磁石基本特性

磁石基本特性

磁石基本特性

十九世紀-二十一世紀永磁體磁能的改進

磁體材料 化學成分 (BH)max 年代
(KJ/m3) MGOe
C-鋼 1C-余Fe 2 0.25 19世紀末
Cr-鋼 3.5Cr-1C-Fe 余 2.4 0.3 20世紀初
W-鋼 1.85Co-3.75Cr-5w-0.75C-Fe 余 5.5 0.7 20世紀初
Co-鋼 38Co-3.8Cr-5W-0.75C-Fe 余 7.8 0.98 1910
Fe-Cr-Co 10Co-30Cr-Fe 余 8 1 1920
Fe-Ni-Al 25Ni-10Al-Fe 余 10 1.3 1932
Alnico 12Al-21Ni-5Co-3Cu-Fe 余 11 1.4 1939
Alnico5 8Al-14Ni-24Co-3Cu-Fe 余 44 5.5 1946
Alnico 柱晶 7Al-14Ni-40Co-3Cu-7, 5Ti-Fe 余 105 13.2 1967
鋇鐵氣體 0.4Ba-0.6Fe2O3 8.4 1.1 1948
鍶鐵氣體 0.4Sr-0.6Fe2O3 27 3.4 1985
鑭鈷鐵氣體 41 5.2 1997
Sm-Co SmCo5型 / 34Sm-66Co 24 3 1967
160 20 1970
233 28 1981
Sm2Co17型 / 23Sm-77Co 223 28 1974
263 33 1981
Nd-Fe-B 型 Nd2F14B 型 278 35 1982
406 51 1986
444 55.8 1999
Sm-Fe-N Sm2Fe17Nx磁粉 175 22 1991
255 32 1992
382 48 1999

磁滯曲線圖

在磁鐵材料(指永久磁石),在下圖中之第二象限為磁石”退磁B-H曲線”之磁特性現象。

  • H:外加磁場 (Oe)
  • 4πM:感應磁化量 (Gs)
  • B=H+4πM:磁束密度 (Gs)
  • Hc:矯頑磁力 (Oe)
  • iHc:本質矯頑磁力 (Oe)
  • Br:殘留磁束密度 (Gs)
單位名稱 中文名稱 英文名稱
Br 殘留磁通密度(剩磁感應強度) Residual Induction
iHc 固有保磁力(內稟矯頑力) Intrinsic Coercive Forcc
bHc 保磁力(矯頑力) Coercive Force
(BH) max 最大磁能積 Max.Energy Product

註解:

  • 殘留磁通密度Br:外加一激磁源使永久磁鐵磁化,當激磁源消失後,永久磁鐵還會保有磁性,此時的磁通密度就稱為殘留磁通密度 (Residual Induction)。
  • 矯頑磁力Hc:當外加激磁源再往負方向增加,則磁通密度會沿著減磁曲線下降,降到磁通密度為零的磁場強度就稱為矯頑磁力 (Coervive force)。
  • 能量積:磁滯曲線上,磁通密度B與磁場強度H相乘的絕對值就稱為能量積 (Energy product),其最大值就稱為最大能量積(BH)max,為評估永久磁鐵性能的一種指標。
  • 磁特性指標單位換算

    在各種公制指標單位換算

  • 名稱 SI制 CGS制 SI -> CGS
    FLUX(Φ) Volt-Second (weber) Gauss-cm2(Maxwell) 1V-S=108G-cm 21wb=10 8Mx
    FLUX

    DENSITY(B)

    Tesla Gauss 1T=10KG
    FLELD

    STRENGTH (H)

    Ampere-turn / meter Oersted 1A/m=4π/103Oe

    1KA/M ≒ 1/80KOe

    MAGNETIC ENERGY PRODUCT(BH)max Joule/meter3 Gauss-Oersted 1j/m3=

    4πx10GOe

    1Kj/m3≒

    1/80MGOe

不同材質之居禮溫度及最高工作溫度

永久磁石會因材質成分不同,而會造成磁石在工作環境中高溫狀況、會有退磁現象,舉例下列各材質之最高工作溫度、但最終還是要再依磁石之尺寸、形狀進行高溫退磁率測試。

材料 居禮溫度

(。C )

最高工作溫度

(。C )

ALNICO 5 720. 525.
HARD FERRITE 450. 200.
SmCO 5 725. 300.
Nd 2 Fe 14B 310. 150.
SmFeN 475. 210.

不同材質之居禮溫度及最高工作溫度

例子:N-48 (NdFeB Sintered)

例子:H-33 UH (NdFeB Sintered)

參考資料:

http://www.teslar-tech.com.tw/feature.html

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