Magnetische Materialien können in hartmagnetische Materialien und weichmagnetische Materialien unterteilt werden. Darunter beziehen sich hartmagnetische Materialien auf Materialien, die in einem externen Magnetfeld bis zur Sättigung magnetisiert werden, aber nach dem Entfernen des externen Magnetfelds immer noch eine hohe Remanenz aufrechterhalten und ein stabiles Magnetfeld bereitstellen können. , Auch Dauermagnetmaterial genannt. Unter Ausnutzung dieser Eigenschaft werden Permanentmagnetmaterialien in vielen Branchen wie Energie, Information und Kommunikation, Transport, Computer und medizinische Geräte weit verbreitet verwendet. In den letzten Jahren hat die überlegene Leistung von Permanentmagnetmaterialien in den Bereichen energiesparende Haushaltsgeräte, Hybrid-Elektrofahrzeuge/reine Elektrofahrzeuge, Windkraft- und Wasserkrafterzeugung immer mehr Aufmerksamkeit auf sich gezogen.

Die Anwendung und Erforschung von Permanentmagnetmaterialien begann Ende des 19. Jahrhunderts. Mit der eingehenden Untersuchung des Materialmagnetismus und der Verbesserung verschiedener Herstellungsverfahren umfasst die Erforschung von Permanentmagnetmaterialien hauptsächlich drei Stufen: Metalllegierungsmagnete, Ferritmagnetmaterialien und Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien. Obwohl Magnete aus Metalllegierungen und magnetische Ferritmaterialien die Vorteile niedriger Kosten und reichlich vorhandener Rohmaterialien aufweisen, beträgt ihr maximales magnetisches Energieprodukt (BH)max im Allgemeinen weniger als 10 MGOe und ihre magnetischen Eigenschaften sind schlecht, so dass sie allmählich ersetzt werden Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien.

Seit seinem Erscheinen in den frühen 1960er Jahren sind nach jahrzehntelanger Entwicklung drei Generationen von Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien mit praktischem Wert entstanden: das Seltenerd-Permanentmagnetmaterial der ersten Generation (SmCo5), das Seltenerd-Permanentmagnetmaterial der zweiten Generation (Sm2Co17 ) Und das Seltenerd-Permanentmagnetmaterial der dritten Generation (Nd2Fe14B).

Klassifizierungsmenü:

1.1 AlNiCo-Magnete

AlNiCo (AlNiCo) ist das am frühesten entwickelte Permanentmagnetmaterial, das eine Legierung aus Aluminium, Nickel, Kobalt, Eisen und anderen Spurenmetallelementen ist. Alnico-Permanentmagnetmaterial wurde in den 1930er Jahren erfolgreich entwickelt. Zu dieser Zeit hatte es die besten magnetischen Eigenschaften und einen kleinen Temperaturkoeffizienten, daher war es das am weitesten verbreitete in Permanentmagnetmotoren. Nach den 1960er Jahren, mit dem Aufkommen von Ferrit-Permanentmagneten und Seltenerd-Permanentmagneten, wurde die Anwendung von Alnico-Permanentmagneten in Motoren allmählich ersetzt, und der Anteil zeigte eine rückläufige Tendenz.

Permanentmagnet Alnico (Alnico) ist eine Eisenlegierung, der neben Eisen auch Aluminium (Al), Nickel (Ni), Kobalt (Co) und eine kleine Menge anderer Inhaltsstoffe zugesetzt werden, um die magnetischen Eigenschaften zu verbessern. Der englische Begriffsname"Alniko"wird durch Verschmelzen der Elementsymbole der drei Hauptadditionen gebildet.

Alnico-Legierung hat eine hohe Koerzitivfeldstärke und eine hohe Curie-Temperatur. Alnico-Legierung ist hart und spröde und kann nicht kalt bearbeitet werden (Kaltbearbeitung). Es muss durch Gieß- oder Sinterverfahren (Sintern) hergestellt werden. Alnico kann Magnetfelder bis zu 0,15 Tesla erzeugen. Um ein Beispiel einer anisotropen gegossenen Alnico-Legierung mit mittleren Eigenschaften zu geben, ist die Zusammensetzung von Alnico-6 8 % Al, 16 % Ni, 24 % Co, 3 % Cu, 1 % Ti und die anderen sind Fe. Alnico-6 hat ein maximales magnetisches Energieprodukt (BHmax) von 3,9 Megagauss-Oested (MG Oe), eine Koerzitivfeldstärke von 780 Oersted, eine Curie-Temperatur von 860 °C und eine maximale Betriebstemperatur von 525 °C.

