Величины приведены в соответствии с общепринятым употреблением в литературе [11], [12] и спецификацией IEC на магнитотвёрдые материалы [13]. Числа, отмеченные скобками, взяты из списка источников в конце страницы.
Магнит AlNiCo
Постоянный магнит из алюминия, никеля и кобальта (с добавлением железа и других элементов), изготавливаемый литьём или спеканием. Его главное достоинство — температурная стабильность: производители указывают максимальные рабочие температуры от 450 до 550 °C в зависимости от марки [4]. Коэрцитивная сила у него невысока, поэтому он легко размагничивается встречными полями и обычно изготавливается вытянутым в направлении намагничивания.
См. также: Коэрцитивная сила по намагниченности (Hcj) Максимальная рабочая температура Параметр Pc (permeance coefficient)
Анизотропный магнит
Магнит, кристаллы которого были ориентированы магнитным полем при прессовании, благодаря чему у него есть преимущественное направление намагничивания, заданное при изготовлении. Он даёт более высокое энергетическое произведение, чем изотропный магнит из того же материала, но намагничивается только вдоль этого направления. Спечённые магниты NdFeB и SmCo анизотропны; ферритовые магниты и магнитопласты выпускаются в обоих вариантах [11], [12].
См. также: Направление намагничивания Магнитопласт (связанный магнит) Спечённый магнит
Магнитопласт (связанный магнит)
Магнит из магнитного порошка, смешанного со связующим, например с каучуком, пластиком или смолой. Его можно формовать или экструдировать в изделия сложной формы, тонкие сечения и гибкие формы с хорошими допусками, но магнитные характеристики у него ниже, чем у полностью плотного спечённого магнита из того же материала.
См. также: Гибкий магнит Спечённый магнит Анизотропный магнит
Покрытие
Тонкий защитный слой на поверхности магнита. Спечённый NdFeB легко корродирует и почти всегда имеет покрытие, чаще всего никель-медь-никелевое; применяются также эпоксидное, цинковое и другие покрытия. Покрытие влияет на коррозионную стойкость, внешний вид и, незначительно, на размеры и массу. Магнитную марку оно не меняет.
См. также: Неодимовый магнит (NdFeB) Усилие отрыва (удерживающая сила)
Коэрцитивная сила по индукции (Hcb)
Напряжённость встречного магнитного поля, необходимая для того, чтобы свести магнитную индукцию B в магните к нулю, то есть точка пересечения кривой размагничивания с осью H. Её называют также нормальной коэрцитивной силой; она всегда меньше или равна коэрцитивной силе по намагниченности Hcj.
См. также: Коэрцитивная сила по намагниченности (Hcj) Кривая размагничивания
Температура Кюри (Tc)
Температура, выше которой ферромагнитный материал теряет остаточную намагниченность. Для спечённого NdFeB она составляет около 310–340 °C [1]; для SmCo она намного выше: около 700–850 °C в зависимости от типа [3]. Магнит необходимо эксплуатировать значительно ниже температуры Кюри: допустимая рабочая температура ограничивается размагничиванием гораздо раньше.
См. также: Максимальная рабочая температура Колено кривой размагничивания
Кривая размагничивания
Участок петли гистерезиса B–H во втором квадранте, идущий от остаточной индукции Br на оси B до коэрцитивной силы на оси H. Она показывает, как снижается индукция при приложении встречного поля, и является основным графиком при проектировании магнитов. Производители публикуют её для нескольких температур; для окончательного расчёта всегда следует использовать кривую именно той марки, которая будет применена.
См. также: Колено кривой размагничивания Рабочая точка и линия нагрузки Остаточная индукция (Br)
Направление намагничивания
Направление, в котором намагничен магнит, например по толщине, по диаметру, по длине, радиально или с несколькими полюсами на одной грани. У анизотропных магнитов оно задаётся ориентацией при прессовании и впоследствии не может быть выбрано произвольно, поэтому его необходимо указывать при заказе.
См. также: Анизотропный магнит Сборка Халбаха
Ферритовый (керамический) магнит
Керамический постоянный магнит, как правило на основе феррита стронция (SrFe₁₂O₁₉). Он недорог, коррозионно стоек и является электрическим изолятором, но по энергетическому произведению уступает редкоземельным магнитам. В отличие от других магнитов его коэрцитивная сила при охлаждении снижается, поэтому для него особенно опасны низкие, а не высокие температуры [5], [7].
