充磁和退磁

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充磁和退磁

充磁和退磁

    1.磁铁在被击退的瞬间击落吗?
    2.磁化每种磁铁材料需要多少能量?
    3.环形磁铁上磁极密度的极限是多少? 例如,在环上,1.0“OD乘0.5”ID,最大极数是多少?
    4.什么是磁化过程?
    5.当磁铁以行(例如s子)运输时,正确的方法是什么?
    6.为什么我的磁铁磁性读数低?
    7.为什么在高能材料中开发多极OD / ID磁化模式如此困难?


1.磁铁在被击退的瞬间击落吗?

    磁通线不能彼此交叉,因此排斥中的磁体产生径向向量,其强度随着磁体彼此接近而增加。 在磁通密度的径向分量的幅度超过磁畴的矫顽力的程度上,磁体的性质将发生变化。 这些变化是由于这些域的重新定向。
    诸如Nd-Fe-B,Sm-Co,陶瓷和粘结Nd-Fe-B的材料通常将看到非常小的永久变化(如果有的话)。 这将作为外部通量密度的变化以及磁路可用的总通量而显着。 在第二象限正常曲线中具有“膝盖”的磁体,例如Alnico 5或真正的陶瓷5,可以看到经历显着的退磁。


    2.磁化每种磁铁材料需要多少能量?


    为了使磁体完全饱和,其必须暴露于足够幅度的磁化场达足够长的时间以定向所有磁体质量。
Alnico需要3000+ Oersteds - 可能需要更长的脉冲时间来克服大部分的涡流。 陶瓷需要10,000+奥斯特。 Sm-Co通常需要20,000+奥斯特,但在某些等级上可能需要超过40,000+ Oersteds。 Nd-Fe-B通常需要30,000+奥斯特,但在某些等级上可能需要超过40,000+奥斯特。 粘结的Nd-Fe-B或NeoForm需要35,000+奥斯特。


3.环形磁铁上磁极密度的极限是多少? 例如,在环上,1.0“OD乘0.5”ID,最大极数是多少?


    任何磁体上的磁极密度受到磁化其所需的能量,其各向异性及其几何形状的限制。如果磁体是各向异性的,则其需要被径向定向以接受磁化模式。如果它是各向同性的,它可以几乎任何构型定向。
    陶瓷磁体是以多极方式磁化的最简单的材料之一。 1.0“直径的环可以具有100个极点,但通常需要小于24.重要的是记住,随着极密度增加,外部场的饱和深度和达到深度减小,因此,为了节约材料成本,磁体的OD和ID应该减小,此外,随着磁极密度增加,能量需求也将增加,因此,需要较高磁化力的粘结和完全致密的Nd-Fe-B材料,通常比可用极密度的陶瓷更受限制。
    已经设计了专用磁化器和固定装置,其能够磁化具有超过240极的1.0“直径的完全致密的NdFeB磁体。不幸的是,磁化过程是非常费力和耗时的,使得大量的这种产品不切实际,此外,如上所述,这样的高极密度限制了磁场的范围。在没有非常紧密的公差和同心性的情况下,标准感测设备可能不能检测这种磁体中的场变化。


4.什么是磁化过程?


    高能材料通常通过将电容器组放电到围绕该部件的空芯电磁线圈或部件的堆叠中来磁化。 电流脉冲提供能量以克服自消磁效应,由于部件几何形状以及对准磁畴所需的能量。 减小自退磁效应的一种方式是增加被磁化的质量的磁导系数(负载线)。 这很容易通过堆叠零件来创建更长的磁长。 限制因素是在分离磁化的磁体堆叠时人员受伤和部件的物理损坏的可能性。

    在磁化过程中,首先在螺线管绕组周围产生磁场,然后随时间扩展和衰减。 为了完全有效,到达磁体中心的脉冲必须具有足够的幅度以在那里对准畴。 当磁化具有低电阻率和/或垂直于取向方向的大面积的部件时,涡流减慢了磁化场到部件中的传播,因此脉冲宽度是重要的考虑因素。

    脉冲宽度由包括电容器组的磁化系统的电抗以及螺线管的电阻和电感确定。 宽脉冲确保所有域暴露于足够的磁化场强度。 然而,比所需的脉冲宽的脉冲导致由于热的损失,因此生产磁化系统必须被良好规划。


5.当磁铁以行(例如s子)运输时,正确的方法是什么?


