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第一节 永磁材料的重要指 标
Major indexes of permanent-magnet materials
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新型稀土永磁材料：强烈地畴壁钉扎效应是造成高矫顽力的重 要原因之一
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ITSM / ITIL 四、最大磁能积 (BH)max
➢它是永磁材料两磁极之间的空隙中所能提供磁能的量度，数值上 等于退磁曲线上各点所对应的磁感应强度和磁场强度乘积中的最大 值
Z 100%
Z
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第二节 永磁材料的发展历 程
Developing course of permanent-magnet materials
室温条件下，单畴颗粒计算的最大矫顽力
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ii、畴壁的不可逆位移 反磁化过程由畴壁的不可逆位移所控制，则一般有两种情况 （1）反磁化时材料内部存在着磁化在反方向的磁畴； （2）不存在这种反向畴
衡量永磁材料性能的 好坏，应为退磁曲线上
的有关物理量，如剩磁
Br、矫顽力HC、最大磁 能积(BH)max及这些参量
的稳定性决定
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ITSM / ITIL二、剩磁Br和表观剩磁Bd
对于情况（1）：磁性材料制备过程中不可避免要出现各种晶格缺 陷、杂质、晶界等，这些部分在反磁化时将构成反磁化核，它们 将进一步长大位反磁化畴，该情况下，获得高矫顽力的关键在于 反向磁场必须大于大多数畴壁出现不可逆位移的临界磁场，而临 界磁场的大小则依赖于各种因素对畴壁位移的阻滞
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ITSM / ITIL 三、矫顽力HC
1、两种矫顽力的定义：
BM
➢磁感矫顽力BHC：在B－H磁滞回线上，使
B＝0的磁场强度;
MHC
➢内禀矫顽力MHC：在M－H磁滞回线上， 使M＝0的磁场强度;
BHC
H
➢通常情况下， M HC B HC
➢当B＝0时，H＝BHC＝－M ≤ Mr，即0
·BHC ≤Br
相的主要成分是Fe和 Co，只含少量Cu、Al
、Ti等； 相主要有Ni、Al、Ti
组成
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2、影响Al-Ni-Co合金磁性能的主要因素： 纵观铸造铝镍钴合金几十年来的发展历史，可以了解到其磁
储存的静磁能U：
U＝- 1
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此外，永磁体本身将受到一退磁场作用，其方向和原来外加磁化场
的方向相反，因此永磁体的工作点将从剩磁点Br移到磁滞回线的第 二象限，即退磁曲线上的某一点（如图D点）
➢当永磁材料的工作点位于退磁曲线上具有(BH)max的那一点时，为 了提供相同的磁能所需要的永磁材料体积将最小
➢最大磁能积所对应点应该与永磁体的形状有 关，即与开路磁导率的斜率大小有关；
➢最大磁能积(BH)max的理论值为0MS2/4
➢足够高的内禀矫顽力和尽可能高的饱和磁化 强度MS是使(BH)max接近理论值的必要条件
3、70年代以后发明的一些时效硬化型和有序硬化型永磁 合金，如Fe-Cr-Co、Cu-Ni-Fe、Fe-Pt、Fe-Co-V、Mn-Al-C 等，优势在于可加工性较好以及适合于特殊场合使用
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➢定向结晶 ✓设法控制铸件的冷却 条件，可以得到不同的 结晶结构（如右图示）
✓一般来说，快冷时沿 热流相反的方向会生长 出柱状晶，缓冷时形成 等轴晶
✓若控制热流向某一方向流动，则可以获得沿该方向相反方向凝固的柱 状晶；
✓实例：AlNiCo永磁体
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五、稳定性
概念
指永磁体的有关磁性能在长时间使用过程中或受到温度、 外磁场、冲击、振动等外界因素影响时保持不变的能力
描述
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第5章 永磁材料
西南科技大学材料科学与工程学院
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第一节 永磁材料重要指标 第二节 永磁材料发展历程 第三节 金属基永磁材料 第四节 铁氧体基永磁材料 第五节 稀土基永磁材料
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对于情况（2）：如果材料制备时基本上不存在缺陷，则永磁材料在 反磁化开始时，根本就不存在反磁化核，那么千方百计地阻止反磁 化核出现就是提高矫顽力的重要途径，
从这个角度来看，我们希望晶体中的缺陷越少越好
传统永磁材料：对畴壁不可逆位移的阻滞因素主要有内应力起 伏、颗粒状或片状掺杂以及晶界等
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2、提高永磁体的矫顽力HC的有效途径：
原则：永磁材料的矫顽力的大小主要由各种因素（如磁各向异性 、掺杂、晶界等）对反磁化过程的畴壁不可逆位移或磁畴不可逆
性能得到不断提高的主要原因大致有以下三个方面： ①改变合金成分，主要是调整含钴量和相应添加少量有益元素
，如钴、铜、铌等； ②寻求最佳热处理工艺，主要是磁场冷却或等温磁场热处理的
应用； ③控制结晶方向，制造柱状晶合金。
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转动的阻滞作用的大小来决定，阻滞作用越大，矫顽力越大
i、磁畴的不可逆转动
Hc
a
K1
0 M S
b
S 0 M S
c
N N //
MS
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4f金属永 磁发展期
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第三节 金属基永磁材料
Metal-based permanent-magnet materials
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金属基永磁材料的发展基本上可分为三个阶段：
1、1931年以前，主要是淬火硬化型磁钢（淬火马氏体钢 ），其矫顽力主要起源于马氏体相变（原始奥氏体组织转变 为马氏体组织），但磁性能较差；
2、1931年以后，发明了FeAlNi合金，逐渐过渡到AlNiCo ；
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ITSM / ITIL 一、永磁材料的概述
概念
永磁材料是指被外加磁场磁化以后，除去外磁场，仍能 保留较强磁性的一类材料
理解
永磁体被磁化到饱和以后，如果撤去外加磁场，在磁 铁两个磁极之间的空隙中便产生恒定磁场，从而对外 界提供有用的磁能，简而言之：永磁体为一个能储能 的“器件”
1、剩磁Br 2、表观剩磁Bd：由于永 磁体处于开路应用状态 ，因此永磁体的实际工 作点在退磁场作用下由 Br点移到D点，其对应的 磁感应强度
开路磁 导率
H =-NM
B=0
H
M
B开d =路磁0 H导d状率决1O定P线的N1的量斜，率同P退P值磁=也因为0B子H一dNd个一由样永1磁 体N1形
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