磁性材料-第9章-硬磁材料-文庫(kù)吧資料
2024-08-22 15:33本頁(yè)面
【正文】 是，如果加入少量的硫 (～ ％ )或 硫和碳 (～ ％ )．則可制得較為滿(mǎn)意的柱狀晶。 a、成分的影響 ① 對(duì)磁性有害的元素： C、 P、 S、 Mn等； ② FeNiAl合金中，若 Ni、 Al含量增加，導(dǎo)致合金的 Br下降，最佳配方 ％ Ni、 14％ Al的合金具有最大的 (BH)max值（缺點(diǎn)：制備這種合金的臨界冷卻速率較高～ 15?C/s）； ③ FeNiAl合金的最佳 Al含量可選擇 12～ 14％，在此基礎(chǔ)上，增大含鎳量，可提高 Hc和 (BH)max值（調(diào)節(jié) Al/Ni配比可改變合金磁性能）； ④添加 2～ 4％的 Cu對(duì) FeNiAl和 AlNiCo合金都有利（提高 HC、保證重復(fù)性）； ⑤ 在 FeNiAl合金中添加 Co可提高飽和磁化強(qiáng)度和距離溫度，還可降低臨界冷卻速率； ⑥ AlNiCo合金中， Ti的添加量 (1~8%)隨合金含鈷量的增大而增大，（與 Co共同作用，使合金中 ?相微細(xì)顆粒尺寸比發(fā)生變化； ∴ AlNiCo合金的矯頑力主要來(lái)自均勻彌散分布在弱磁性基體相（ ??相）中的 ?相顆粒的形狀各向異性） ⑦ 在 AlNiCo合金中， Nb的添加（ ～ 2％）對(duì)矯頑力的影響和Ti相同，且不會(huì)明顯地導(dǎo)致 Br下降，還可以改善合金的加工性能； ⑧ Si、 Zr等加入有利于降低臨界冷卻速率； ⑨ Ce、 La、 Sm、 Se等加入有利于改善研溶性。 ?通常情況下， ?當(dāng) B＝ 0時(shí)， H＝ BHC＝－ M ≤ Mr，即?0 西南科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 第 5章 永磁材料 第二節(jié) 永磁材料發(fā)展歷程 第三節(jié) 金屬基永磁材料 第四節(jié) 鐵氧體基永磁材料 第一節(jié) 永磁材料重要指標(biāo) 第五節(jié) 稀土基永磁材料 第一節(jié) 永磁材料的重要指標(biāo) Major indexes of permanentmag materials 一、永磁材料的概述 概念 永磁材料是指被外加磁場(chǎng)磁化以后，除去外磁場(chǎng)，仍能保留較強(qiáng)磁性的一類(lèi)材料 理解 永磁體被磁化到飽和以后，如果撤去外加磁場(chǎng)，在磁鐵兩個(gè)磁極之間的空隙中便產(chǎn)生 恒定磁場(chǎng) ，從而對(duì) 外界提供有用的磁能 ，簡(jiǎn)而言之： 永磁體為一個(gè)能儲(chǔ)能的“器件” 儲(chǔ)存的靜磁能 U： 1U B H d V2 ??永 磁 體＝ 此外，永磁體本身將受到一退磁場(chǎng)作用，其方向和原來(lái)外加磁化場(chǎng)的方向相反，因此永磁體的工作點(diǎn)將從 剩磁點(diǎn) Br移到磁滯回線的第二象限，即退磁曲線上的某一點(diǎn)（如圖 D點(diǎn)） ? 衡量永磁材料性能的好壞，應(yīng)為 退磁曲線上的有關(guān)物理量 ，如剩磁Br、矯頑力 HC、最大磁能積 (BH)max及這些參量的穩(wěn)定性決定 二、剩磁 Br和表觀剩磁 Bd 剩磁 Br 表觀剩磁 Bd： 由于永磁體處于開(kāi)路應(yīng)用狀態(tài)，因此永磁體的實(shí)際工作點(diǎn)在退磁場(chǎng)作用下由 Br點(diǎn)移到 D點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 ? ?0H N MB = H M???? ???