1. Magnetismo
Experimentos mostram que qualquer material pode ser magnetizado em maior ou menor grau em um campo magnético externo, mas o grau de magnetização é diferente. De acordo com as características do material no campo magnético externo, o material pode ser dividido em cinco categorias: material paramagnético, material diamagnético, material ferromagnético, material ferrimagnético e material antiferromagnético. Chamamos os materiais paramagnéticos e diamagnéticos de materiais magnéticos fracos, e os materiais ferromagnéticos e ferrimagnéticos de materiais magnéticos fortes.
2. Materiais magnéticos
Materiais magnéticos macios: podem atingir a intensidade máxima de magnetização com o menor campo magnético externo e são materiais magnéticos com baixa coercividade e alta permeabilidade magnética. Materiais magnéticos macios são fáceis de magnetizar e desmagnetizar. Por exemplo, ferritas moles e ligas nanocristalinas amorfas.
Materiais magnéticos duros: também chamados de materiais magnéticos permanentes, referem-se a materiais que são difíceis de magnetizar e difíceis de desmagnetizar depois de magnetizados. Sua principal característica é a alta coercividade, incluindo materiais magnéticos permanentes de terras raras, materiais magnéticos permanentes metálicos e ferritas magnéticas permanentes.
Materiais magnéticos funcionais: principalmente materiais magnetostritivos, materiais de gravação magnética, materiais de magnetorresistência, materiais de bolhas magnéticas, materiais magneto-ópticos, materiais de filme magnético, etc.
3. Materiais de ímã permanente NdFeB
Os materiais magnéticos permanentes NdFeB sinterizados adotam um processo de metalurgia do pó. A liga após a fundição é transformada em pó e prensada em embriões prensados em um campo magnético. Os embriões prensados são sinterizados em gás inerte ou vácuo para obter densificação
Para melhorar a força coercitiva do ímã, geralmente é necessário um tratamento térmico de envelhecimento e, em seguida, o produto acabado é obtido após pós-processamento e tratamento de superfície.
O NdFeB ligado é uma mistura de pó de ímã permanente e borracha com boas propriedades de enrolamento ou plásticos duros e leves, borracha e outros materiais de ligação, que são diretamente formados em peças de ímã permanente de vários formatos, de acordo com as necessidades do usuário.
O NdFeB prensado a quente pode atingir propriedades magnéticas semelhantes às do NdFeB sinterizado sem adicionar elementos pesados de terras raras. Tem as vantagens de alta densidade, alta orientação, boa resistência à corrosão, alta força coercitiva e formação quase final, mas as propriedades mecânicas não são boas e o custo de processamento é alto devido ao monopólio de patentes.
4. Remanência(Br)
refere-se à intensidade de indução magnética de um ímã NdFeB sinterizado após um ímã ser magnetizado até a saturação técnica em um ambiente de circuito fechado e o campo magnético externo ser removido. Em termos leigos, pode ser temporariamente entendido como a força magnética do ímã após a magnetização. As unidades são Tesla (T) e Gauss (Gs), 1GS=0.0001T.
5. Força coercitiva(Hcb)
Quando o ímã é magnetizado reversamente, o valor da intensidade do campo magnético reverso necessário para tornar a intensidade da indução magnética zero é chamado de força coercitiva magnética. No entanto, a intensidade de magnetização do ímã não é zero neste momento, mas o campo magnético reverso aplicado e a intensidade de magnetização do ímã se cancelam. Neste momento, se o campo magnético externo for removido, o ímã ainda terá certas propriedades magnéticas. 1A/m=(4T/1000)0e,1 0e =(1000/4T)A/m.
6. Força coercitiva intrínseca (Hcj)
A intensidade do campo magnético reverso necessária para reduzir a intensidade de magnetização do ímã a zero é chamada de força coercitiva intrínseca. A classificação dos graus de materiais magnéticos é baseada no tamanho de sua força coercitiva intrínseca. Força coercitiva baixa N, força coercitiva média M, força coercitiva alta H, força coercitiva ultra-alta UH, força coercitiva extremamente alta EH e força coercitiva mais alta TH.
