By
Ímã permanente materiais ou materiais magnéticos duros são caracterizados por um alto campo anisotrópico, alta força coercitiva, grande área de loop de histerese e um alto valor do campo magnetizante para magnetização de saturação. Esses materiais retêm Imãs permanentes por um período muito longo, mesmo após o campo magnético externo ter sido removido.
Tipos de materiais magnéticos permanentes
1.Ferrita
É uma categoria de material magnético não metálico, também chamado de cerâmica magnética. Abra um rádio comum e veremos que seu ímã de alto-falante interno é ferrite.
Ferrite é um material magneticamente relativamente fraco. Seu produto de energia magnética máxima está atualmente apenas um pouco acima de 4MGOe. No entanto, a vantagem mais importante deste material é seu baixo preço. Portanto, ele encontra ampla aplicação em muitas áreas.
Ferrite é um material cerâmico, então sua trabalhabilidade é a mesma que a da cerâmica. Ímãs de ferrite são moldados e sinterizados. Se eles devem ser usinados, eles só podem ser retificados superficialmente. Como é difícil de usinar, a maioria dos produtos de ferrite tem formas simples e tolerâncias dimensionais relativamente grandes. Os produtos em forma de bloco estão em melhores condições e podem ser retificados. Máquinas em forma de anel geralmente só podem retificar dois planos. Outras tolerâncias dimensionais são dadas como uma porcentagem do tamanho nominal.
A ferrite é amplamente usada e barata. Muitos fabricantes têm uma vasta gama de anéis, quadrados e outros produtos em formatos e tamanhos convencionais, que são prontos para ferrite. Como a ferrite é feita de material cerâmico, não há problema de corrosão. Não é necessária galvanoplastia ou pintura para tratamento de superfície com o produto acabado.
2. Ímã de borracha
Ímãs de borracha também são um tipo de ímã de ferrite e consistem em pó magnético de ferrite ligado misturado com borracha sintética. Eles podem ser processados por moldagem por extrusão, moldagem por calandragem e moldagem por injeção. Os ímãs de borracha são flexíveis, elásticos e podem ser torcidos, e podem ser feitos em tiras, rolos, folhas, blocos, anéis e muitas outras formas.
Seu produto de energia magnética de 0.60 ~ 1.50 MGOe aplicações de material magnético de borracha: geladeiras, prateleiras de avisos de mensagens, fixadores para fixar o objeto no corpo de metal para ser usado como publicidade e outros fixadores. Também pode ser usado para brinquedos, instrumentos de ensino, interruptores e sensores da folha magnética.
Os ímãs de borracha são usados principalmente em micromotores, geladeiras, armários de desinfecção, armários de cozinha, artigos de papelaria, indústria de publicidade, cozinhas, etc.
3.Samário cobalto
Magnetmagnet tem samário e cobalto como ingredientes principais. Como o preço desses dois materiais básicos é muito alto, os ímãs de SmCo também são os mais caros entre muitos tipos de ímãs. Atualmente, o produto de energia magnética do ímã de SmCo atinge até 30MGOe, ou até mais.
Além disso, os ímãs de SmCo têm coercividade muito alta e boa resistibilidade à temperatura; eles podem funcionar em altas temperaturas de até 350 graus centígrados, e muitos usos os substituem. O ímã de cobalto pode ser considerado um dos produtos chamados metalurgias do pó. Normalmente, os fabricantes sinterizam ímãs de samário-cobalto em blocos quadrados, dependendo do tamanho e formato necessários para o produto final, e então lâminas de diamante os serram até o tamanho final. Como o samário-cobalto é eletricamente condutor, ele pode ser cortado com fio.
Em teoria, se não estivesse preocupado com magnetização e tamanhos maiores, o samário cobalto poderia ser cortado em formas que o corte de fio pode cortar. Os ímãs de samário cobalto têm resistência à corrosão muito boa e geralmente não requerem revestimento ou pintura anticorrosiva. Além disso, o ímã de samário cobalto é muito frágil e não é fácil processar tamanhos pequenos ou produtos de paredes finas.
4. Neodímio ferro boro (NdFeB)
NdFeB é um produto magnético amplamente utilizado e em rápido desenvolvimento. Devido à sua alta propriedade magnética e fácil processamento, NdFeB não tem um preço muito alto e, portanto, tem um campo de aplicação em expansão, embora tenha sido inventado e colocado em aplicação há mais de 20 anos.
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 de trabalho do NdFeB é de cerca de 180 graus Celsius. Geralmente não é recomendado exceder 140 graus Celsius para aplicações em ambientes severos. O NdFeB é muito fácil de corroer, então a maioria dos produtos acabados são revestidos ou chapeados.
