一︰磁學的發展及對相關引數的解析︰
磁性早在2023年前就已被關心,中國早就利用磁石製造出了司南,2023年丹麥物理學家奧斯特發現了電流磁效應,同年法國的物理學家安培證明了通電線圈和普通磁石一樣有吸引和排斥。到2023年,英國法拉第發現了電磁感應定律,後來麥克斯偉發展了法拉第的思想,建立了嚴密的電磁場理論。
二.磁介質的極化情況︰
有些物質放在外磁場中會顯示出磁性能,產生附加磁場,此類物質稱為磁介質。一般按其性質可分為︰反磁性物質(抗磁性diamag***ic materials),順磁性物質(順磁性paramag***ic materials),鐵磁性物質(ferromag***ic materials)。
1.反磁性物質在磁場中削減了外磁場,使有這種物質存在的地方磁場減少,當外磁場除去後,作用也消失。其中bi是最顯著的反磁性物質,其他的還有金銀銅鋅汞石墨及氫氣等。
2.順磁性物質在磁場中增強了外磁場,使有這種物質存在的地方磁場增強,當外磁場除去後,作用也消失。其中al,mg,ca,wu,po,o為順磁體
3.鐵磁性物質有fe、 鎳、鈷及其合金,在較少的磁場情況下,產生了很強的磁性。
反磁性物質和順磁性物質在外磁場的作用下產生的附加磁場都很微小,故工程上把他們的相對磁導率取作1,磁導率就用u0。
三、鐵磁物質有三項特殊磁性能:
1.相對磁導率ut很大
2.b、h存在非線性關係
3.磁性能與原有磁化現象有滯後
四、鐵磁物質的磁化:
主要由電子的自旋引起的,在很小區域內電子自轉產生的磁化區叫磁疇(mag***ic domain)每一磁疇擔當一磁性很強磁石.因為在沒有外磁場作用時,各磁疇為雜亂無序的.故磁效性互相抵消,對外不顯磁性.
當外加磁場施加時,那些與外磁場一致之磁疇將擴大.故可逐步對外顯示磁性.可用下圖來解釋:
磁疇的方向與晶體結構有關.即鐵磁質磁化與材質有關.另它還與溫度有關,當超過某一溫度tc時,鐵磁質的鐵磁性被熱運動所破壞而形成為順磁性.
溫度移為居里溫度或居里低:純 fe 770℃ 、 鎳 350℃ 、 鈷 1100℃ .在磁化過程中,磁疇方向的改變將引起晶格間距離的改變,使磁物質發生長度和體積改變,此現象為磁
致伸縮.
五、磁化曲線(變壓器、電磁閥用第一象限,馬達用第二象限)
db/dh/h.二o=μi初導磁率.br剩磁(當h值降為0時.b值並不為0.
即b值變化落後於h值的變化之現象叫磁滯現象). hcb叫矯頑力、bs飽和磁通密度,其中在obsbr區域為損耗區域,可看成鐵損。磁石的磁能積bhmax為0.5﹡br﹡bs,我們在磁閥設計時可根據實際要求選用不同的br,hcb的材料。
關於磁化曲線的一些基本實際作用:
1) bs越大則電壓範圍增大效率提公升
2) hcb小則靈敏度增加,可用較小電壓驅動
3) 矩形比.br/bs越接近1功率損失越小
4) 磁滯曲線面積越大core損失(fe損)越小
5) 磁導大小象徵鐵磁物質,磁化的難易程度
軟磁材料(適用變壓器鐵總):磁滯損失小,矯頑力小(hc<102a/m)
硬磁材料(適用於永久磁鐵):矯頑力大的鐵磁材料(hc>104a/m)
矩磁材料(適用於計算機記憶裝置內):此為非金屬磁性材料,電阻率大磁導率高,應用於高頻是由一種或幾種金屬氧化物與fe2o3合成的材料
六︰磁學單位及換算比率︰
cgs單位制si
磁感應強度 b磁感應強度高斯gwb/m2
磁場強度 h磁場強度oe歐意a/m
磁通量磁通量mx(麥克思韋) wb
1wb/m2=1t=104g 1oe=80a/m 1wb=108mx
七︰磁學中的引數介紹︰
1. 磁場強度h及磁感應強度b︰
b=u﹡h=ur﹡u0﹡h
在各向同性的均勻磁介質中,電流產生的磁感應強度輿磁導率成正比,並在此匯入乙個表示磁場強度的量h,稱為磁場強度。
∫lh﹡dl=∑i( h的閉合線積分等輿積分迴路所包圍的巨集觀導電流的代數和,輿磁導率無關)
例項演示︰
八︰永磁材料料的介紹︰(也叫硬磁)
華永目前所用到的硬磁材料主要有磁石,現對磁石作如下介紹︰
8.1︰ 磁石的材質有
1.ndfeb,snco,fe3o4,鋇鐵氧體,
其中華永現使用的多為前三項,其特性差異為︰
ndfeb 該材質的主要優點為磁性較強,能積高,燒結ndfeb被稱為磁王,能積已能量產50,但該磁石主要的缺點為易生鏽
snco主要優點為產品防鏽能力較強,但缺點為易碎,成品**高
fe3o4主要優點為產品防鏽能力較強,但缺點為易碎,
8.2︰ 磁石的加工︰
沾接永磁體的加工工異︰
a. 壓延成型(calendering)主要橡膠磁石,可製成多級磁環
b. 注射成型(injection moulding)︰此種加工方法是從注射製造演變而來的,首先將磁粉和沾接劑混合均勻,經過混練和造粒,製成乾燥的顆粒,再進行射出。此種磁體表面有一層沾接劑薄膜,不須進行表面塗層保護。可用於生產個向異性的磁石
c. 擠壓成型(extrusion)︰此工藝主要用來生產較難生產的薄片或薄壁型磁體,
a,b,c三種工藝大多用於鐵氧體的磁石,產品的效能不高
d. 模壓成型(***pression)︰此方式為借鑑粉末冶金的工藝的一種加工方法。首先將磁粉和沾接劑按比率混合,使沾接劑均勻的塗復於磁粉顆粒表面,經簡單的造型並加入一定的新增劑,將混合粉放在模具中在壓機上成型,最後烘烤。由於加入的新增劑最少,故磁性能較好。
現沾接ndfeb多數採用此工藝,但沾接ndfeb須採用表面塗層保護。
8.3︰ 燒結磁石,ndfeb,鐵氧體磁石均有用到此種工藝,總體來說,燒結磁石比沾接磁石的能積均要高(同材質)
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