См. также: Коэрцитивная сила по намагниченности (Hcj) Обратимый температурный коэффициент (α, β) Гибкий магнит
Напряжённость поля (H): А/м и эрстед
Намагничивающее поле, создаваемое электрическими токами или другими магнитами. Единица СИ — ампер на метр (A/m), единица СГС — эрстед (Oe), при этом 1 Oe = 1000/4π A/m ≈ 79,577 A/m. Значения коэрцитивной силы указывают в этих единицах, в kA/m или kOe.
См. также: Магнитная индукция (B): тесла и гаусс Коэрцитивная сила по индукции (Hcb) Коэрцитивная сила по намагниченности (Hcj)
Гибкий магнит
Связанный ферритовый магнит на каучуковой или пластиковой основе, поставляемый в виде полос, лент, листов или рулонов, гладкий либо с самоклеящимся или ПВХ-ламинированным слоем. Его легко резать и изгибать, магнитные характеристики невысоки. Температурный предел определяется связующим и клеем, а не магнитным порошком; по данным производителей лент и полос, испытанный предел составляет около 70 °C [6].
См. также: Магнитопласт (связанный магнит) Ферритовый (керамический) магнит Максимальная рабочая температура
Магнитная индукция (B): тесла и гаусс
Интенсивность магнитного поля, выраженная как поток на единицу площади (плотность магнитного потока). Единица СИ — тесла (T), единица СГС — гаусс (G), при этом 1 T = 10 000 G. Поверхностное поле, измеренное гауссметром, не равно остаточной индукции Br: оно зависит от формы магнита и расстояния до датчика.
См. также: Магнитный поток (Φ) Напряжённость поля (H): А/м и эрстед Остаточная индукция (Br)
Марка (N35, N42, …)
Обозначение марки магнита, например N42 или N42SH. Для неодима число приблизительно равно максимальному энергетическому произведению в MGOe, а буквы, если они есть, указывают класс по коэрцитивной силе и температуре. Обозначения марок широко используются разными производителями, однако точные свойства у поставщиков различаются, поэтому всегда следует сверяться с техническим описанием конкретного поставщика.
См. также: Суффикс марки (M, H, SH, UH, EH, AH) Максимальное энергетическое произведение (BH)max
Суффикс марки (M, H, SH, UH, EH, AH)
Буквы после числа в обозначении неодимовой марки. В порядке возрастания коэрцитивной силы по намагниченности это: без суффикса (стандартная N), M, H, SH, UH, EH и AH. Типичные максимальные рабочие температуры составляют соответственно около 80, 100, 120, 150, 180, 200 и 220 °C [1]. Это справочные значения для магнита при благоприятной рабочей точке, а марки с очень высокой энергией внутри суффикса рассчитаны примерно на 10 K ниже. Для непрерывной эксплуатации см. Подбор по температуре.
См. также: Марка (N35, N42, …) Коэрцитивная сила по намагниченности (Hcj) Максимальная рабочая температура
Сборка Халбаха
Система магнитов, направления намагничивания которых поворачиваются ступенчато, так что поле концентрируется с одной стороны сборки и в идеале гасится с другой. Применяется в некоторых двигателях, магнитных муфтах, линейных транспортных системах и лабораторных магнитах.
См. также: Направление намагничивания Магнитная цепь
Тяжёлые редкоземельные элементы (Dy, Tb)
Диспрозий и тербий добавляют в NdFeB для повышения коэрцитивной силы по намагниченности, что делает возможными высокотемпературные суффиксы. Они относительно редки и дороги, поэтому марки с повышенной коэрцитивной силой обычно стоят дороже стандартных.
См. также: Коэрцитивная сила по намагниченности (Hcj) Суффикс марки (M, H, SH, UH, EH, AH)
Коэрцитивная сила по намагниченности (Hcj)
Напряжённость встречного поля, необходимая для того, чтобы свести к нулю намагниченность самого материала. Это истинная мера сопротивления материала размагничиванию и главное свойство, определяющее температурные возможности марки: чем выше Hcj, тем выше допустимая рабочая температура. Буквы суффикса неодимовых марок обозначают классы с возрастающей Hcj.
