1. Magnetismo
Gli esperimenti dimostrano che qualsiasi materiale può essere magnetizzato in misura maggiore o minore in un campo magnetico esterno, ma il grado di magnetizzazione è diverso. In base alle caratteristiche del materiale nel campo magnetico esterno, il materiale può essere suddiviso in cinque categorie: materiale paramagnetico, materiale diamagnetico, materiale ferromagnetico, materiale ferrimagnetico e materiale antiferromagnetico. Chiamiamo materiali paramagnetici e diamagnetici materiali magnetici deboli e materiali ferromagnetici e ferrimagnetici materiali magnetici forti.
2. Materiali magnetici
Materiali magnetici morbidi: possono raggiungere la massima intensità di magnetizzazione con il più piccolo campo magnetico esterno e sono materiali magnetici con bassa coercività ed elevata permeabilità magnetica. I materiali magnetici morbidi sono facili da magnetizzare e facili da smagnetizzare. Ad esempio, ferriti morbide e leghe nanocristalline amorfe.
Materiali magnetici duri: detti anche materiali magnetici permanenti, si riferiscono a materiali difficili da magnetizzare e difficili da smagnetizzare una volta magnetizzati. La loro caratteristica principale è l'elevata coercività, compresi i materiali magnetici permanenti delle terre rare, i materiali magnetici permanenti metallici e le ferriti magnetiche permanenti.
Materiali magnetici funzionali: principalmente materiali magnetostrittivi, materiali di registrazione magnetica, materiali di magnetoresistenza, materiali a bolle magnetiche, materiali magneto-ottici, materiali a pellicola magnetica, ecc.
3. Materiali a magneti permanenti NdFeB
I materiali a magneti permanenti NdFeB sinterizzati adottano un processo di metallurgia delle polveri. La lega dopo la fusione viene trasformata in polvere e pressata in embrioni pressati in un campo magnetico. Gli embrioni pressati vengono sinterizzati in gas inerte o sotto vuoto per ottenere la densificazione
Per migliorare la forza coercitiva del magnete, di solito è necessario un trattamento termico di invecchiamento, quindi il prodotto finito viene ottenuto dopo la post-elaborazione e il trattamento superficiale.
Il NdFeB legato è una miscela di polvere di magnete permanente e gomma con buone proprietà di avvolgimento o plastica dura e leggera, gomma e altri materiali leganti, che vengono formati direttamente in parti di magneti permanenti di varie forme in base alle esigenze dell'utente.
Il NdFeB pressato a caldo può raggiungere proprietà magnetiche simili al NdFeB sinterizzato senza aggiungere elementi pesanti di terre rare. Presenta i vantaggi di alta densità, alto orientamento, buona resistenza alla corrosione, elevata forza coercitiva e formatura quasi finale, ma le proprietà meccaniche non sono buone e il costo di lavorazione è elevato a causa del monopolio dei brevetti.
4. Rimanenza (Br)
si riferisce all'intensità dell'induzione magnetica di un magnete NdFeB sinterizzato dopo che un magnete è stato magnetizzato fino alla saturazione tecnica in un ambiente a circuito chiuso e il campo magnetico esterno è stato rimosso. In parole povere può essere temporaneamente intesa come la forza magnetica del magnete dopo la magnetizzazione. Le unità sono Tesla (T) e Gauss (Gs), 1GS=0.0001T.
5. Forza coercitiva(Hcb)
Quando il magnete è magnetizzato inversamente, il valore dell'intensità del campo magnetico inverso richiesto per rendere zero l'intensità dell'induzione magnetica è chiamato forza coercitiva magnetica. Tuttavia, l'intensità di magnetizzazione del magnete in questo momento non è zero, ma il campo magnetico inverso applicato e l'intensità di magnetizzazione del magnete si annullano a vicenda. In questo momento, se il campo magnetico esterno viene rimosso, il magnete conserva ancora determinate proprietà magnetiche. 1A/m=(4T/1000)0e,1 0e =(1000/4T)A/m.
6. Forza coercitiva intrinseca(Hcj)
L’intensità del campo magnetico inverso necessaria per ridurre a zero l’intensità di magnetizzazione del magnete è chiamata forza coercitiva intrinseca. La classificazione dei tipi di materiali magnetici si basa sull'entità della loro forza coercitiva intrinseca. Forza coercitiva bassa N, forza coercitiva media M, forza coercitiva alta H, forza coercitiva ultraelevata UH, forza coercitiva estremamente elevata EH e forza coercitiva più alta TH.
