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Ímã permanente Os materiais, também conhecidos como materiais magnéticos duros, distinguem-se pelo seu alto campo anisotrópico, elevada força coercitiva, área de loop de histerese significativa e o campo de magnetização substancial necessário para alcançar a magnetização de saturação. Mesmo após a remoção do campo magnético externo, estes materiais podem reter magnetismo forte por um período prolongado.
Tipos de materiais magnéticos permanentes
1.Ferrita
A ferrita é um material magnético não metálico, também conhecido como cerâmica magnética. Quando desmontamos um rádio tradicional, o ímã do alto-falante interno é feito de ferrite.
A ferrita tem propriedades magnéticas relativamente baixas. Atualmente, seu produto máximo de energia magnética (um parâmetro usado para medir o desempenho do ímã) é apenas ligeiramente superior ao 4MGOe. No entanto, a vantagem mais significativa do material é a sua acessibilidade. Como tal, continua a ser amplamente utilizado em muitos campos diferentes.
A ferrita é uma cerâmica, portanto seu desempenho de processamento é semelhante ao da cerâmica. Os ímãs de ferrite são moldados e sinterizados. Se precisarem ser processados, só poderão ser simplesmente moídos. Por ser difícil de usinar, a maioria dos produtos de ferrite tem formatos simples e tolerâncias dimensionais relativamente grandes. Os produtos em forma de bloco estão em melhores condições e podem ser retificados. As máquinas em forma de anel geralmente só podem retificar dois planos. Outras tolerâncias dimensionais são fornecidas como uma percentagem do tamanho nominal.
A ferrita é amplamente utilizada e barata, por isso muitos fabricantes têm anéis, quadrados e outros produtos prontos para uso em formatos e tamanhos convencionais para escolher. Como a ferrita é feita de cerâmica, basicamente não há problemas de corrosão. O produto acabado não requer tratamento de superfície como galvanoplastia ou pintura.
2.Ímã de borracha
Os ímãs de borracha são um tipo de ímã de ferrite que consiste em pó magnético de ferrite misturado com borracha sintética. Eles são fabricados através de vários processos, como moldagem por extrusão, moldagem por calandragem e moldagem por injeção. Esses ímãs são caracterizados por sua flexibilidade, elasticidade e capacidade de torção. Eles podem ser fabricados em uma variedade de formatos, incluindo tiras, rolos, folhas, blocos, anéis e outras formas complexas.
Seu produto de energia magnética de 0.60 ~ 1.50 MGOe aplicações de material magnético de borracha: geladeiras, racks de avisos de mensagens, fechos para fixar o objeto no corpo metálico para ser usado como publicidade e outros fechos. Também pode ser utilizado para brinquedos, instrumentos didáticos, interruptores e sensores da folha magnética.
Os ímãs de borracha são usados principalmente em micromotores, geladeiras, armários de desinfecção, armários de cozinha, brinquedos, artigos de papelaria, publicidade e outras indústrias.
3.Samário cobalto
Os principais componentes do ímã de samário-cobalto são samário e cobalto. Como os dois materiais são caros, o ímã de samário-cobalto também é o mais caro entre vários ímãs. Atualmente, o produto de energia magnética do ímã de samário-cobalto pode atingir 30MGOe, ou até mais.
Além disso, os ímãs de samário-cobalto têm alta coercividade, resistência a altas temperaturas e podem ser usados em condições de alta temperatura de até 350 graus Celsius, portanto, não podem ser substituídos em muitas aplicações. Os ímãs de samário-cobalto pertencem a produtos de metalurgia do pó. Geralmente os fabricantes sinterizam ímãs de samário-cobalto em espaços quadrados de acordo com o tamanho e formato necessários para o produto acabado e, em seguida, usam lâminas de diamante para cortá-los no tamanho final. Como o samário-cobalto é eletricamente condutor, ele pode ser processado por corte de fio.
Teoricamente, o samário-cobalto pode ser cortado em formatos que o corte do fio pode cortar se a magnetização e tamanhos maiores não forem considerados. Os ímãs de Samário Cobalto têm muito boa resistência à corrosão e geralmente não requerem revestimento ou pintura anticorrosiva. Além disso, os ímãs de samário-cobalto são muito frágeis, por isso é difícil processar produtos de tamanhos pequenos ou de paredes finas.
4. Neodímio ferro boro (NdFeB)
NdFeB é um produto magnético amplamente utilizado e em rápido desenvolvimento. Passaram-se apenas mais de 20 anos desde que o NdFeB foi inventado e agora é amplamente utilizado. Devido às suas altas propriedades magnéticas e fácil processamento, o preço não é muito alto, então o campo de aplicação está se expandindo rapidamente.
Atualmente, a área de energia magnética do NdFeB comercializado pode chegar a 50MGOe, que é 10 vezes maior que a da ferrita. O NdFeB também pertence aos produtos da metalurgia do pó e o método de processamento é semelhante ao samário-cobalto.
A temperatura máxima de operação do NdFeB é de cerca de 180 graus Celsius. Para aplicações em ambientes agressivos, geralmente é recomendado não exceder 140 graus Celsius. O NdFeB é muito suscetível à corrosão. Portanto, os produtos acabados são principalmente banhados ou revestidos.
