在産品設計中，有這樣一種特殊材料，既讓人愛，又讓人恨，那就是磁性材料。不少設計師的黑科技設計都采用了這樣一種材料，比如我們接觸普遍的磁懸浮産品設計創意，無疑就是采用了這樣的材料設計。那麼對于磁性材料，你了解多少？

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什麼是磁性材料

物質大都是由分子組成的，分子是由原子組成的,原子又是由原子核和電子組成的。在原子内部,電子不停地自轉，并繞原子核旋轉，電子的這兩種運動都會産生磁性。但是在大多數物質中，電子運動的方向各不相同、雜亂無章，磁效應相互抵消。因此，大多數物質在正常情況下，并不呈現磁性。

鐵、钴、鎳或鐵氧體等鐵磁類物質有所不同，它内部的電子自旋可以在小範圍内自發地排列起來，形成一個自發磁化區，這種自發磁化區就叫磁疇。鐵磁類物質磁化後，内部的磁疇整整齊齊、方向一緻地排列起來,使磁性加強，就構成磁鐵了。磁鐵的吸鐵過程就是對鐵塊的磁化過程，磁化了的鐵塊和磁鐵不同極性間産生吸引力，鐵塊就牢牢地與磁鐵“粘”在一起了。

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磁性能參數

飽和磁感應強度Bs：其大小取決于材料的成分，它所對應的物理狀态是材料内部的磁化矢量整齊排列。

剩餘磁感應強度Br：是磁滞回線上的特征參數，H回到0時的B值。

矩形比：Br∕Bs

矯頑力Hc：是表示材料磁化難易程度的量，取決于材料的成分及缺陷（雜質、應力等）。

磁導率μ：是磁滞回線上任何點所對應的B與H的比值，與器件工作狀态密切相關。

居裡溫度Tc：鐵磁物質的磁化強度随溫度升高而下降，達到某一溫度時，自發磁化消失，轉變為順磁性，該臨界溫度為居裡溫度。它确定了磁性器件工作的上限溫度。

損耗P：磁滞損耗Ph及渦流損耗Pe P = Ph Pe = af bf2 c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ 降低，降低磁滞損耗Ph的方法是降低矯頑力Hc；降低渦流損耗Pe 的方法是減薄磁性材料的厚度t 及提高材料的電阻率ρ。在自由靜止空氣中磁芯的損耗與磁芯的溫升關系為：總功率耗散（mW）/表面積（cm2）

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磁性材料的分類及應用

磁性材料是應用廣泛、品種繁多的重要功能材料，按應用類型可以分為軟磁、永磁等材料。

永磁材料，是具有寬磁滞回線、高矯頑力、高剩磁，一經磁化即能保持恒定磁性的材料。又稱硬磁材料。實用中，永磁材料工作于深度磁飽和及充磁後磁滞回線的第二象限退磁部分。常用的永磁材料分為鋁鎳钴系永磁合金、鐵鉻钴系永磁合金、永磁鐵氧體、稀土永磁材料和複合永磁材料。

軟磁材料，具有低矯頑力和高磁導率的磁性材料。軟磁材料易于磁化，也易于退磁，廣泛用于電工設備和電子設備中。應用最多的軟磁材料是鐵矽合金(矽鋼片)以及各種軟磁鐵氧體等 。

永磁材料的應用：

①基于電磁力作用原理的應用主要有：揚聲器、話筒、電表、按鍵、電機、繼電器、傳感器、開關等。②基于磁電作用原理的應用主要有：磁控管和行波管等微波電子管、顯像管、钛泵、微波鐵氧體器件、磁阻器件、霍爾器件等。③基于磁力作用原理的應用主要有：磁軸承、選礦機、磁力分離器、磁性吸盤、磁密封、磁黑闆、玩具、标牌、密碼鎖、複印機、控溫計等。其他方面的應用還有：磁療、磁化水、磁麻醉等。

軟磁材料的應用：

主要用于磁性天線、電感器、變壓器、磁頭、耳機、繼電器、振動子、電視偏轉轭、電纜、延遲線、傳感器、微波吸收材料、電磁鐵、加速器高頻加速腔、磁場探頭、磁性基片、磁場屏蔽、高頻淬火聚能、電磁吸盤、磁敏元件(如磁熱材料作開關)等。

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不同磁性材料的特點及加工工藝

幾種常用磁鐵的磁力從大到小排列為：钕鐵硼磁鐵、钐钴磁鐵、鋁鎳钴磁鐵、鐵氧體磁鐵。

钕鐵硼永磁材料

钕鐵硼（NdFeB）永磁材料是1983年問世的高性能永磁材料。

優點：1. 磁性能高于稀土钴永磁，剩餘磁感應強度，磁感應矯頑力，最大磁能積都很高，是目前磁性能最好的永磁體；2. 性價比高，由于钕在稀土中的含量是钐的十幾倍，鐵與硼的價格也很便宜，同時又不含戰略物資钴。這也是為什麼钕鐵硼迅速得到廣泛運用推廣的原因。

缺點：1. 居裡溫度低，溫度系數高，因而在高溫下使用時磁損失較大且磁性能熱穩定性較差；2. 由于含有大量的鐵和钕，容易鏽蝕。

钐钴磁鐵

钐钴磁鐵又稱钐钴磁鋼、钐钴永磁體、钐钴永久磁鐵、钐钴強磁鐵、稀土钴永磁等。是由钐、钴和其它金屬稀土材料經配比，溶煉成合金，經粉碎、壓型、燒結後制成的一種磁性材料。具有高磁能積、極低的溫度系數。最高工作溫度可達350℃，負溫不限，在工作溫度180℃以上時，其最大磁能積及溫度穩定性和化學穩定性均超過钕鐵硼永磁材料。具有很強的抗腐蝕和抗氧化性；所以被廣泛應用在航空航天、國防軍工、微波器件、通訊、醫療設備、儀器、儀表、各種磁性傳動裝置、傳感器、磁處理器、電機、磁力起重機等。

钐钴磁鐵生産流程：配料 → 熔煉制錠→ 制粉 → 壓型 → 燒結回火 → 磁性檢測 → 磨加工 →切銷加工 → 成品。

钐钴磁鐵形狀：圓片、圓環、方片、方條、瓦形、特殊形狀可根據要求加工。

鋁鎳钴磁鐵

鋁鎳钴磁鐵特點：是由鋁、鎳、钴、鐵和其它微量金屬元素構成的一種合金。鑄造工藝可以加工生産成不同的尺寸和形狀，可加工性好。鑄造鋁鎳钴永磁有着最低可逆溫度系數，工作溫度可高達600℃以上。鋁鎳钴永磁産品廣泛應用于各種儀器儀表和其他應用領域。

鋁鎳钴磁鐵分類：可分為鑄造鋁鎳钴和燒結鋁鎳钴兩大類。

鋁鎳钴應用場所：鑄造鋁鎳钴産品主要應用于汽車零件、儀器儀表、電聲、電機、教學以及航天航空軍用等領域，具有溫度系數低、耐高溫、耐潮濕、不易氧化以及工作穩定性好等優點。燒結鋁鎳钴采用粉末冶金的方法生産而成，适合于生産形狀複雜、輕、薄、小的産品，廣泛應用于儀器儀表、通訊、磁電開關及各種傳感器。

鋁鎳钴磁鐵形狀：可生産圓柱形、圓環形、長方體形、扁形、瓦形、馬蹄形。

鐵氧體磁鐵

特點：它主要原料包括BaFe12O19和SrFe12O19。通過陶瓷工藝法制造而成，質地比較硬，屬脆性材料，由于鐵氧體磁鐵有很好的耐溫性、價格低廉、性能适中，已成為應用最為廣泛的永磁體。

特性：具有較高的磁性能，較好的時間穩定性和較低的溫度系數。

鐵氧體磁鐵應用場所：廣泛應用于電表、儀表、電機、自動控制、微波器件、雷達和醫療器械等。

鐵氧體磁鐵充磁方向：可軸向、徑向或按要求充磁。

鐵氧體磁鐵形狀：可生産圓柱形、圓環形、長方體形、扁形、瓦形，斧狀。

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