Quadrilatero della curva di smagnetizzazione Q e punto di ginocchio Hk
Tutti sanno che gli indicatori per misurare le prestazioni di magneti in ferro al neodimioincludono la rimanenza Br, la coercività HcB, la coercitività intrinseca HcJ e il prodotto di energia massima (BH) max. Inoltre, anche la direzione della curva di smagnetizzazione e Hk sono applicazioni magnetiche. Gli ingegneri sono molto preoccupati per due indicatori. Oggi introdurrò il significato e i fattori che influenzano questi due indicatori.
L'intensità di induzione magnetica intrinseca generata dal materiale del magnete permanente dopo essere stato magnetizzato sotto l'azione di un campo magnetico esterno è chiamata intensità di induzione magnetica intrinseca Bi, nota anche come intensità di polarizzazione magnetica J. La curva dell'intensità di polarizzazione magnetica del magnete J e l'esterno l'intensità del campo magnetico H può riflettere il cambiamento delle proprietà magnetiche intrinseche del materiale del magnete permanente. È chiamata curva di smagnetizzazione intrinseca, o in breve curva intrinseca, ed è anche chiamata curva di smagnetizzazione J~H.
Quando l'intensità di polarizzazione magnetica J sulla curva di smagnetizzazione è 0, l'intensità del campo magnetico corrispondente è chiamata forza coercitiva intrinseca HcJ. Il valore della coercitività intrinseca riflette la dimensione della capacità anti-smagnetizzazione del materiale del magnete permanente.
Punto del ginocchio Hk
Dalla figura, non è difficile trovare che quando il campo magnetico esterno continua ad aumentare, l'intensità di induzione magnetica/intensità di polarizzazione magnetica del magnete diminuisce molto lentamente, ma quando il campo magnetico esterno è maggiore di un certo valore, l'induzione magnetica l'intensità del magnete diminuisce rapidamente.
Di solito chiamiamo il punto di Ji=0.9Br o 0.8Br sulla curva di smagnetizzazione come il punto di flessione o punto di ginocchio della curva di smagnetizzazione. Il campo magnetico corrispondente a questo punto è Hk, noto anche come coercitività del ginocchio. Quando il campo magnetico esterno è maggiore di Hk, si verificherà una grande perdita irreversibile delle prestazioni del magnete, motivo per cui il valore di Hk ha attirato molta attenzione.
Polemiche sulla posizione del ginocchio
Ci sono state molte discussioni sul fatto che il punto di curvatura della curva di smagnetizzazione debba essere Ji=0.9Br o Ji=0.8Br o altre posizioni, e gli studiosi hanno atteggiamenti diversi. L'IEC accetta la definizione di Hk proposta da M.Katter, ma si applica solo ai magneti al neodimio ferro boro con HcJ maggiore di 400kA/M (5000 Oe). Il valore di Hk si chiama HDx, dove x rappresenta la percentuale di riduzione sull'asse B, ad esempio , HD10 rappresenta il punto in cui il valore di HD è del 10% inferiore a Br, cioè a 0,9Br. (Vedi IEC 60404-8-1:2015)
Ortogonalità Q
Usiamo il rapporto tra Hk e HcJ (Hk/HcJ) per rappresentare l'ortogonalità Q della curva di smagnetizzazione. Il valore di Q varia da 0 a 1. Quanto più Q è vicino a 1, tanto più la curva di smagnetizzazione è vicina a un quadrato (cioè la figura sopra). Più corto è il segmento della linea arancione, meglio è), di solito consideriamo prodotti con ortogonalità Q>0.9 per essere prodotti qualificati.
La relazione tra ortogonalità e massima energia magnetica prodotto e permeabilità al rinculo
Q=4μ0(BH)max/Jr2, si può notare che l'ortogonalità Q ha una correlazione positiva con il prodotto di energia massima (BH)max del materiale del magnete permanente al neodimio ferro boro, cioè, nelle stesse condizioni Br, il maggiore è Q, maggiore è il prodotto massimo di energia ( