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Dauermagnet Materialien oder hartmagnetische Materialien zeichnen sich durch ein hohes anisotropes Feld, eine hohe Koerzitivkraft, einen großen Hystereseschleifenbereich und einen hohen Wert des Magnetisierungsfelds für die Sättigungsmagnetisierung aus. Diese Materialien behalten Permanentmagnete für einen sehr langen Zeitraum, selbst nachdem das externe Magnetfeld entfernt wurde.
Arten von Permanentmagnetmaterialien
1.Ferrit
Es handelt sich um eine Kategorie nichtmetallischer magnetischer Materialien, die auch als magnetische Keramik bezeichnet werden. Wenn wir ein gewöhnliches Radio öffnen, sehen wir, dass der innere Lautsprechermagnet aus Ferrit besteht.
Ferrit ist ein magnetisch relativ schwaches Material. Sein maximales magnetisches Energieprodukt liegt heutzutage nur etwas über 4MGOe. Der wichtigste Vorteil dieses Materials ist jedoch sein niedriger Preis. Daher findet es in vielen Bereichen breite Anwendung.
Ferrit ist ein keramisches Material und lässt sich daher genauso gut verarbeiten wie Keramik. Ferritmagnete werden geformt und gesintert. Wenn sie bearbeitet werden müssen, können sie nur oberflächlich geschliffen werden. Da Ferrit schwer zu bearbeiten ist, haben die meisten Ferritprodukte einfache Formen und relativ große Maßtoleranzen. Die blockförmigen Produkte sind in einem besseren Zustand und können geschliffen werden. Ringförmige Maschinen können im Allgemeinen nur zwei Ebenen schleifen. Andere Maßtoleranzen werden als Prozentsatz der Nenngröße angegeben.
Ferrit ist weit verbreitet und preiswert. Viele Hersteller bieten eine große Auswahl an Ringen, Quadraten und anderen Produkten in herkömmlichen Formen und Größen an, die für Ferrit vorgefertigt sind. Da Ferrit aus keramischem Material besteht, gibt es kein Korrosionsproblem. Das fertige Produkt muss nicht galvanisiert oder lackiert werden, um die Oberfläche zu behandeln.
2. Gummimagnet
Gummimagnete sind ebenfalls eine Art Ferritmagnet und bestehen aus gebundenem Ferrit-Magnetpulver, das mit synthetischem Gummi vermischt ist. Sie können durch Extrusionsformen, Kalandrieren und Spritzgießen verarbeitet werden. Die Gummimagnete sind flexibel, elastisch und können verdreht werden. Sie können in Streifen, Rollen, Platten, Blöcken, Ringen und vielen anderen Formen hergestellt werden.
Sein magnetisches Energieprodukt von 0.60 bis 1.50 MGOe wird in folgenden Anwendungen eingesetzt: Kühlschränke, Plakatständer, Befestigungselemente zum Befestigen von Objekten an Metallgehäusen, die als Werbeträger verwendet werden sollen, und andere Befestigungselemente. Magnetfolien können auch für Spielzeug, Lehrmittel, Schalter und Sensoren verwendet werden.
Gummimagnete werden hauptsächlich für Mikromotoren, Kühlschränke, Desinfektionsschränke, Küchenschränke, Schreibwaren, die Werbeindustrie, Tischler usw. verwendet.
3.Samarium-Kobalt
Magnetmagnete bestehen hauptsächlich aus Samarium und Kobalt. Da der Preis dieser beiden Grundmaterialien sehr hoch ist, sind SmCo-Magnete unter vielen Magnetarten auch die teuersten. Derzeit erreicht das magnetische Energieprodukt von SmCo-Magneten bis zu 30 MGOe oder sogar noch mehr.
Außerdem haben SmCo-Magnete eine sehr hohe Koerzitivfeldstärke und gute Temperaturbeständigkeit; sie können bei hohen Temperaturen von bis zu 350 Grad Celsius funktionieren und werden in vielen Anwendungen als Ersatz verwendet. Der Kobaltmagnet kann als eines der Produkte angesehen werden, die als Pulvermetallurgie bezeichnet werden. Normalerweise sintern Hersteller Samarium-Kobalt-Magnete je nach der für das Endprodukt erforderlichen Größe und Form in quadratische Rohlinge und sägen sie dann mit Diamantklingen auf die endgültige Größe. Da Samarium-Kobalt elektrisch leitfähig ist, kann es drahtgeschnitten werden.