7. Produto máximo de energia magnética (BH)max
Representa a densidade de energia magnética estabelecida pelo espaço entre os dois pólos magnéticos do ímã, ou seja, a energia magnética estática por unidade de volume do entreferro, que é o valor máximo do produto de B e H. Seu tamanho indica diretamente o desempenho do ímã. Nas mesmas condições, ou seja, o mesmo tamanho, o mesmo número de pólos e a mesma tensão de magnetização, o magnetismo superficial obtido pelas partes magnéticas com alto produto de energia magnética também é alto, mas no mesmo valor (BH)max, o nível de B. e Hcj tem os seguintes efeitos na magnetização:
Br é alto, Hcj é baixo: sob a mesma tensão de magnetização, um magnetismo superficial mais alto pode ser obtido;
Br é baixo, Hcj é alto: para obter o mesmo magnetismo de superfície, é necessária uma tensão de magnetização mais alta.
8. Sistema Sl e sistema CGS
Ou seja, o Sistema Internacional de Unidades e o Sistema Gaussiano de Unidades, assim como a diferença entre “metro” e “milha” na unidade de comprimento. Existe uma certa relação de conversão complexa entre o Sistema Internacional de Unidades e o Sistema Gaussiano de Unidades.
9. Temperatura Curie
É a temperatura na qual o material magnético muda entre ferromagnetos e paramagnetos. Quando é inferior à temperatura Curie, o material torna-se um ferromagneto e o campo magnético relacionado ao material é difícil de alterar. Quando a temperatura é superior à temperatura Curie, o material se torna um paramagneto, e o campo magnético do ímã pode mudar facilmente com a mudança do campo magnético circundante.
A temperatura Curie representa o limite teórico da temperatura operacional do material magnético. A temperatura Curie do NdFeB é de cerca de 320-380 graus Celsius. A altura do ponto Curie está relacionada à estrutura cristalina formada pela sinterização do ímã.
Se a temperatura atingir a temperatura de Curie, algumas moléculas do ímã se movem violentamente e ocorre a desmagnetização, que é irreversível; o ímã pode ser magnetizado novamente após a desmagnetização, mas a força magnética cairá significativamente e só poderá atingir cerca de 50% do original.
10. Temperatura de trabalho
A temperatura máxima de trabalho do NdFeB sinterizado é muito inferior à temperatura Curie. Quando a temperatura aumenta dentro da faixa de temperatura de trabalho, a força magnética diminuirá, mas a maior parte da força magnética se recuperará após o resfriamento.
A relação entre a temperatura de trabalho e a temperatura Curie: Quanto maior a temperatura Curie, maior será a temperatura de trabalho do material magnético e melhor será a estabilidade da temperatura. A adição de elementos como cobalto, térbio e disprósio às matérias-primas do NdFeB sinterizado pode aumentar sua temperatura Curie, de modo que produtos de alta força coercitiva (H, SH, ...) geralmente contêm disprósio.
A temperatura máxima de operação do NdFeB sinterizado depende de suas próprias propriedades magnéticas e da seleção dos pontos de trabalho. Para o mesmo ímã NdFeB sinterizado, quanto mais fechado for o circuito magnético de trabalho, maior será a temperatura máxima de operação do ímã e mais estável será o desempenho do ímã. Portanto, a temperatura máxima de operação do ímã não é um valor fixo, mas varia com o grau de fechamento do circuito magnético.
11. Orientação do campo magnético
Os materiais magnéticos são divididos em duas categorias: ímãs isotrópicos e ímãs anisotrópicos. Os ímãs isotrópicos têm as mesmas propriedades magnéticas em qualquer direção e podem ser atraídos entre si à vontade; ímãs anisotrópicos têm propriedades magnéticas diferentes em direções diferentes. A direção na qual eles podem obter as melhores propriedades magnéticas é chamada de direção de orientação do ímã.
