เมื่ออุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิกูรี วัสดุจะกลายเป็นพาราแมกเนติก และสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างง่ายดายตามการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กโดยรอบ
อุณหภูมิกูรีแสดงถึงขีดจำกัดอุณหภูมิการทำงานตามทฤษฎีของวัสดุแม่เหล็ก อุณหภูมิกูรีของ NdFeB อยู่ที่ประมาณ 320-380 องศาเซลเซียส ความสูงของจุดกูรีสัมพันธ์กับโครงสร้างผลึกที่เกิดจากการเผาผนึกของแม่เหล็ก
หากอุณหภูมิสูงถึงอุณหภูมิกูรี โมเลกุลบางตัวในแม่เหล็กจะเคลื่อนที่อย่างรุนแรงและเกิดการล้างอำนาจแม่เหล็ก และไม่สามารถย้อนกลับได้ แม่เหล็กสามารถถูกทำให้เป็นแม่เหล็กได้อีกครั้งหลังจากการล้างอำนาจแม่เหล็ก แต่แรงแม่เหล็กจะลดลงอย่างมากและสามารถเข้าถึงได้เพียงประมาณ 50% ของต้นฉบับเท่านั้น

10. อุณหภูมิในการทำงาน

อุณหภูมิการทำงานสูงสุดของ NdFeB เผาผนึกนั้นต่ำกว่าอุณหภูมิกูรีมาก เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นภายในช่วงอุณหภูมิในการทำงาน แรงแม่เหล็กจะลดลง แต่แรงแม่เหล็กส่วนใหญ่จะฟื้นตัวหลังจากการทำความเย็น
ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิในการทำงานและอุณหภูมิ Curie: ยิ่งอุณหภูมิ Curie สูง อุณหภูมิในการทำงานของวัสดุแม่เหล็กก็จะยิ่งสูงขึ้น และเสถียรภาพของอุณหภูมิก็จะดีขึ้น การเพิ่มองค์ประกอบ เช่น โคบอลต์ เทอร์เบียม และดิสโพรเซียม ลงในวัตถุดิบของ NdFeB เผาผนึกสามารถเพิ่มอุณหภูมิของกูรีได้ ดังนั้นผลิตภัณฑ์ที่มีแรงบีบบังคับสูง (H, SH, ...) โดยทั่วไปจึงมีดิสโพรเซียม
อุณหภูมิการทำงานสูงสุดของ NdFeB เผาผนึกขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางแม่เหล็กของมันเองและการเลือกจุดทำงาน สำหรับแม่เหล็ก NdFeB เผาตัวเดียวกัน ยิ่งวงจรแม่เหล็กทำงานปิดมาก อุณหภูมิการทำงานสูงสุดของแม่เหล็กก็จะยิ่งสูงขึ้น และประสิทธิภาพของแม่เหล็กก็จะยิ่งมีเสถียรภาพมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นอุณหภูมิการทำงานสูงสุดของแม่เหล็กจึงไม่ใช่ค่าคงที่ แต่จะแตกต่างกันไปตามระดับการปิดของวงจรแม่เหล็ก

11. การวางแนวสนามแม่เหล็ก

วัสดุแม่เหล็กแบ่งออกเป็นสองประเภท: แม่เหล็กไอโซโทรปิกและแม่เหล็กแอนไอโซโทรปิก แม่เหล็กไอโซโทรปิกมีคุณสมบัติแม่เหล็กเหมือนกันในทุกทิศทางและสามารถดึงดูดเข้าหากันได้ตามต้องการ แม่เหล็กแอนไอโซทรอปิกมีคุณสมบัติแม่เหล็กต่างกันไปในทิศทางที่ต่างกัน ทิศทางที่สามารถได้รับคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่ดีที่สุดเรียกว่าทิศทางการวางแนวของแม่เหล็ก

แม่เหล็ก NdFeB เผาผนึกสี่เหลี่ยมมีความเข้มของสนามแม่เหล็กที่ใหญ่ที่สุดในทิศทางการวางแนวเท่านั้น และความเข้มของสนามแม่เหล็กในอีกสองทิศทางนั้นน้อยกว่ามาก หากมีกระบวนการปฐมนิเทศในกระบวนการผลิตวัสดุแม่เหล็ก ก็จะเป็นแม่เหล็กแบบแอนไอโซทรอปิก โดยทั่วไป NdFeB เผาผนึกมักก่อตัวและกดทับโดยการวางแนวของสนามแม่เหล็ก ดังนั้นจึงเป็นแบบแอนไอโซโทรปิก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องกำหนดทิศทางการวางแนวก่อนการผลิต นั่นคือ ทิศทางการทำให้เป็นแม่เหล็กในอนาคต การวางแนวสนามแม่เหล็กแบบผงเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีสำคัญสำหรับการผลิต NdFeB ที่มีประสิทธิภาพสูง , (Bonded NdFeB มีทั้งไอโซโทรปิกและแอนไอโซโทรปิก)