Einstufung

Nach verschiedenen Herstellungsverfahren wird es in gesintertes AlNiCo (Sintered AlNiCo) und gegossenes AlNiCo (Cast AlNiCo) unterteilt. Die Produktformen sind meist rund und eckig. Das Gießverfahren kann in verschiedene Größen und Formen verarbeitet werden; Im Vergleich zum Gießverfahren ist das gesinterte Produkt auf eine kleine Größe beschränkt, und die Maßtoleranz des daraus hergestellten Rohlings ist besser als die des Gussprodukts, und die magnetischen Eigenschaften sind etwas geringer als die des Gussprodukts, aber es kann sein Verarbeitbarkeit ist besser. Unter den Permanentmagnetmaterialien hat der gegossene AlNiCo-Permanentmagnet den niedrigsten reversiblen Temperaturkoeffizienten, und die Arbeitstemperatur kann bis zu 600 Grad Celsius betragen. Alnico-Permanentmagnetprodukte werden häufig in verschiedenen Instrumenten und anderen Anwendungsbereichen eingesetzt.

Vorteile

Die Vorteile von AlNiCo-Magneten sind eine hohe Remanenz (bis zu 1,35 T) und ein niedriger Temperaturkoeffizient. Wenn der Temperaturkoeffizient -0,02 %/℃ beträgt, kann die maximale Betriebstemperatur etwa 520℃ erreichen. Der Nachteil ist, dass die Koerzitivkraft sehr gering ist (normalerweise weniger als 160 kA/m) und die Entmagnetisierungskurve nicht linear ist. Obwohl AlNiCo-Magnete leicht magnetisiert werden, lassen sie sich daher auch leicht entmagnetisieren.

Anwendungen

Viele Industrie- und Verbraucherprodukte erfordern starke Permanentmagnete. Beispielsweise verwenden Elektromotoren, E-Gitarren-Tonabnehmer, Mikrofone, Sensoren, Lautsprecher, Wanderfeldröhren, Kuhmagnete usw. alle Alnico-Magnete. Aber jetzt verwenden viele Produkte stattdessen Seltenerdmagnete, da diese Art von Material ein stärkeres Magnetfeld (Br) und ein höheres maximales Energieprodukt (BHmax) liefern kann, wodurch die Größe des Produkts reduziert werden kann.

1.2 Fe-Chrom-Kobalt-Dauermagnetlegierung

Die Hauptbestandteile sind Eisen, Chrom und Kobalt, außerdem enthält es Molybdän und eine geringe Menge Titan und Silizium. Seine Verarbeitungsleistung ist gut und es kann kalt und heiß plastisch verformt werden.Seine magnetischen Eigenschaften ähneln AlNiCo-Permanentmagnetlegierungen, und seine magnetischen Eigenschaften können durch plastische Verformung und Wärmebehandlung verbessert werden. Es wird verwendet, um verschiedene kleine Magnetkomponenten mit kleinem Querschnitt und komplexer Form herzustellen.

2.1 Ferritmagnete

Ferritmagnet ist ein gesintertes Permanentmagnetmaterial, das aus Barium- und Strontiumferrit besteht. Diese Art von magnetischem Material hat nicht nur eine starke Anti-Entmagnetisierungsleistung, sondern auch den Vorteil niedriger Kosten. Ferritmagnete sind starr und spröde und erfordern spezielle Bearbeitungsverfahren. Da der gegenüberliegende Magnet entlang der Herstellungsrichtung ausgerichtet ist, muss er in der genommenen Richtung magnetisiert werden, während der gleichgeschlechtliche Magnet in jeder Richtung magnetisiert werden kann, da er nicht ausgerichtet ist, obwohl eine etwas stärkere magnetische Induktion auf der Seite zu finden ist wo der Druck oft am geringsten ist. Das magnetische Energieprodukt reicht von 1,1 MGOe bis 4,0 MGOe. Ferritmagnete haben aufgrund ihrer geringen Kosten ein breites Anwendungsspektrum, von Motoren, Lautsprechern bis hin zu Spielzeug und Kunsthandwerk.