    每行应首先与相邻行分开。 要做到这一点,行应该直接拉开,(不要滑下一行下一行)。 为了隔离各个磁体,应该将磁体直接拉离下一个磁体。 不要以任何方式滑动磁铁。 可能有必要在你的手指上“打破”磁铁堆栈。 这是可接受的,只要这些面不允许彼此滑动。
    这些规则对于所有磁体都是有利的,虽然它们对于处理铝镍钴磁体是至关重要的。 彼此滑动铝镍钴磁体可能导致极的偏斜。


6.为什么我的磁铁磁性读数低?


    由于大多数磁测量是用高斯计进行的,所以通常必须首先考虑测量技术。 使用高斯计和探头获得的读数如果没有制造测试夹具并且探头没有完全专用于测试单个产品,则易于出现重复性问题。 高斯探针受制造限制,这可能导致探针本身的反对称性。 如果不固定在位置,则从探头的一侧到下一个的变化可以实现为磁性样本中的低场读数。 还必须确保在测试附近没有磁性材料。 如果一块钢(或钢台)靠近测试装置,则一些磁通可能从磁体分流而导致异常。


    如果测量技术是健全的,则必须考虑材料限制。 铝镍钴磁体对于产生磁性不规则性是众所周知的。 它们的低矫顽力使它们容易退磁。 简单地放置两个铝镍钴磁体排斥(N-N或S-S)通常足以减少铝镍钴磁体的性能。 因此,当处理这些磁体时,重要的是限制它们暴露于退磁场。 否则可能会产生低磁读数。


    今天的先进材料具有比Alnico高的矫顽力,并且不容易产生相同的性能退化。 如果这些材料(陶瓷,Sm-Co,Nd-Fe-B)读数低,则材料可能未完全饱和。 这种情况很少发生,但通常是由于磁化夹具随时间的退化而引起的。 由于直到灾难性故障,在磁化固定装置中没有退化的物理迹象,所以较高矫顽力的磁体可能被不饱和地运输。


7.为什么在高能材料中开发多极OD / ID磁化模式如此困难?


    连续表面上的多极磁化通过将高强度磁场注入到表面中来实现,因为没有凸极工作。 虽然磁化矢量可以平行于极性区域中的取向方向,但是所有磁通必须在磁体表面下的极之间转变。 这里,磁化矢量垂直于取向,磁化阻抗约为两倍,并且感应较小。

    由于不可能用导体围绕各个极,因此必须使用具有缠绕的极性延伸的钢夹具将磁化场引导到部件。 这将磁化绕组放置在不太有利的,更远的位置,并且驱动钢夹具很好地饱和,因为它产生必须通过额外的能量输入克服的损耗。 夹具中的磁化场也必须在相邻极之间过渡。 这发生在钢夹具的退绕部分中,其中泄漏的通量损失不受限制,并且这些损耗也必须用更多的能量输入补偿。

    磁极之间的可用空间限制了线圈中的导体尺寸和匝数,因此尽管所需的能量较大,但是线圈设计固有地输送较少,并且线圈加热更快。 加热降低了导体的机械强度,而强磁场在导体中施加大的拉伸应力,因此在某一点导体将被撕开。 这些考虑使得多极ID夹具比多极OD夹具更难以制造。
    在螺线管内磁化单独的高能磁体需要大量的能量脉冲; 多极磁化类似于试图用在线圈外部的轴上减小的轴向场密度来饱和磁体。


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