См. также: Коэрцитивная сила по индукции (Hcb) Суффикс марки (M, H, SH, UH, EH, AH) Тяжёлые редкоземельные элементы (Dy, Tb)
Необратимые потери
Постоянная потеря намагниченности, которая не восстанавливается при остывании магнита или снятии встречного поля. Возникает, когда рабочая точка опускается ниже колена, например под действием нагрева или встречного поля. Такие потери часто можно устранить повторным намагничиванием; потери, вызванные металлургическими изменениями или коррозией, устранить нельзя.
См. также: Колено кривой размагничивания Обратимый температурный коэффициент (α, β) Временные (долговременные) потери
Магнитный замыкатель (якорь)
Деталь из мягкого железа или стали, устанавливаемая поперёк полюсов магнита для замыкания его магнитной цепи. Она повышает параметр Pc, помогает защитить магнит от потерь при хранении и транспортировке и уменьшает поле рассеяния.
См. также: Магнитная цепь Параметр Pc (permeance coefficient)
Колено кривой размагничивания
Точка, в которой кривая размагничивания переходит от почти прямой линии к крутому спаду. Пока рабочая точка остаётся выше колена, изменения обратимы; если она опускается ниже колена, часть намагниченности теряется безвозвратно. С ростом температуры колено смещается вверх по кривой, поэтому нагретые тонкие магниты находятся в зоне риска.
См. также: Кривая размагничивания Рабочая точка и линия нагрузки Необратимые потери
Магнитная цепь
Путь, по которому магнитный поток проходит через магнит, воздушные зазоры и любые стальные детали. Замкнутая стальная цепь с малыми зазорами обеспечивает магниту высокий параметр Pc и повышает его стойкость к размагничиванию; у магнита на открытом воздухе Pc низкий.
См. также: Параметр Pc (permeance coefficient) Магнитный замыкатель (якорь) Рабочая точка и линия нагрузки
Магнитный поток (Φ)
Полное магнитное поле, проходящее через заданную площадь. Для однородного поля, перпендикулярного площади, Φ = B × A. Единица измерения — вебер (Вб) в СИ и максвелл (Мкс) в СГС, при этом 1 Вб = 10⁸ Мкс. Катушка или датчик реагируют на поток, а не только на магнитную индукцию.
См. также: Магнитная индукция (B): тесла и гаусс Остаточная индукция (Br)
Максимальное энергетическое произведение (BH)max
Наибольшее произведение B и H на кривой размагничивания. Это обычный единый показатель для сравнения силы магнитных материалов, который указывают в MGOe или kJ/m³ (1 MGOe ≈ 7,9577 kJ/m³). Для идеальной прямолинейной кривой размагничивания оно равно Br²/(4μ₀). Число в обозначении неодимовой марки приблизительно равно этому значению в MGOe: N42 — это около 42 MGOe, или около 334 kJ/m³. Высокое энергетическое произведение мало говорит о температурной стойкости, которая определяется главным образом коэрцитивной силой.
См. также: Остаточная индукция (Br) Коэрцитивная сила по намагниченности (Hcj) Марка (N35, N42, …)
Максимальная рабочая температура
Ориентировочное значение наибольшей температуры, при которой, по данным производителя, можно применять марку. Это не точный предел: он зависит от формы магнита и его магнитной цепи и не указывает, как долго магнит может находиться при этой температуре [9], [10]. Для непрерывной круглосуточной эксплуатации требуется запас относительно этого значения из-за временных потерь [8]. Наш Подбор по температуре применяет именно этот подход.
См. также: Суффикс марки (M, H, SH, UH, EH, AH) Временные (долговременные) потери Параметр Pc (permeance coefficient)
Неодимовый магнит (NdFeB)
Магнит на основе соединения Nd₂Fe₁₄B. Обладает наибольшим энергетическим произведением среди серийно выпускаемых постоянных магнитов. Чувствителен к нагреву (см. суффиксы марок) и коррозии, поэтому, как правило, имеет покрытие. Его температура Кюри составляет около 310–340 °C [1].
См. также: Суффикс марки (M, H, SH, UH, EH, AH) Покрытие Температура Кюри (Tc)
Рабочая точка и линия нагрузки
Линия нагрузки — это прямая, проведённая из начала координат, наклон которой задаётся параметром Pc. Точка её пересечения с кривой размагничивания является рабочей точкой (Bd, Hd) магнита в его цепи. При изменении температуры или встречного поля рабочая точка смещается; если она опускается ниже колена, потери необратимы.