7. Prodotto massimo di energia magnetica (BH)max
Rappresenta la densità di energia magnetica stabilita dallo spazio tra i due poli magnetici del magnete, cioè l'energia magnetica statica per unità di volume del traferro, che è il valore massimo del prodotto di B e H. La sua dimensione indica direttamente le prestazioni del magnete. Nelle stesse condizioni, cioè la stessa dimensione, lo stesso numero di poli e la stessa tensione di magnetizzazione, anche il magnetismo superficiale ottenuto dalle parti magnetiche con un elevato prodotto di energia magnetica è elevato, ma allo stesso valore (BH)max, il livello di B. e Hcj ha i seguenti effetti sulla magnetizzazione:
Br è alto, Hcj è basso: a parità di tensione magnetizzante si può ottenere un magnetismo superficiale più elevato;
Br è basso, Hcj è alto: per ottenere lo stesso magnetismo superficiale è necessaria una tensione magnetizzante maggiore.
8. Sistema SL e sistema CGS
Cioè il Sistema Internazionale di Unità e il Sistema di Unità Gaussiano, proprio come la differenza tra "metro" e "miglio" nell'unità di lunghezza. Esiste una certa complessa relazione di conversione tra il Sistema Internazionale di Unità e il Sistema di Unità Gaussiano.
9. Temperatura di Curie
È la temperatura alla quale il materiale magnetico cambia tra ferromagneti e paramagneti. Quando è inferiore alla temperatura di Curie, il materiale diventa un ferromagnete e il campo magnetico correlato al materiale è difficile da modificare. Quando la temperatura è superiore alla temperatura di Curie, il materiale diventa un paramagnete e il campo magnetico del magnete può facilmente cambiare con il cambiamento del campo magnetico circostante.
La temperatura di Curie rappresenta il limite teorico della temperatura operativa del materiale magnetico. La temperatura Curie di NdFeB è di circa 320-380 gradi Celsius. L'altezza del punto Curie è correlata alla struttura cristallina formata dalla sinterizzazione del magnete.
Se la temperatura raggiunge la temperatura di Curie, alcune molecole nel magnete si muovono violentemente e si verifica la smagnetizzazione, che è irreversibile; il magnete può essere nuovamente magnetizzato dopo la smagnetizzazione, ma la forza magnetica diminuirà in modo significativo e potrà raggiungere solo circa il 50% dell'originale.
10. Temperatura di lavoro
La temperatura massima di lavoro del NdFeB sinterizzato è molto inferiore alla sua temperatura di Curie. Quando la temperatura aumenta entro l'intervallo di temperatura di esercizio, la forza magnetica diminuirà, ma la maggior parte della forza magnetica verrà ripristinata dopo il raffreddamento.
La relazione tra la temperatura di lavoro e la temperatura di Curie: maggiore è la temperatura di Curie, maggiore è la temperatura di lavoro del materiale magnetico e migliore è la stabilità della temperatura. L'aggiunta di elementi come cobalto, terbio e disprosio alle materie prime del NdFeB sinterizzato può aumentare la sua temperatura di Curie, quindi i prodotti ad alta forza coercitiva (H, SH, ...) generalmente contengono disprosio.
La temperatura massima di esercizio del NdFeB sinterizzato dipende dalle sue proprietà magnetiche e dalla selezione dei punti di lavoro. Per lo stesso magnete NdFeB sinterizzato, più chiuso è il circuito magnetico di lavoro, maggiore è la temperatura massima di esercizio del magnete e più stabili sono le prestazioni del magnete. Pertanto la temperatura massima di funzionamento del magnete non è un valore fisso, ma varia con il grado di chiusura del circuito magnetico.
11. Orientamento del campo magnetico
I materiali magnetici si dividono in due categorie: magneti isotropi e magneti anisotropi. I magneti isotropi hanno le stesse proprietà magnetiche in qualsiasi direzione e possono essere attratti insieme a piacimento; i magneti anisotropi hanno proprietà magnetiche diverse in direzioni diverse. La direzione nella quale si possono ottenere le migliori proprietà magnetiche è chiamata direzione di orientamento del magnete.