Os tratamentos de superfície convencionais para NdFeB incluem: niquelagem, zincagem, alumínio, eletroforese e assim por diante. Se funcionar em um ambiente fechado, também pode ser fosfatizado. Devido às altas propriedades magnéticas do NdFeB, muitas aplicações o usam para substituir outros materiais magnéticos para reduzir o tamanho do produto. Os celulares de hoje não seriam menores do que meio tijolo se um ímã de ferrite fosse usado na fabricação de suas peças.
Ambos os ímãs, o ímã de samário cobalto e o ímã de neodímio ferro boro, são de boa usinabilidade. Assim, a tolerância dimensional dos produtos é muito melhor do que a da ferrite. Em geral, a tolerância de tamanho pode ser (+/-)0.05 mm.
5.Alumínio-níquel-cobalto （AlNiCo）
Os ímãs de Alnico têm dois processos: fundição e sinterização. Enquanto na China, o ímã de Alnico fundido é mais comum. O ímã de Alnico tem um produto de energia magnética de até 9 MGOe. A melhor característica do motor é sua estabilidade de temperatura. Os ímãs de Alnico são resistentes ao calor e ainda podem funcionar corretamente em temperaturas de até 550° Celsius. No entanto, o Alnico tende a desmagnetizar em campos magnéticos reversos. Se os mesmos polos de dois Alnico forem empurrados juntos, um dos campos magnéticos dos ímãs será desmagnetizado ou revertido. Portanto, não é adequado para trabalhar em um campo magnético reverso como motores elétricos.
O Alnico é tão duro que pode ser moído e cortado com fio, mas a um custo mais alto. O produto final geral é bem moído ou não moído. O Alnico é mais amplamente usado no campo de sensores.
Principais propriedades de materiais magnéticos permanentes
1. densidade do campo magnético residual
Quando o material do ímã permanente no campo magnético externo atinge a saturação, o valor da força de indução magnética do material do ímã permanente está relacionado à densidade magnética do entreferro no motor, quando o campo magnético externo é zero. Quanto maior o valor da intensidade da indução magnética, maior será a densidade do entreferro do motor; o coeficiente de torque, o coeficiente de EMF de retorno e outro índice principal do motor atingem o valor ideal; a carga elétrica e a carga magnética do motor podem ser a relação ideal entre os valores e a eficiência do motor é ideal.
2. força coercitiva
Significa a força do campo magnético oposto do material de ímã permanente no caso de magnetização de saturação quando a força de indução magnética residual cai para zero. Este índice está relacionado à capacidade antidesmagnetização do motor, à densidade magnética do entreferro do multiplicador de sobrecarga e a outros indicadores. Quanto maior a coercividade, mais forte a capacidade antidesmagnetização 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
É o valor da energia máxima do campo magnético que pode ser fornecida por um material de ímã permanente a um circuito magnético externo. Este índice está diretamente relacionado à quantidade de material de ímã permanente no motor - quanto maior o nível máximo de energia magnética, maior a energia do campo magnético que o material de ímã permanente pode fornecer ao circuito magnético externo - ou seja, menos material de ímã permanente é usado no motor sob a mesma condição de potência.
4. Coeficiente de temperatura
A temperatura é um dos fatores mais essenciais que afetam as propriedades magnéticas dos materiais magnéticos permanentes. A porcentagem de mudança reversível nas propriedades magnéticas quando a temperatura muda a cada 1 grau Celsius é chamada de coeficiente de temperatura dos materiais magnéticos. Pode ser dividido em dois tipos: coeficiente de temperatura de indução magnética remanescente e coeficiente de temperatura de coercividade. Este índice desempenha um papel significativo na estabilidade do desempenho do motor: quando o coeficiente de temperatura é maior, a quantidade de mudança será maior do funcionamento a frio para o funcionamento a quente. Portanto, ele restringe diretamente a faixa de uso da temperatura para o motor e afeta sua relação potência e volume indiretamente.
5. coercividade intrínseca
É o valor da intensidade do campo magnético no qual a intensidade de magnetização residual cai para zero. O valor da coercividade da indução magnética na curva de desmagnetização em B=0 significa que o ímã permanente naquele momento não é capaz de fornecer energia a um circuito magnético externo, enquanto o ímã permanente tem sua energia. No entanto, o valor da coercividade quando M=0 indica que o ímã permanente está desmagnetizado e não tem armazenamento de energia magnética. A coercividade intrínseca em si é irrelevante para o ponto de trabalho do motor diretamente, enquanto é a coercividade real do material magnético permanente e representa que um material de ímã permanente possui a energia do campo magnético e também a capacidade antidesmagnetização. A magnitude da coercividade intrínseca está intimamente relacionada à estabilidade de temperatura de um material PM. Quanto maior a coercividade intrínseca, maior pode ser a temperatura de trabalho para o material de ímã permanente.
