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什么是钕铁硼磁铁?钕磁铁完全指南
Nov 23 2024

钕铁硼磁铁,也被称为钕铁硼磁铁,“钕”,“NIB”磁铁或稀土磁铁是由钕、铁和硼制成的永磁。它们属于稀土磁体家族,在所有永磁体中具有最高的磁性能,比钐钴 (SmCo)、铝镍钴和铁氧体更强。这些磁体以其高性能、多功能性和成本效益而闻名,是现代技术的基石。它们广泛用于电子、汽车、可再生能源和医疗设备等行业。

在这份综合指南中,我们将探讨钕磁铁的特性、类型、应用和优势,为您提供了解和利用这种卓越材料所需的见解。最后,您将完全了解为什么这些磁铁对现代技术至关重要,以及如何根据您的需求选择合适的类型。


1.什么是钕磁铁?简介

neodymium magnets

钕磁铁或 NdFeB 磁铁是由钕、铁和硼形成的四方晶体。作为最常用的稀土磁铁,它们在永磁体中拥有最高的磁性能。与钐钴、铝镍钴或铁氧体等替代品相比,钕磁铁以相对较低的成本提供卓越的强度。

由于其独特的特性,钕磁铁可用于从硬盘驱动器和智能手机到电动汽车和风力涡轮机的各种产品中。它们紧凑的尺寸和高能量输出使其成为性能至关重要的应用的理想选择。

是什么让钕铁硼磁体独一无二?

  • 最强的磁力:钕铁硼磁体在所有永磁体中提供最高的能量积。
  • 广泛的应用范围:从电动汽车到医学成像,它们的多功能性是无与伦比的。
  • 成本效益高的生产:尽管钕铁硼磁铁很坚固,但与钐钴等替代品相比,它们相对便宜。

为什么被称为稀土磁铁?

钕属于稀土元素组,以其卓越的磁性能而闻名。虽然“稀土”可能意味着稀缺,但这些元素相对丰富但难以提取

2。钕磁铁的类型及其特性

钕铁硼磁铁根据其生产工艺和特性分为各种类型:

烧结钕铁硼磁铁:行业标准

烧结钕铁硼磁铁以其优异的磁性能在市场上占据主导地位。它们采用粉末冶金工艺制造,可实现高矫顽力,并且可以在高达 200°C 的温度下运行。 这些磁铁需要表面处理,如镍或环氧涂层以防止氧化和腐蚀。

生产方法:通过粉末冶金制造,实现高密度和磁力。

性能:提供最高的磁强度,剩磁高达1.45T。

应用:电动机、风力涡轮机和工业机械。

限制:脆性且易腐蚀,需要镍或环氧涂层等表面处理

键合 NdFeB 磁体:轻质且多功能

键合 NdFeB 磁体是通过磁粉与粘合剂混合制成的,具有更大的设计灵活性。它们是各向同性的,这意味着它们在各个方向上的磁性相等,通常用于硬盘驱动器电机和低功耗应用。虽然它们比烧结磁铁弱,但它们的低成本和机械强度使其非常实用。

生产方法:通过将磁粉与粘合剂混合并使用注塑成型等工艺对其进行成型而制成。

性能:磁强度低于烧结磁铁,但具有出色的柔韧性和机械强度。

应用:硬盘驱动器、传感器和小型电机。

优点:性价比高、尺寸精度高、多极设计各向同性磁性

热压钕铁硼磁体:在有限应用中具有高性能

热压钕铁硼磁体提供高密度和卓越的磁性能,无需重稀土元素。然而,由于生产成本高且成型选项有限,它们主要用于汽车电动助力转向 (EPS) 系统。

生产方法:利用快速热压实现高密度,无需重稀土元素

性能:优异的磁强度和耐热性(高达 200°C).

应用:汽车 EPS 电机

限制:仅限于特定形状(例如环)和较高的生产成本。

3.钕磁铁的主要特点和特性

磁强度和等级

钕磁铁根据其最大能量积进行分级,例如 N35、N42 和 N52。等级越高表示磁场越强。温度额定值(由 H、SH 和 UH 等后缀表示)决定了它们的热稳定性。

如何解释等级

数字:数字越高表示磁强度越高。例如,N52 比 N35.

温度等级更强:“H”、“SH”和“UH”等后缀表示最高工作温度(例如,N35SH 可承受高达 150°C).