Un magnete NdFeB sinterizzato quadrato ha la massima intensità di campo magnetico solo nella direzione di orientamento, mentre l'intensità del campo magnetico nelle altre due direzioni è molto più piccola. Se esiste un processo di orientamento nel processo di produzione di materiali magnetici, si tratta di magneti anisotropi. Il NdFeB sinterizzato è generalmente formato e pressato dall'orientamento del campo magnetico, quindi è anisotropo. Pertanto, prima della produzione, è necessario determinare la direzione di orientamento, ovvero la futura direzione di magnetizzazione. L'orientamento del campo magnetico delle polveri è una delle tecnologie chiave per la produzione di NdFeB ad alte prestazioni. , (NdFeB legato ha sia isotropo che anisotropo)
12. Magnetismo superficiale
Si riferisce all'intensità dell'induzione magnetica in un determinato punto sulla superficie del magnete (il magnetismo superficiale al centro e al bordo del magnete è diverso). È il valore di insegnamento misurato dal contatto tra il misuratore di Gauss e una certa superficie del magnete, non le proprietà magnetiche complessive del magnete.
13. Flusso magnetico
Supponiamo che in un campo magnetico uniforme con un'intensità di induzione magnetica pari a B, esista un piano con un'area S e perpendicolare alla direzione del campo magnetico. Il prodotto dell'intensità dell'induzione magnetica B e dell'area S è chiamato flusso magnetico che passa attraverso questo piano, denominato flusso magnetico, con il simbolo "$" e l'unità Weber (Wb). Il flusso magnetico è una quantità fisica che rappresenta la distribuzione del campo magnetico. È uno scalare, ma ha valori positivi e negativi, che rappresentano solo la sua direzione. 中{{0}}BS·S. Quando c'è un angolo tra i piani verticali di S e B, 中=B:S:cos0.
14. Galvanotecnica
Il materiale a magnete permanente NdFeB sinterizzato è prodotto mediante il processo di metallurgia delle polveri. È un materiale in polvere con attività chimica molto forte. All'interno ci sono piccoli pori e vuoti. Si corrode facilmente e si ossida nell'aria. Pertanto, prima dell'uso è necessario effettuare un trattamento superficiale rigoroso. La galvanica è un metodo maturo di trattamento della superficie metallica ed è ampiamente utilizzato.
I rivestimenti più comunemente usati per i potenti magneti NdFeB sono la zincatura e la nichelatura. Presentano evidenti differenze nell'aspetto, nella resistenza alla corrosione, nella durata, nel prezzo, ecc.:
Differenza nella lucidatura: la placcatura in nichel è superiore alla zincatura nella lucidatura e sembra più brillante. Coloro che hanno requisiti elevati per l'aspetto del prodotto generalmente scelgono la nichelatura, mentre alcuni magneti non sono esposti, mentre coloro che hanno requisiti relativamente bassi per l'aspetto del prodotto generalmente scelgono la zincatura.
Differenza nella resistenza alla corrosione: lo zinco è un metallo attivo che può reagire con l'acido, quindi la sua resistenza alla corrosione è scarsa; dopo il trattamento superficiale di nichelatura, la sua resistenza alla corrosione è maggiore e la differenza nella durata di servizio: a causa della diversa resistenza alla corrosione, la durata di servizio della zincatura è inferiore a quella della nichelatura, il che si manifesta principalmente nel fatto che il rivestimento superficiale è facile cadere dopo un lungo periodo di utilizzo, causando l'ossidazione del magnete, influenzando così le prestazioni magnetiche.
Differenza di durezza: la placcatura in nichel è superiore alla zincatura. Durante l'uso, può evitare notevolmente collisioni e altre situazioni, causando la caduta e la rottura del potente magnete NdFeB. Differenza di prezzo: a questo proposito, la zincatura è estremamente vantaggiosa e i prezzi sono organizzati dal basso all'alto come zincatura, nichelatura, resina epossidica, ecc.
15. Magnete unilaterale
Quindi è necessario avvolgere un lato del magnete con una lamina di ferro in modo che il magnetismo del lato avvolto dalla lamina di ferro venga schermato. Tali magneti hanno due poli, ma in determinate posizioni di lavoro sono necessari magneti con poli unilaterali. Sono collettivamente chiamati magneti a lato singolo o magneti a lato singolo. Non esiste un vero magnete unilaterale.