Dexter磁体材料,永磁体,铁氧体,陶瓷磁体

微波环行器和隔离器主要用于雷达和通信系统。这些设备通常由地面、微波铁氧体永磁体组成。这些器件在微波能量的交换和路由中起着至关重要的作用。

隔离器类似于直流电路中的二极管。循环器增加第三端口,主要用于将发射机和接收机与单个端口隔离。

在Dexter公司,我们还提供了校准循环器磁铁和/或在高温环境下预先稳定它们的能力。

材料

钐钴磁体材料由于具有较高的温度稳定性和较高的场强而被广泛应用于循环器中。其他经常使用的材料包括钕铁硼, 阿尔尼科和陶瓷(硬铁氧体).

如何为我的设备选择最好的磁铁材料?你必须确定铁氧体磁化所需的最小磁场。

在为恶劣环境设计设备时,我应该考虑哪些因素?钐钴或Alnico通常是恶劣环境下的首选材料。虽然它们的强度不如钕铁硼,但它们具有优良的耐腐蚀性能。

我需要电镀还是镀膜来保护磁铁?对于SamariumCobalt或Alnico,一般不会。对于钕铁硼来说,绝对是的。

ALNICO磁体

阿尔尼科是在20世纪30年代早期发展起来的,二战期间它被用于军事电子应用。战后,它迅速扩展到民用版本的这些应用中,并在许多应用中取代了磁铁钢。由于AlNiO的低温系数(0.02%/°C),具有较高的抗退磁性能和稳定性,在合理的成本条件下,使AlNiO成为磁体材料的首选。

高工作温度限制(550°C/1020°F)使Alnico特别适合于敏感的汽车和飞机传感器的应用。Alnico有多种牌号,从Alnico 1到Alnico 12,最受欢迎的是2、5和8级。与新材料相比,Alnico的矫顽力很低。

 

如果Alnico是合适的,如果它可以在组装到磁路后被磁化,那么磁铁的尺寸就可以被最小化。如果使用独立于其他电路元件,如在安全应用中,有效长径比(与渗透系数有关)必须足够大,使磁铁在其第二象限退磁曲线中在膝盖以上工作。对于关键的应用,Alnico磁体可以校准到一个既定的参考磁通密度值。低矫顽力的副产物是由外部磁场、冲击和应用温度引起的退磁效应的敏感性。对于关键的应用,Alnico磁铁可以稳定温度,以减少这些影响。

Alnico磁体是由铝、镍、钴与铁合金化而成。一些等级还含有铜和/或钛。合金化过程是铸造或烧结。优化磁学性能所需的工艺和热处理可产生硬(Rc 45)和脆性零件,这些零件最好是通过磨料研磨成形或加工。铸件一般在70磅以下,可以按原样使用,但极地表面通常是平的和平行的。烧结仅限于尺寸小于1立方英寸的大体积零件,有效压长直径比在4以下。

为了使应用程序所需磁体材料的体积最小化,必须考虑整个磁路。优化电路设计的结果是电路渗透系数,使磁体在其退磁曲线的膝盖上方运行,其裕度足够大,足以抵消预期的操作退磁效果。优化后的钢构件产生的有效磁长大于磁体本身,但只有当磁体在组装到电路后才能磁化,这才是有效的。另一种方法是设计磁铁形状,以产生一条负载线,该线与膝盖上方的BH曲线相交,因此在从磁化夹具上去除时,由于自消磁因子的影响,会造成最小的磁通损失。在任何一种情况下,Alnico 5磁体都必须施加3.0Koe的磁化力,Alnico 8的磁化力为7.0Koe。在磁路中磁化时,磁化脉冲必须足够宽,使钢中的涡流在低于这些值之前衰减。

参数:

典型物理性能-浇铸
居里温度
760-860°C
热膨胀系数
+11.0-+13.0×10-6°C-1
电阻率
45-75Ω·cm
密度
6.9-7.3克·厘米-3
洛氏C硬度
45 – 55 H钢筋混凝土
抗拉强度
0.02-0.15KN·mm-2
断裂横模
0.05-0.30KN·mm-2
典型物理特性-烧结
居里温度
810-860°C
热膨胀系数
+11.0-+12.4×10-6°C-1
电阻率
50-70Ω·cm
密度
6.8-7.0g·cm-3
洛氏C硬度
45 H钢筋混凝土
抗拉强度
0.35-0.45KN·mm-2
断裂横模
0.35-0.76KN·mm-2