Os tratamentos de superfície convencionais para NdFeB incluem: niquelagem, zincagem, revestimento de alumínio, eletroforese e assim por diante. Se funcionar em ambiente fechado, também pode ser fosfatizado. Devido às altas propriedades magnéticas do NdFeB, ele é utilizado em muitas aplicações para substituir outros materiais magnéticos para reduzir o tamanho do produto. Se ímãs de ferrite fossem usados na fabricação de peças de celulares, os celulares de hoje não seriam menores que meio tijolo.
Ambos os ímãs, ímãs de samário-cobalto e ímãs de neodímio-ferro-boro, têm melhor usinabilidade. Portanto, a tolerância dimensional dos produtos é muito melhor que a da ferrita. Em geral, a tolerância de tamanho pode ser (+/-)0.05 mm.
5.Alumínio-níquel-cobalto （AlNiCo）
Os ímãs de Alnico possuem dois processos: fundição e sinterização. Na China, os ímãs de Alnico fundidos são mais comuns. Os ímãs de Alnico possuem um produto de energia magnética de até 9 MGOe. Sua melhor característica é que são resistentes ao calor e ainda podem trabalhar em temperaturas de até 550 graus Celsius. No entanto, o Alnico tende a desmagnetizar em campos magnéticos reversos. Se os mesmos pólos de dois Alnico forem unidos, o campo magnético de um dos ímãs será desmagnetizado ou invertido. Portanto, não é adequado para operação em campo magnético reverso (por exemplo, motores elétricos).
O Alnico é tão duro que pode ser aterrado e cortado com fio, mas a um custo mais elevado. O produto final geral é bem moído ou não moído. Alnico é mais amplamente utilizado no campo de sensores.
Principais propriedades de materiais magnéticos permanentes
1. densidade do campo magnético residual
Depois que o material do ímã permanente é magnetizado até a saturação no campo magnético externo, quando o campo magnético externo é zero, o valor da força de indução magnética do material do ímã permanente está diretamente relacionado à densidade magnética do entreferro no motor. Quanto maior o valor da força de indução magnética, maior se tornará a densidade do entreferro do motor; a constante de torque, o coeficiente de potencial inverso e outros indicadores principais do motor atingirão o valor ideal; a carga elétrica e magnética do motor pode ser a relação mais razoável entre os valores, e a eficiência do motor pode atingir o melhor.
2. força coercitiva
Refere-se à força do campo magnético reverso do material magnético permanente no caso de magnetização de saturação, quando a força residual da indução magnética cai para zero. Este índice está relacionado à capacidade antidesmagnetização do motor, multiplicador de sobrecarga e densidade magnética do entreferro e outros indicadores. Quanto maior for a coercividade, maior será a resistência à desmagnetização do motor; quanto maior o multiplicador de sobrecarga e mais forte a adaptabilidade à forte desmagnetização do ambiente operacional dinâmico. Ao mesmo tempo, a magnetização do entreferro do motor também será melhorada.
3. Produto máximo de energia magnética
Refere-se ao valor máximo da energia do campo magnético fornecida pelo material magnético permanente ao circuito magnético externo. Este índice está diretamente relacionado à quantidade de material magnético permanente no motor: quanto maior for o nível máximo de energia magnética, maior será a energia do campo magnético que o material magnético permanente pode fornecer ao circuito magnético externo, o que significa que menos material magnético permanente é usado no motor sob a mesma condição de potência.
4. Coeficiente de temperatura
A temperatura é um dos principais fatores que afetam as propriedades magnéticas dos materiais magnéticos permanentes. Quando a temperatura muda a cada 1 grau Celsius, a porcentagem de mudança reversível nas propriedades magnéticas é chamada de coeficiente de temperatura dos materiais magnéticos. O coeficiente de temperatura pode ser dividido em coeficiente de temperatura de indução magnética remanescente e coeficiente de temperatura de coercividade. Este índice tem um grande impacto na estabilidade do desempenho do motor: quanto maior o coeficiente de temperatura, maior será a variação do índice quando o motor funcionar de frio para quente. Limita diretamente o uso da faixa de temperatura do motor e afeta indiretamente a relação potência-volume do motor.
5. coercividade intrínseca
Este é o valor da intensidade do campo magnético quando a força de magnetização residual (M) cai para zero. O valor da coercividade da indução magnética em B = 0 na curva de desmagnetização indica apenas que o ímã permanente não é capaz de fornecer energia ao circuito magnético externo neste momento, não significa que o ímã permanente não tenha energia própria. Porém, o valor de coercividade dotado quando M = 0 indica que o ímã permanente está verdadeiramente desmagnetizado e não possui armazenamento de energia magnética. Embora a coercividade intrínseca não esteja diretamente relacionada ao ponto de trabalho do motor, é a coercividade real do material do ímã permanente, o que representa que o material do ímã permanente possui a energia do campo magnético e a capacidade de resistir à desmagnetização. A magnitude da coercividade intrínseca está intimamente relacionada com a estabilidade de temperatura do material PM. Quanto maior a coercividade intrínseca, maior será a temperatura de trabalho do material de ímã permanente pode ser.