См. также: Параметр Pc (permeance coefficient) Колено кривой размагничивания Кривая размагничивания
Параметр Pc (permeance coefficient)
Число, описывающее, как геометрия магнита и его цепи нагружают магнит: Pc = −Bd/(μ₀·Hd). У высокого узкого магнита или магнита в замкнутой стальной цепи Pc высокий; у тонкого широкого магнита на открытом воздухе — низкий. При низком Pc рабочая точка лежит ниже на кривой размагничивания, поэтому магнит легче размагничивается при нагреве [9].
См. также: Рабочая точка и линия нагрузки Магнитная цепь Колено кривой размагничивания
Усилие отрыва (удерживающая сила)
Усилие, необходимое для того, чтобы оторвать магнит по нормали от толстой, плоской, чистой стальной пластины; обычно указывается в кгс, lbf или Н и измеряется в идеальных условиях. В реальной эксплуатации оно ниже из-за воздушных зазоров, покрытий, шероховатых, тонких или изогнутых поверхностей, марки стали и температуры. Усилие, необходимое для сдвига магнита вбок (сдвиг), как правило, намного меньше усилия прямого отрыва.
См. также: Покрытие Магнитная индукция (B): тесла и гаусс
Остаточная индукция (Br)
Индукция, остающаяся в магните после снятия намагничивающего поля, измеренная в замкнутой цепи. Это наибольшее значение на кривой размагничивания; её указывают в тесла или килогауссах. Она задаёт потенциал магнита, но фактическое поле в воздухе зависит от формы и расстояния.
См. также: Магнитная индукция (B): тесла и гаусс Максимальное энергетическое произведение (BH)max Кривая размагничивания
Обратимый температурный коэффициент (α, β)
Относительное изменение остаточной индукции α(Br) и коэрцитивной силы по намагниченности β(Hcj) в процентах на кельвин, которое восстанавливается при возврате магнита к исходной температуре. Типичные значения: спечённый NdFeB α ≈ −0,11 %/K и β ≈ −0,60 %/K [1], [2]; SmCo₅ α ≈ −0,05 %/K и Sm₂Co₁₇ α ≈ −0,035 %/K [3]; феррит α ≈ −0,18 %/K, при этом его коэрцитивная сила с температурой растёт [5]. Значения представляют собой линейное приближение и применимы только в том случае, если рабочая точка остаётся выше колена.
См. также: Необратимые потери Колено кривой размагничивания Максимальная рабочая температура
Самарий-кобальтовый магнит (SmCo)
Редкоземельный магнит двух семейств: SmCo₅ (1:5) и Sm₂Co₁₇ (2:17). Обладает высокой температурной стабильностью и хорошей коррозионной стойкостью; он более хрупок и, как правило, дороже неодимового. Производители указывают максимальные рабочие температуры около 250 °C для SmCo₅ и 300 °C для Sm₂Co₁₇, а также доступен тип на 350 °C [3].
См. также: Максимальная рабочая температура Температура Кюри (Tc) Неодимовый магнит (NdFeB)
Спечённый магнит
Магнит, изготовленный прессованием магнитного порошка (при анизотропии — с ориентацией в поле) и спеканием при высокой температуре до плотного монолита, который затем шлифуют или режут до нужного размера. Спечённые NdFeB, SmCo и феррит обеспечивают наивысшие магнитные свойства среди магнитов из соответствующих материалов. Они твёрдые и хрупкие, поэтому при обращении существует риск сколов.
См. также: Магнитопласт (связанный магнит) Анизотропный магнит
Спин-переориентационный переход
Изменение кристаллической анизотропии Nd₂Fe₁₄B при температуре около −138 °C (135 K). Ниже этой температуры магнитный поток спечённого магнита NdFeB может снижаться примерно до 14 %, а при последующем нагреве потери восстанавливаются [7]. Это важно главным образом для криогенных применений.
См. также: Неодимовый магнит (NdFeB) Обратимый температурный коэффициент (α, β)
Временные (долговременные) потери
Медленное снижение магнитного потока в спечённом NdFeB, которое продолжается при постоянной повышенной температуре примерно пропорционально логарифму времени. В докторской диссертации экстраполированные потери за 30 лет оставались ниже 1 % только при температуре ниже критической, которая росла с коэрцитивной силой (около 80–220 °C для четырёх материалов при параметре Pc, равном 1,1). Выше неё потери росли с температурой [8].
См. также: Максимальная рабочая температура Необратимые потери
По вашему запросу ничего не найдено.