磁力等级

磁能积 (MGOe)

最高温度 (°C)

N35

35

80

N42

42

80

N52

52

80

N35SH

35

150

N35EH

35

200

温度和环境考虑

钕磁铁的性能受温度影响。随着温度变冷,钕磁铁变得更坚固,它们在较低温度下工作得更好。据说钕磁铁在低至 -130°C 的温度下工作良好。 某些类型的钕磁铁也有可能在开始改变其特性并暂时或永久失去磁性之前暴露在非常高的温度下。

温度每升高一摄氏度,钕磁铁的磁强度就会损失 0.11%。如果未超过最高工作温度,则可以通过冷却完全恢复这种小损失。如果超过,则冷却时将无法恢复少量损失。钕磁铁的磁场性能随着温度升高而增加,最高可达 80°C,之后它们开始失去效力。钕 35 温度等级有不同级别(M、H、SH、UH、EH 或 AH)。更高温度版本(NxxM、NxxH、NxxSH、NxxUH、NxxEH、NxxVH/AH)的额定温度从最高 +100⁰ C 到最高 +230⁰ C。在连续的热冷循环后,磁性能将继续下降。如果不仔细设计磁路,这些磁体不应在高于 130°C (240°F) 的温度下使用。

温度对 NdFeB 磁体的影响

性能和温度:磁强度在低温下增加,但在额定温度以上降低。

热稳定性:NdFeB 磁体如果暴露在过热的环境中,可能会永久失去磁性。

耐腐蚀性

NdFeB 磁体极易腐蚀,尤其是在潮湿环境中。Ni-Cu-Ni、锌或环氧树脂等保护涂层对于耐用性至关重要。高电阻合金也可用于增强腐蚀条件下的耐用性

4。钕磁铁 (NdFeB) 的优缺点

优点

最佳性能:相对于尺寸而言,提供卓越的磁力,使其成为紧凑或空间受限应用的理想选择。

低温可用性:在极冷条件下有效运行,例如在液氮中。

通用温度等级:标准 NdFeB 磁体的额定温度高达 +80°C (176°F),高温版本能够在 +100°C (212°F) 下工作, +120°C (248°F)、+150°C (302°F)、+180°C (356°F)、+200°C (392°F),甚至 +220/230°C (428/446°F).

高矫顽力 (Hci):提供出色的抗退磁性。

改进的耐腐蚀性:与标准 NdFeB 磁体相比,NxxT 和 L-NxxT 等高级合金具有更好的耐腐蚀性,尽管它们仍然需要保护涂层。

缺点

易腐蚀:需要保护涂层以防止合金中的铁含量生锈。

更高的合金成本:具有更好耐腐蚀性的合金(例如 NxxT、L-NxxT)要贵得多,并且随着时间的推移仍然容易腐蚀。

昂贵的高温版本:高温磁体含有更多的镝 (Dy),增加了它们的生产成本。

材料价格波动:钕 (Nd) 和镝 (Dy) 的成本严重影响 NdFeB 磁体的生产成本。

温度限制:对于 150 以上的应用–180°C (302–356°F),钐钴 (SmCo) 磁体可能是更合适的选择。

5.钕磁铁的常见应用

汽车和可再生能源

  • 电动汽车电机
  • 风力涡轮机
  • 动力转向系统

电子产品和消费品

  • 硬盘驱动器
  • 智能手机和耳机
  • 家用电器

医疗设备

  • MRI机
  • 手术器械

工业和商业用途

  • 磁选机
  • 传感器和开关
  • 无刷直流电机

6。形状和定制选项

钕磁铁有各种形状和表面处理,以适应不同的应用。常见形状包括:

块和棒材:理想的工业和建筑用途。

圆盘和环:在电机和传感器中很受欢迎。

定制形状:注塑成型允许在粘合磁铁中进行独特设计。

7.如何根据您的需求选择合适的钕磁铁

选择合适的钕磁铁对于确保应用的最佳性能至关重要。以下是选择理想磁铁时要考虑的关键因素:

要考虑的因素

应用要求:确定必要的强度、尺寸和形状。

操作环境:考虑温度和湿度水平。

涂层选项:选择耐用性的保护性饰面。

同创磁业是一家领先的钕磁铁制造商,提供各种具有可定制选项的高性能磁铁。他们的专业知识、最先进的生产设施和对创新的承诺使他们成为全球各行各业的首选。

通过仔细评估这些因素,您可以选择完全符合您需求的钕磁铁,最大限度地提高您的应用效率和性能。

8.钕磁铁及其应用的未来趋势

随着电动汽车、可再生能源和小型化电子产品的兴起,对钕铁硼磁铁的需求将不断增长。生产技术的进步,例如回收和减少对重稀土元素的依赖,将进一步提高其可持续性和可及性

9。结论:为什么钕磁铁在现代技术中不可或缺

钕磁铁在现代工业中不可或缺,它结合了无与伦比的强度、多功能性和成本效益。通过了解它们的特性和应用,企业可以释放其全部潜力,在各自的领域进行创新和引领。

无论您需要用于汽车系统、工业设备还是消费电子产品的高性能解决方案,钕铁硼磁铁都是可靠的选择。它们的类型、等级和表面处理范围广泛,确保有适合各种需求的选择。

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