Materialeigenschaften

Hergestellt durch ein Pulvermetallurgieverfahren, ist der Restmagnetismus gering und die magnetische Permeabilität der Wiederherstellung gering. Große Koerzitivkraft, starke Anti-Entmagnetisierungsfähigkeit, besonders geeignet für Magnetkreisstrukturen unter dynamischen Arbeitsbedingungen. Das Material ist hart und spröde und kann zum Schneiden mit Diamantwerkzeugen verwendet werden. Der Hauptrohstoff ist Oxid, daher ist es nicht leicht zu korrodieren. Arbeitstemperatur: -40°C bis +200°C.

Ferritmagnete werden weiter unterteilt in Anisotropie (Anisotropie) und Isotropie (Isotropie). Das isotrope gesinterte Ferrit-Permanentmagnetmaterial hat schwache magnetische Eigenschaften, aber es kann in verschiedene Richtungen des Magneten magnetisiert werden; Das anisotrope gesinterte Ferrit-Permanentmagnetmaterial hat starke magnetische Eigenschaften, kann jedoch nur entlang der Richtung des Magneten magnetisiert werden. Vorbestimmte Magnetisierungsrichtung Magnetisierung.

Unterschiede zu NdFeB-Magneten

Ein Ferritmagnet ist ein Metalloxid mit ferromagnetischen Eigenschaften. In Bezug auf die elektrischen Eigenschaften ist der spezifische Widerstand von Ferrit viel größer als der von magnetischen Materialien aus Metall und Legierungen, und es hat auch bessere dielektrische Eigenschaften. Die magnetischen Eigenschaften von Ferrit weisen auch eine höhere magnetische Permeabilität bei hohen Frequenzen auf. Daher ist Ferrit ein weit verbreitetes nichtmetallisches magnetisches Material auf dem Gebiet der Hochfrequenz und des schwachen Stroms geworden. Es gehört zu den nichtmetallischen magnetischen Materialien und ist ein Mischoxid (oder Ferrit) aus magnetischem Eisenoxid und einem oder mehreren anderen Metalloxiden. Die Magnetkraft beträgt normalerweise 800-1000 Gauß und wird häufig in Lautsprechern, Lautsprechern und anderen Geräten verwendet.

Die Vorteile von NdFeB-Magneten sind ein hohes Preis-Leistungs-Verhältnis und gute mechanische Eigenschaften; Die Nachteile bestehen darin, dass der Curie-Temperaturpunkt niedrig ist, die Temperatureigenschaften schlecht sind und es leicht pulverisiert und korrodiert werden kann. Es muss angepasst werden, indem seine chemische Zusammensetzung angepasst und Oberflächenbehandlungsmethoden angewendet werden. Die Verbesserung kann die Anforderungen der praktischen Anwendung erfüllen. NdFeB gehörtbis hin zur dritten Generation von Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien. Es hat die Eigenschaften von geringer Größe, geringem Gewicht und starkem Magnetismus. Er ist der Magnet mit dem derzeit besten Leistungs- und Preisverhältnis. Die Vorteile der hohen Energiedichte machen NdFeB-Permanentmagnetmaterialien zu einem weit verbreiteten Einsatz in der modernen Industrie und Elektrotechnik. Im Zustand von blanken Magneten kann die Magnetkraft etwa 3500 Gauss erreichen.

2.2 Gummimagnete

Rubber Magnet ist eine Art Ferrit-Magnetmaterialserie, die aus gebundenem Ferrit-Magnetpulver und synthetischem Kautschuk besteht und durch Extrusionsformen, Kalandrieren, Spritzgießen und andere Verfahren hergestellt wird. Es hat Weichheit, Elastizität und Drehbarkeit. der Magnet. Es kann zu Bändern, Rollen, Blechen, Blöcken, Ringen und verschiedenen komplexen Formen verarbeitet werden.