陶瓷(硬铁氧体)磁体

铁氧体磁体,有时被称为陶瓷,因为他们的生产过程,是最便宜的类别永磁体材料。这种材料在20世纪50年代中期开始商业化,并在无数的应用中找到了途径,包括用于电机、磁性卡盘和磁性工具的弧形磁铁。

原材料–氧化铁–这些磁铁与锶或钡混合,磨成细粉状。然后将粉末与陶瓷粘结剂混合,然后通过压缩或挤压成型技术生产磁体,然后进行烧结。制造过程的本质导致产品经常含有裂纹、孔隙率、晶片等缺陷。幸运的是,这些缺陷很少干扰磁铁的性能。

 

为了提高陶瓷铁氧体磁体的性能,在压制过程中,铁氧体化合物可能会受到磁场的偏置。这种偏置在磁体内部产生了一个优选的磁化方向,大大降低了它在任何其他方向上的性能。因此,陶瓷铁氧体磁体可分为取向(各向异性)和非取向(各向同性).由于其较低的磁性能,在需要复杂磁化模式的情况下,通常采用各向同性级的铁氧体陶瓷1,而在此过程中,偏置会使成本过高。

陶瓷磁体本质上是易碎的,强烈建议在任何应用中都不要将它们作为结构元素使用。它们的热稳定性是所有磁性家族中最差的,但它们可在300°C(570°F)以下的环境中使用。AS压制部件的尺寸重复性很难控制,因此,需要严格公差的部件需要进行二次磨削操作,以确保合格。

典型物理性质
居里温度
450-460°C
热膨胀系数
+7.0-+15.0×10-6°C-1
电阻率
10Ω·cm
密度
4.5-5.1克·厘米-3
维克尔硬度
480-580 HV
杨氏模
170 KN·mm-2
抗弯强度
0.05-0.09KN·mm-2
抗压强度
1.3 KN·mm-2
抗拉强度
0.02-0.05KN·mm-2

钕铁硼磁体

Dexter只在所有应用中使用许可的钕和许可的磁铁材料。

烧结钕-铁-硼(Nd-Fe-B)磁体是获得许可的稀土磁体,是当今最强大的商业化永磁体,最大能量产品从26 MGOe到52 MGOe。钕铁硼是20世纪80年代发展起来的第三代永磁材料。它有一个非常高的剩磁和矫顽力的结合,具有广泛的等级,大小和形状。Nd-Fe-B以其优异的磁特性,为新的设计提供了灵活性,或作为陶瓷、Alnico和Sm-Co等传统磁体材料的替代品,以实现更高的效率和更紧凑的器件。

采用粉末冶金工艺制备烧结钕磁体。虽然烧结钕比钐钴磁体具有更强的机械强度和较低的脆性,但不应用作结构部件。Nd-Fe-B由于其不可逆损耗和Br、HCI的中高可逆温度系数而受到温度的限制。高矫顽力等级的最高使用温度为200℃。Nd-Fe-B磁体比其他磁性合金更容易氧化.如果要将Nd-Fe-B磁体暴露在潮湿的化学侵蚀介质中,如酸、碱性溶液盐类和有害气体,则建议涂覆。在氢气气氛中不推荐使用。

典型物理性质
居里温度
320-380℃
*热膨胀系数-与磁化方向垂直
-1.0-3.0 x 10-6°C-1
*热膨胀系数-与磁化方向平行
+5.0-+8.0 x 10-6°C-1
电阻率
120~160Ω·cm
密度
7.4-7.8克·厘米-3
维克尔硬度
550-650 HV
杨氏模
150-170 KN·mm-2
抗弯强度
0.18-0.29KN·mm-2
抗压强度
0.8-1.0 KN·mm-2

永磁体磁化模式

各向同性磁体,如粘结Nd-Fe-B,是无取向的,没有择优方向,因此可以在任意方向磁化。几乎所有的其他材料都是各向异性的,并且具有较好的磁化方向。当它们向晶粒方向磁化时,它们将表现出最佳的磁性能。与各向同性磁体相比,按其取向磁化的各向异性磁体可以获得更高的磁通密度。

可以通过以下方向创建项目的磁化模式:


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