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通俗科普:稀土钕磁体和铁氧体磁体

人气:发表时间:2019-06-28

    磁铁我们都知道,它是产生磁场的物体。这些磁场使磁铁能够在不接触金属的情况下从远处吸引某些金属。有些磁铁是自然产生的,有些是人造的。虽然有许多不同类型的磁铁,但最受欢迎的两种人造磁铁是铁氧体磁铁和稀土钕磁铁。
    稀土磁铁跟铁氧体磁铁优点和缺点介绍
    稀土磁体和铁氧体磁体都是永磁体的类型,它们都是由一种材料构成的,这种材料一旦带有磁荷,除非受到损伤,否则会保持多年的磁性。然而,并非所有的永磁体都是一样的。稀土和铁氧体磁体的强度和回弹性各不相同,因为它们是由不同的金属合金制成的。
    铁氧体磁铁
    多年来,所有磁体都是天然磁体,比如天然磁石(lodestone),它是一种具有磁性的铁矿石。1952年,磁体首次由铁氧体制成。通过用铁氧体制造磁铁,工程师们能够把磁铁做成任何他们想要的形状。通过将精心制造的混合物制成铁氧体磁铁,可以产生比自然界更强大的磁场。铁氧体磁铁更便宜,更强大,很快变得流行。铁氧体磁体也被称为硬铁氧体磁体或铁磁体。它们是由锶或钡铁氧体制成的。
    稀土磁铁
    稀土磁体有两种类型:钴钐磁体(SmCo)和钕铁硼磁体(NdFeB)。SmCo和钕铁硼磁铁之所以被称为“稀土”,是因为它们是由元素周期表中的稀土(镧系)元素构成的。SmCo磁体是在20世纪70年代开发的,是首批生产的稀土磁体。钕铁硼磁铁于1984年上市。
    铁氧体与稀土磁体的相对强度
    磁体产生的磁场强度用BHmax或最大能量积来量化,BHmax或最大能量积用兆高斯奥斯特(MGOe)来测量。BHmax越高,磁铁的力量就越大。铁氧体磁体的BHmax为3.5,SmCo的BHmax为26,钕铁硼是最强大的稀土磁体,BHmax为40。
    铁氧体对稀土磁体热应力的相对电阻
    磁体在加热到一定温度(即Tmax)后会开始失去强度,因此不应在该温度以外操作。然而,当冷却到Tmax以下时,它们将重新获得力量。铁氧体磁体的Tmax为300摄氏度,SmCo磁体的Tmax为300摄氏度,钕铁硼磁体的Tmax为150摄氏度。如果磁铁被加热的温度远远超过Tmax,它最终会在被称为Tcurie的温度下被退磁。当磁铁加热到特居里以外的地方时,一旦冷却就无法恢复。铁氧体磁体的t居里值为460摄氏度,SmCo的t居里值为750摄氏度,钕铁硼的t居里值为310摄氏度。
    铁氧体与稀土磁体的相对耐久性
    磁铁除了能抵抗热应力外,还能抵抗其他应力。钕铁硼磁铁易碎,难以加工。它们也很容易腐蚀。SmCo磁体的脆性稍低,也难以加工,但耐腐蚀性高。SmCo磁体也是最昂贵的磁体类型。铁氧体磁体比SmCo和钕铁硼磁体成本低,具有良好的抗退磁和耐腐蚀性能。
    各自的优点
    铁氧体和钕磁铁各有不同的好处。铁氧体磁体易磁化。它们非常耐腐蚀,一般不需要额外的涂层进行防腐。它们能抵抗外界磁场的消磁。它们比天然磁铁强,尽管许多其他类型的磁铁比它们强。它们相对便宜。钕磁铁是所有永磁体中最强大的。一块钕磁铁比同等大小的任何其他类型的磁铁都能举起更多的东西。它们极耐外界磁场的退磁。
    各自的缺点
    铁氧体和钕磁铁也有不同的缺点。铁氧体磁体非常脆弱,很容易破碎。它们不能用在承受很大压力或弯曲的机械上。如果暴露在高温下(超过480华氏度),它们就会被消磁。它们只有中等强度的磁场,不适合需要强磁场的应用。钕磁铁相对来说比铁氧体磁铁贵。它们很容易生锈,必须采取额外的措施来保护它们不受腐蚀。钕磁铁也非常脆弱,在压力下会破裂。如果暴露在175到480华氏度以上(具体取决于使用的合金),它们就会失去磁性。
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    钕铁硼异形强磁体            铁氧体永磁体
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