從零開(kāi)始的磁應(yīng)用技術(shù)-日本MACOME/Makome碼控美

1、永磁的歷史悠久嗎？

永磁體的歷史出奇的短，在20世紀(jì)才真正流行起來(lái)，自從人類(lèi)開(kāi)始用電以來(lái)，它的特性就備受關(guān)注。遺憾的是，日本物理學(xué)家是這一領(lǐng)域的先驅(qū)者并不為人所知。在過(guò)去，似乎是因?yàn)槿粘Ｊ褂么盆F的場(chǎng)景很少。

2、永磁體是否有壽命限制？

永磁體的壽命取決于定義，但就磁力的自然減弱而言，它可以半永久性地使用。但是，存在一些性能下降。這也取決于材料，但沒(méi)有問(wèn)題，因?yàn)樵?100 或 200 年的跨度內(nèi)變化只有幾個(gè)百分點(diǎn)。順帶一提，矯頑力越大，越能穩(wěn)定地長(zhǎng)期使用。

3、永磁體可以在高溫和低溫下使用嗎？

只要在一定的溫度范圍內(nèi)使用永磁體，就會(huì)引起“可逆變化”，即使磁力因溫度而發(fā)生變化，當(dāng)溫度恢復(fù)時(shí)，它也會(huì)恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。然而，在其他高溫和低溫下，會(huì)發(fā)生磁力退磁（或消失）。其特性因磁體材料和磁體特性而異。
特別需要注意的是，具有各向異性和較薄磁體特性的磁體，具有方形磁體特性，容易發(fā)生低溫退磁。在高溫下，磁鐵在材料的“居里溫度（失去磁性的溫度）”附近迅速退磁，當(dāng)達(dá)到該溫度時(shí)，它就不再是永磁體。因此，也有預(yù)先強(qiáng)制施加偏離工作溫度的溫度并強(qiáng)制消磁以使其穩(wěn)定的方法。如果您不選擇適合您應(yīng)用的材料和特性的磁鐵，則可能會(huì)引起麻煩。
在包括冷凍倉(cāng)庫(kù)在內(nèi)的一般使用環(huán)境中，最容易受熱的鐵氧體磁鐵通常不成問(wèn)題。然而，釤鈷磁鐵可能推薦用于預(yù)計(jì)高溫的環(huán)境，例如煉鐵。

4、有什么東西是不允許磁力通過(guò)的嗎？

時(shí)不時(shí)有人問(wèn)我“請(qǐng)告訴我有沒(méi)有什么好東西不能讓磁力通過(guò)！”，但很遺憾我沒(méi)有找到像光一樣能阻擋磁力的東西。目前，可以通過(guò)用形狀適合應(yīng)用的磁性材料圍繞磁源來(lái)大幅度改變和控制磁通密度分布。

5. 什么是“各向同性”和“各向異性”？

即使使用相同的磁體材料，也有兩種類(lèi)型的永磁體，“各向同性”和“各向異性”。比如在學(xué)校日語(yǔ)、數(shù)學(xué)、科學(xué)、社會(huì)等什么都可以的孩子是各向同性的，只有數(shù)學(xué)可以做得很好，但其他科目可以說(shuō)是各向異性的……
它是一種各向同性的磁鐵，除非在制造過(guò)程中進(jìn)行特殊處理，否則它可以從各個(gè)方向進(jìn)行磁化，但另一方面，它不會(huì)產(chǎn)生大量的磁力。另一方面，各向異性磁鐵在制造過(guò)程中在該方向上施加磁性時(shí)，在特定方向上表現(xiàn)出特異性，從而可以制造強(qiáng)磁體。但是，即使從其他方向被磁化，它也會(huì)是弱磁體。
順便說(shuō)一句，鐵氧體磁鐵的產(chǎn)品目錄中經(jīng)常會(huì)說(shuō)“干式”或“濕式”，但這也取決于制造過(guò)程中是否通過(guò)粉碎含水粉末來(lái)制造。 ，存在“濕>干”的關(guān)系。

6. 永磁體是由什么制成的？

永磁體的材料大致可分為“燒結(jié)磁體”和“鑄造磁體”。燒結(jié)磁鐵就像將粉末狀的金屬氧化物捏合烘烤而成的瀨戶(hù)制品，具有硬而脆的特性。另一方面，通過(guò)熔化和固化金屬元素制成的磁體變成鑄造磁體并且可以進(jìn)行機(jī)械加工。“橡膠磁鐵（粘結(jié)磁鐵）”是將金屬氧化物粉末與樹(shù)脂或橡膠混合并硬化而成。根據(jù)材料的不同，有柔軟的和堅(jiān)硬的。
作為磁傳感器處理的永磁體，使用溫度變化小且穩(wěn)定且容易獲得的磁體。對(duì)于一般用途，通常使用燒結(jié)和塑料“鍶鐵氧體磁鐵”。釤鈷磁鐵（燒結(jié)）和鑄造磁鐵如鋁鎳鈷合金和KM鋼用于高精度和耐熱性。

磁通密度與距離的關(guān)系，它是衡量永磁體強(qiáng)度的指標(biāo)

永磁體發(fā)出的磁通量畫(huà)出一條曲線，因?yàn)樗鼜谋睒O到南極，而不是像光一樣直行。一般說(shuō)作為永久磁鐵強(qiáng)度的量度的磁通密度與距離的平方成反比，但實(shí)際上，對(duì)于有限長(zhǎng)度的磁鐵，該比率因磁鐵尺寸而異。這是一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算方法。現(xiàn)在求磁鐵短邊的“尺寸（W）”和“厚度（t）”的比值。然而，它是在厚度方向磁化時(shí)（圖 1）。

圖 1 磁鐵寬度和厚度的尺寸比

該表是一個(gè)粗略的值，但它是一個(gè)顯示指數(shù)系數(shù)和維數(shù)比的表。它對(duì)應(yīng)一個(gè)矩形的板狀鋇鐵氧體磁鐵（因?yàn)樯婕爸笖?shù)計(jì)算，不能用只使用四個(gè)規(guī)則的計(jì)算器計(jì)算，所以準(zhǔn)備一個(gè)可以進(jìn)行函數(shù)計(jì)算的計(jì)算器）。

表維數(shù)比與指標(biāo)系數(shù)關(guān)系

假設(shè)磁通密度 A [T] 位于圖 2 中距離 r 處，則距離 X 處的磁通密度由距離與尺寸比的 n 次方之比計(jì)算，如方程。例如，如果永磁體尺寸為“W50 x t0.8mm”，則尺寸比將為“62.5”，表中的n約為1.28次方。

圖2 永磁體尺寸與距離關(guān)系的計(jì)算公式

但是，由于它是一個(gè)近似值，請(qǐng)作為參考。本來(lái)，永磁體的磁通密度會(huì)根據(jù)磁體的外形而改變其特性，因此無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算公式準(zhǔn)確計(jì)算。
電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)的磁通密度與永磁體不同，磁通密度的增減與“距離（r）”成反比（圖3）。因此，當(dāng)距離加倍時(shí)，磁通密度減半，計(jì)算起來(lái)比較容易。

圖 3 電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)的磁通密度

對(duì)活躍于所有工業(yè)領(lǐng)域