=d 0 d1B = H 1N?????????d0dB 1P = 1HN???? ? ?????開(kāi)路磁導(dǎo)率 開(kāi)路磁導(dǎo)率 OP線的斜率 P值也為一個(gè)由永磁體形狀決定的量，同退磁因子 N一樣 提高永磁體的剩磁 Br的有效途徑： 提高 MS 改變永磁材料的成分 現(xiàn)狀：很難大幅度的提高 提高矩形比 Br/BS 總則：?jiǎn)屋S磁各向異性 ?定向結(jié)晶 ?塑性變形 ?磁場(chǎng)成型 ?磁場(chǎng)處理 ?定向結(jié)晶 ?設(shè)法控制鑄件的冷卻條件，可以得到不同的結(jié)晶結(jié)構(gòu)（如右圖示） ?一般來(lái)說(shuō)，快冷時(shí)沿?zé)崃飨喾吹姆较驎?huì)生長(zhǎng)出 柱狀晶 ，緩冷時(shí)形成等軸晶 ?若控制熱流向某一方向流動(dòng)，則可以獲得沿該方向相反方向凝固的柱狀晶； ?實(shí)例： AlNiCo永磁體 ?塑性變形 加工纖維組織會(huì)因?yàn)槔?、軋制、壓縮等塑性變形方式不同而呈現(xiàn)出各種各樣的類(lèi)型，因此在磁性材料加工工廠中，這也屬于重要的生產(chǎn)技術(shù)之一 ?磁場(chǎng)成型 在永磁體加工成型過(guò)程中，通過(guò)施加外磁場(chǎng)，誘導(dǎo)磁各向異性，由此可以顯著改善永磁體的矩形比特性，采用這種方法的永磁材料系統(tǒng)主要有鋇鐵氧體和鍶鐵氧體等 三、矯頑力 HC H M B BHC MHC ?磁感矯頑力 BHC：在 B－ H磁滯回線上，使B＝ 0的磁場(chǎng)強(qiáng)度 。 ?內(nèi)稟矯頑力 MHC：在 M－ H磁滯回線上，使 M＝ 0的磁場(chǎng)強(qiáng)度 。BHC ≤Br M C B CHH?兩種矯頑力的定義： 提高永磁體的矯頑力 HC的有效途徑： 原則：永磁材料的矯頑力的大小主要由各種因素（如磁各向異性、摻雜、晶界等）對(duì)反磁化過(guò)程的疇壁不可逆位移或磁疇不可逆轉(zhuǎn)動(dòng)的阻滯作用的大小來(lái)決定，阻滯作用越大，矯頑力越大 i、磁疇的不可逆轉(zhuǎn)動(dòng) ? ?Sc / / SSSKH a b c N N MMM???? ?? ? ? ?100室溫條件下，單疇顆粒計(jì)算的最大矯頑力 ii、疇壁的不可逆位移 反磁化過(guò)程由疇壁的不可逆位移所控制，則一般有兩種情況 （ 1）反磁化時(shí)材料內(nèi)部存在著磁化在反方向的磁疇； （ 2）不存在這種反向疇 對(duì)于情況（ 1）：磁性材料制備過(guò)程中不可避免要出現(xiàn)各種晶格缺陷、雜質(zhì)、晶界等，這些部分在反磁化時(shí)將構(gòu)成反磁化核，它們將進(jìn)一步長(zhǎng)大位反磁化疇，該情況下，獲得高矯頑力的關(guān)鍵在于反向磁場(chǎng)必須大于大多數(shù)疇壁出現(xiàn)不可逆位移的臨界磁場(chǎng)，而臨界磁場(chǎng)的大小則依賴(lài)于各種因素對(duì)疇壁位移的阻滯 對(duì)于情況（ 2）：如果材料制備時(shí)基本上不存在缺陷，則永磁材料在反磁化開(kāi)始時(shí)，根本就不存在反磁化核，那么千方百計(jì)地阻止反磁化核出現(xiàn)就是提高矯頑力的重要途徑， 從這個(gè)角度來(lái)看，我們希望 晶體中的缺陷越少越好 傳統(tǒng)永磁材料：對(duì)疇壁不可逆位移的阻滯因素主要有內(nèi)應(yīng)力起伏、顆
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