12. แม่เหล็กพื้นผิว

หมายถึงความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่จุดหนึ่งบนพื้นผิวของแม่เหล็ก (สนามแม่เหล็กของพื้นผิวที่ศูนย์กลางและขอบของแม่เหล็กจะแตกต่างกัน) เป็นค่าการสอนที่วัดได้จากการสัมผัสระหว่างเกาส์มิเตอร์กับพื้นผิวบางจุดของแม่เหล็ก ไม่ใช่คุณสมบัติทางแม่เหล็กโดยรวมของแม่เหล็ก

13. ฟลักซ์แม่เหล็ก

สมมติว่าในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอซึ่งมีความเข้มการเหนี่ยวนำแม่เหล็กเป็น B มีระนาบที่มีพื้นที่ S และตั้งฉากกับทิศทางของสนามแม่เหล็ก ผลคูณของความเข้มการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก B และพื้นที่ S เรียกว่าฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านระนาบนี้เรียกว่าฟลักซ์แม่เหล็ก โดยมีสัญลักษณ์ "$" และมีหน่วยเป็นเวเบอร์ (Wb) ฟลักซ์แม่เหล็กเป็นปริมาณทางกายภาพที่แสดงถึงการกระจายตัวของสนามแม่เหล็ก มันเป็นสเกลาร์ แต่มีค่าบวกและลบ ซึ่งแสดงถึงทิศทางของมันเท่านั้น 中{{0}}B·S. เมื่อมีมุมระหว่างระนาบแนวตั้งของ S และ B, 中=B:S:cos0

14. การชุบด้วยไฟฟ้า

วัสดุแม่เหล็กถาวร Sintered NdFeB ผลิตโดยกระบวนการโลหะวิทยาแบบผง เป็นวัสดุผงที่มีฤทธิ์ทางเคมีรุนแรงมาก มีรูขุมขนและช่องว่างเล็ก ๆ อยู่ข้างใน มันถูกกัดกร่อนและออกซิไดซ์ได้ง่ายในอากาศ ดังนั้นจึงต้องทำการรักษาพื้นผิวอย่างเข้มงวดก่อนใช้งาน การชุบด้วยไฟฟ้าเป็นวิธีการรักษาพื้นผิวโลหะที่เป็นผู้ใหญ่และมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย
สารเคลือบที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับแม่เหล็กแรงสูง NdFeB คือการชุบสังกะสีและการชุบนิกเกิล พวกเขามีความแตกต่างที่ชัดเจนในด้านรูปลักษณ์ ความต้านทานการกัดกร่อน อายุการใช้งาน ราคา ฯลฯ:
ความแตกต่างในการขัดเงา: การชุบนิกเกิลนั้นเหนือกว่าการชุบสังกะสีในการขัดเงา และดูสว่างกว่า ผู้ที่มีความต้องการรูปลักษณ์ของผลิตภัณฑ์สูงมักเลือกการชุบนิกเกิล ในขณะที่แม่เหล็กบางชนิดไม่ได้ถูกสัมผัส และผู้ที่มีความต้องการลักษณะผลิตภัณฑ์ค่อนข้างต่ำมักเลือกการชุบสังกะสี
ความแตกต่างของความต้านทานการกัดกร่อน: สังกะสีเป็นโลหะแอคทีฟที่สามารถทำปฏิกิริยากับกรดได้ ดังนั้นความต้านทานการกัดกร่อนจึงไม่ดี หลังจากการชุบผิวด้วยนิกเกิล ความต้านทานการกัดกร่อนจะสูงขึ้น และความแตกต่างในอายุการใช้งาน: เนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนที่แตกต่างกัน อายุการใช้งานของการชุบสังกะสีจึงต่ำกว่าการชุบนิกเกิล ซึ่งส่วนใหญ่ปรากฏว่าการเคลือบผิวเป็นเรื่องง่าย หลุดออกหลังจากใช้งานเป็นเวลานานทำให้แม่เหล็กออกซิไดซ์จึงส่งผลต่อประสิทธิภาพของแม่เหล็ก
ความแข็งต่างกัน: การชุบนิกเกิลสูงกว่าการชุบสังกะสี ในระหว่างการใช้งาน สามารถหลีกเลี่ยงการชนและสถานการณ์อื่นๆ ได้อย่างมาก ทำให้แม่เหล็กแรง NdFeB หลุดและแตกหัก ความแตกต่างของราคา: ในเรื่องนี้การชุบสังกะสีมีข้อได้เปรียบอย่างมาก และราคาจะเรียงจากต่ำไปสูง เช่น การชุบสังกะสี การชุบนิกเกิล อีพอกซีเรซิน ฯลฯ

15. แม่เหล็กด้านเดียว

ดังนั้นจึงจำเป็นต้องห่อแม่เหล็กด้านหนึ่งด้วยแผ่นเหล็ก เพื่อที่จะป้องกันแม่เหล็กของด้านที่ห่อด้วยแผ่นเหล็ก แม่เหล็กดังกล่าวมีสองขั้ว แต่ต้องใช้แม่เหล็กที่มีขั้วด้านเดียวในบางตำแหน่งการทำงาน เรียกรวมกันว่าแม่เหล็กหน้าเดียวหรือแม่เหล็กหน้าเดียว ไม่มีแม่เหล็กด้านเดียวที่แท้จริง