Theoretisch könnte Samarium-Kobalt, wenn es nicht um Magnetisierung und größere Größen ginge, in Formen geschnitten werden, die sich mit Drahtschneiden schneiden lassen. Samarium-Kobalt-Magnete sind sehr korrosionsbeständig und erfordern im Allgemeinen keine Korrosionsschutzbeschichtung oder Lackierung. Darüber hinaus ist der Samarium-Kobalt-Magnet sehr zerbrechlich und es ist nicht einfach, kleine Größen oder dünnwandige Produkte zu verarbeiten.
4.Neodym-Eisen-Bor (NdFeB)
NdFeB ist ein weit verbreitetes und sich schnell entwickelndes Magnetprodukt. Aufgrund seiner hohen magnetischen Eigenschaften und der einfachen Verarbeitung ist NdFeB nicht sehr teuer und hat daher ein wachsendes Anwendungsgebiet, obwohl es vor mehr als 20 Jahren erfunden und eingesetzt wurde.
Derzeit kann die magnetische Energiefläche von kommerzialisiertem NdFeB 50 MGOe erreichen, was dem Zehnfachen von Ferrit entspricht. NdFeB gehört ebenfalls zu den pulvermetallurgischen Produkten und die Verarbeitungsmethode ähnelt der von Samariumkobalt.
Die Arbeitstemperatur von NdFeB beträgt etwa 180 Grad Celsius. Bei Anwendungen in rauen Umgebungen wird im Allgemeinen empfohlen, 140 Grad Celsius nicht zu überschreiten. NdFeB korrodiert sehr leicht, daher werden die meisten Fertigprodukte plattiert oder beschichtet.
Zu den herkömmlichen Oberflächenbehandlungen für NdFeB gehören: Vernickeln, Verzinken, Aluminiumbeschichten, Elektrophorese usw. Wenn es in einer geschlossenen Umgebung verwendet wird, kann es auch phosphatiert werden. Aufgrund der hohen magnetischen Eigenschaften von NdFeB wird es in vielen Anwendungen verwendet, um andere magnetische Materialien zu ersetzen und so die Größe des Produkts zu verringern. Heutige Mobiltelefone wären nicht kleiner als ein halber Ziegelstein, wenn bei der Herstellung ihrer Teile ein Ferritmagnet verwendet worden wäre.
Beide Magnete, der Samarium-Kobalt-Magnet und der Neodym-Eisen-Bor-Magnet, lassen sich gut bearbeiten. Daher ist die Maßtoleranz der Produkte viel besser als die von Ferrit. Im Allgemeinen kann die Größentoleranz (+/-)0.05 mm betragen.
5.Aluminium-Nickel-Kobalt (AlNiCo)
Alnico-Magnete werden in zwei Verfahren hergestellt: Gießen und Sintern. In China sind gegossene Alnico-Magnete weiter verbreitet. Alnico-Magnete haben ein magnetisches Energieprodukt von bis zu 9 MGOe. Das beste Merkmal des Motors ist seine Temperaturstabilität. Die Alnico-Magnete sind hitzebeständig und können bei Temperaturen bis zu 550 °C noch einwandfrei funktionieren. Alnico neigt jedoch dazu, in umgekehrten Magnetfeldern zu entmagnetisieren. Wenn die gleichen Pole zweier Alnico-Magnete zusammengeschoben werden, wird das Magnetfeld eines der Magnete entmagnetisiert oder umgekehrt. Daher ist er nicht für den Betrieb in einem umgekehrten Magnetfeld wie Elektromotoren geeignet.
Alnico ist so hart, dass es geschliffen und drahtgeschnitten werden kann, allerdings zu höheren Kosten. Das fertige Produkt ist in der Regel entweder gut geschliffen oder ungeschliffen. Alnico wird häufiger im Sensorbereich verwendet.