Um ímã quadrado sinterizado de NdFeB tem a maior intensidade de campo magnético apenas na direção de orientação, e a intensidade do campo magnético nas outras duas direções é muito menor. Se existe um processo de orientação no processo de produção de materiais magnéticos, são os ímãs anisotrópicos. O NdFeB sinterizado é geralmente formado e prensado pela orientação do campo magnético, portanto é anisotrópico. Portanto, é necessário determinar a direção de orientação antes da produção, ou seja, a futura direção de magnetização. A orientação do campo magnético do pó é uma das principais tecnologias para a fabricação de NdFeB de alto desempenho. , (NdFeB ligado tem isotrópico e anisotrópico)
12. Magnetismo de superfície
Refere-se à intensidade da indução magnética em um determinado ponto da superfície do ímã (o magnetismo da superfície no centro e na borda do ímã é diferente). É o valor de ensino medido pelo contato entre o medidor Gauss e uma determinada superfície do ímã, não as propriedades magnéticas gerais do ímã.
13. Fluxo magnético
Suponha que em um campo magnético uniforme com intensidade de indução magnética B, existe um plano com área S e perpendicular à direção do campo magnético. O produto da intensidade da indução magnética B e da área S é denominado fluxo magnético que passa por este plano, denominado fluxo magnético, com o símbolo “$” e a unidade sendo Weber (Wb). O fluxo magnético é uma quantidade física que representa a distribuição do campo magnético. É um escalar, mas possui valores positivos e negativos, que representam apenas sua direção. 中{{0}}B·S. Quando existe um ângulo entre os planos verticais de S e B, 中=B:S:cos0.
14. Galvanoplastia
O material magnético permanente NdFeB sinterizado é produzido pelo processo de metalurgia do pó. É um material em pó com atividade química muito forte. Existem pequenos poros e vazios no interior. É facilmente corroído e oxidado no ar. Portanto, um tratamento superficial rigoroso deve ser realizado antes do uso. A galvanoplastia é um método maduro de tratamento de superfície metálica e é amplamente utilizado.
Os revestimentos mais comumente usados para ímãs fortes de NdFeB são zincagem e niquelagem. Eles têm diferenças óbvias em aparência, resistência à corrosão, vida útil, preço, etc.:
Diferença no polimento: O revestimento de níquel é superior ao revestimento de zinco no polimento e parece mais brilhante. Aqueles que têm requisitos elevados para a aparência do produto geralmente escolhem o revestimento de níquel, enquanto alguns ímãs não são expostos, e aqueles que têm requisitos relativamente baixos para a aparência do produto geralmente escolhem o revestimento de zinco.
Diferença na resistência à corrosão: O zinco é um metal ativo que pode reagir com ácidos, portanto sua resistência à corrosão é baixa; após o tratamento de superfície com niquelagem, sua resistência à corrosão é maior e a diferença na vida útil: Devido às diferentes resistências à corrosão, a vida útil da zincagem é menor que a da niquelagem, o que se manifesta principalmente porque o revestimento da superfície é fácil cair após um longo tempo de uso, fazendo com que o ímã oxide, afetando assim o desempenho magnético.
Diferença na dureza: O revestimento de níquel é superior ao revestimento de zinco. Durante o uso, pode evitar colisões e outras situações, fazendo com que o forte ímã NdFeB caia e quebre. Diferença de preço: Nesse aspecto, a zincagem é extremamente vantajosa, e os preços são organizados de baixo para cima como zincagem, niquelagem, resina epóxi, etc.
15. Ímã unilateral
Portanto é necessário envolver um lado do ímã com uma chapa de ferro para que o magnetismo do lado envolto pela chapa de ferro fique blindado. Esses ímãs têm dois pólos, mas ímãs com pólos unilaterais são necessários em determinadas posições de trabalho. Eles são chamados coletivamente de ímãs unilaterais ou ímãs unilaterais. Não existe um verdadeiro ímã unilateral.