Ursprüngliche Merkmale

Es ist flexibel, elastisch und biegsam und kann durch Extrusion, Kalandrieren, Spritzgießen, Formen und andere Verfahren zu Rollen, Platten, Streifen, Blöcken, Ringen und verschiedenen komplexen Formen verarbeitet werden. Seine Oberfläche kann auch mit PVC-Folie, beschichtetem Papier, doppelseitigem Klebeband, mit UV-Öl beschichtet oder farbig bedruckt und in verschiedene Formen gestanzt werden.

Verarbeitungsmerkmale

Gummimagnete bestehen aus Magnetpulver (SrO6, Fe2O3), chloriertem Polyethylen (CPE) und anderen Zusätzen (EBSO, DOP) etc. und werden durch Extrusion und Kalandrieren hergestellt. Gummimagnete können homosexuell oder heterosexuell sein und können gebogen, gedreht oder gerollt werden. Es kann ohne weitere Bearbeitung verwendet werden, und die Form kann auf die gewünschte Größe zugeschnitten werden, und es kann auch nach Kundenwunsch mit PVC, Klebstoff, UV-Öl usw. überzogen werden. Sein magnetisches Energieprodukt beträgt 0,60-1,50 MGOe.

Fertigungsprozess

Zutaten→Mischen→Extrusion/Kalandrieren/Spritzgießen→Verarbeitung→Magnetisierung→Inspektion→Verpackung

Leistungstest

Aussehen, Größe, magnetische Eigenschaften, magnetische Polarität, Härte, spezifisches Gewicht, Zugfestigkeit, Alterungsbeständigkeit, Rotationsverhalten

Anwendungsbereich Industrie

Anwendungsgebiete von Gummimagneten: Kühlschränke, Anschlagtafeln, Befestigungselemente zum Befestigen von Gegenständen an Metallkörpern für Werbezwecke usw., Magnetfolien für Spielzeug, Lehrinstrumente, Schalter und Sensoren. Wird hauptsächlich in Branchen wie Mikromotoren, Kühlschränken, Desinfektionsschränken, Küchenschränken, Spielzeug, Schreibwaren und Werbung verwendet.

3.1 Samarium-Kobalt-Magnete

Samarium-Kobalt (SmCo) als Seltenerd-Permanentmagnet der zweiten Generation hat nicht nur ein hohes magnetisches Energieprodukt (14–32 MGOe) und eine zuverlässige Koerzitivkraft, sondern zeigt auch gute Temperatureigenschaften in der Serie der Seltenerd-Permanentmagnete. Im Vergleich zu NdFeB ist SmCo besser geeignet für Arbeiten in Umgebungen mit hohen Temperaturen.

SmCo5 Sm2Co17

Remanenz Br>1,05 T (>10,5 kGs)

Koerzitivkraft der magnetischen Induktion HcB>676kA/m (>8,5 kOe)

Eigenkoerzitivfeldstärke Hcj>1194kA/m (>15kOe)

Maximales Energieprodukt (BH) max>209,96 kJ/m3 (26~30 mgs.Oe)

Br-Temperaturkoeffizient -0,03 %/℃

Reversible magnetische Permeabilität μ 1,03 H/m

Curie-Temperatur Tc 670~850℃

3.2 Neodym-Magnete

Neodym-Magnet, auch bekannt als NdFeB-Magnet (NdFeB-Magnet), ist ein tetragonaler Kristall, der aus Neodym, Eisen und Bor (Nd2Fe14B) gebildet wird. 1982 entdeckte Masato Sagawa von Sumitomo Special Metals Neodym-Magnete. Das magnetische Energieprodukt (BHmax) dieses Magneten ist größer als das des Samarium-Kobalt-Magneten, und es war zu dieser Zeit das Material mit dem größten magnetischen Energieprodukt der Welt. Später entwickelte Sumitomo Special Metals erfolgreich das Pulvermetallurgieverfahren und General Motors entwickelte erfolgreich das Schmelzspinnverfahren, mit dem NdFeB-Magnete hergestellt werden konnten. Diese Art von Magnet ist nach dem absoluten Null-Holmium-Magneten der zweitmagnetischste Permanentmagnet und auch der am häufigsten verwendete Seltenerdmagnet. NdFeB-Magnete werden häufig in elektronischen Produkten wie Festplatten, Mobiltelefonen,