Haupteigenschaften permanentmagnetischer Materialien
1. Restmagnetfelddichte
Wenn das Permanentmagnetmaterial im externen Magnetfeld die Sättigung erreicht, hängt der Wert der magnetischen Induktionsstärke des Permanentmagnetmaterials mit der magnetischen Dichte des Luftspalts im Motor zusammen, wenn das externe Magnetfeld Null ist. Je höher der Wert der magnetischen Induktionsstärke ist, desto höher ist die Luftspaltdichte des Motors; der Drehmomentkoeffizient, der Gegen-EMK-Koeffizient und ein weiterer Hauptindex des Motors erreichen den optimalen Wert; die elektrische Last und die magnetische Last des Motors können das optimale Verhältnis zwischen den Werten aufweisen und die Motoreffizienz ist optimal.
2. Zwangsgewalt
Es bedeutet die entgegengesetzte magnetische Feldstärke des Permanentmagnetmaterials im Fall der Sättigungsmagnetisierung, wenn die Restmagnetinduktionsstärke auf Null fällt. Dieser Index steht in Zusammenhang mit der Anti-Entmagnetisierungsfähigkeit des Motors, der magnetischen Dichte des Überlastmultiplikators im Luftspalt und anderen Indikatoren. Je größer die Koerzitivfeldstärke, desto stärker ist die Anti-Entmagnetisierungsfähigkeit des Motors; je größer der Überlastmultiplikator und desto stärker ist die Anpassungsfähigkeit an die starke Entmagnetisierung der dynamischen Betriebsumgebung. Gleichzeitig wird auch die Magnetisierung des Luftspalts des Motors verbessert.
3. Maximales magnetisches Energieprodukt
Es handelt sich um den Wert der maximalen magnetischen Feldenergie, die ein Permanentmagnetmaterial an einen externen Magnetkreis abgeben kann. Dieser Index steht in direktem Zusammenhang mit der Menge des Permanentmagnetmaterials im Motor. Je höher das maximale magnetische Energieniveau ist, desto mehr magnetische Feldenergie kann das Permanentmagnetmaterial an den externen Magnetkreis abgeben. Das heißt, unter denselben Leistungsbedingungen wird im Motor weniger Permanentmagnetmaterial verwendet.
4. Temperaturkoeffizient
Die Temperatur ist einer der wichtigsten Faktoren, die die magnetischen Eigenschaften von Permanentmagnetmaterialien beeinflussen. Der Prozentsatz der reversiblen Änderung der magnetischen Eigenschaften bei einer Temperaturänderung von jeweils 1 Grad Celsius wird als Temperaturkoeffizient magnetischer Materialien bezeichnet. Er kann in zwei Typen unterteilt werden: Temperaturkoeffizient der remanenten magnetischen Induktion und Temperaturkoeffizient der Koerzitivfeldstärke. Dieser Index spielt eine wichtige Rolle für die Stabilität der Motorleistung: Wenn der Temperaturkoeffizient höher ist, ist die Änderungsmenge vom Kalt- zum Warmbetrieb größer. Daher schränkt er den Temperatureinsatzbereich des Motors direkt ein und beeinflusst indirekt dessen Leistung und Volumenverhältnis.
5. intrinsische Koerzitivkraft
Dies ist der Wert der magnetischen Feldstärke, bei dem die Restmagnetisierungsstärke auf Null abfällt. Der Wert der magnetischen Induktionskoerzitivkraft auf der Entmagnetisierungskurve bei B = 0 bedeutet, dass der Permanentmagnet in diesem Moment nicht in der Lage ist, Energie an einen externen Magnetkreis abzugeben, während der Permanentmagnet seine Energie hat. Der Koerzitivkraftwert bei M = 0 zeigt jedoch an, dass der Permanentmagnet entmagnetisiert ist und keine magnetische Energiespeicherung hat. Die intrinsische Koerzitivkraft selbst ist für den Motorarbeitspunkt direkt irrelevant, während sie die tatsächliche Koerzitivkraft des permanentmagnetischen Materials ist und darstellt, dass ein Permanentmagnetmaterial die magnetische Feldenergie und auch die Fähigkeit zur Anti-Entmagnetisierung besitzt. Die Größe der intrinsischen Koerzitivkraft hängt eng mit der Temperaturstabilität eines PM-Materials zusammen. Je größer die intrinsische Koerzitivkraft, desto höher kann die Arbeitstemperatur für den Motor sein. Permanentmagnetmaterial.