Einstufung

NdFeB wird in gesintertes NdFeB und gebundenes NdFeB unterteilt. Gebundenes NdFeB ist allseitig magnetisch und korrosionsbeständig; und gesintertes NdFeB korrodiert leicht und die Oberfläche muss beschichtet werden. Im Allgemeinen gibt es galvanisiertes, Nickel, umweltfreundliches Zink, umweltfreundliches Nickel, Nickel-Kupfer-Nickel, umweltfreundliches Nickel-Kupfer-Nickel usw. Gesintertes NdFeB wird im Allgemeinen in axiale Magnetisierung und radiale Magnetisierung unterteilt, je nach benötigte Arbeitsfläche.

Chemische Zusammensetzung

NdFeB-Permanentmagnetmaterial ist ein Permanentmagnetmaterial auf Basis der intermetallischen Verbindung Nd2Fe14B. Die Hauptbestandteile sind Seltenerdelemente Neodym (Nd), Eisen (Fe), Bor (B). Unter ihnen ist das Seltenerdelement hauptsächlich Neodym (Nd). Um andere Eigenschaften zu erhalten, kann es teilweise durch andere Seltenerdmetalle wie Dysprosium (Dy) und Praseodym (Pr) ersetzt werden. Eisen kann teilweise auch durch andere Metalle wie Kobalt (Co) und Aluminium (Al) ersetzt werden. Der Gehalt an Bor ist gering, spielt jedoch eine wichtige Rolle bei der Bildung intermetallischer Verbindungen mit tetragonaler Kristallstruktur, wodurch die Verbindungen eine hohe Sättigungsmagnetisierung, eine hohe uniaxiale Anisotropie und eine hohe Curie-Temperatur aufweisen.

Der Seltenerd-Permanentmagnet NdFeB der dritten Generation ist der stärkste Permanentmagnet unter den zeitgenössischen Magneten. Seine Hauptrohstoffe sind Seltenerdmetall Neodym 29%-32,5%, Metallelement Eisen 63,95-68,65%, Nichtmetallelement Bor 1,1-1,2% und Dysprosium 0,6-8% Niob 0,3-0,5% Aluminium 0,3-0,5% Kupfer 0,05 -0,15 % und andere Elemente.

Prozessablauf

Technologischer Prozess: Batching → Schmelzbarren/Spinnen → Pulverherstellung → Pressen → Sintern und Anlassen → Magnetprüfung → Schleifen → Stiftschneiden → Galvanisieren → fertiges Produkt. Die Zutaten sind die Basis, und das Sintern und Tempern ist der Schlüssel.

NdFeB-Magnetrohling-Produktionswerkzeuge und Leistungsprüfwerkzeuge: Schmelzofen, Bandofen, Backenbrecher, Strahlmühle, Formpressmaschine, Vakuumverpackungsmaschine, isostatische Pressmaschine, Sinterofen, Wärmebehandlungs-Vakuumofen, magnetisches Leistungsprüfgerät, Gaussmeter.

NdFeB-Magnetbearbeitungswerkzeuge: Centerless-Schleifmaschine, Rundmaschine, Doppelendschleifmaschine, Flachschleifmaschine, Schneidemaschine, Doppelseitenschleifmaschine, Drahtschneiden, Tischbohrmaschine, Spezialschleifmaschine usw.

Anwendung

Gesinterte NdFeB-Permanentmagnetmaterialien haben hervorragende magnetische Eigenschaften und werden häufig in Elektronik, elektrischen Maschinen, medizinischen Geräten, Spielzeug, Verpackungen, Hardwaremaschinen, Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen eingesetzt. Die gebräuchlichsten sind Permanentmagnetmotoren, Lautsprecher, Magnetabscheider, Computerlaufwerke, Geräte für Magnetresonanztomographie usw.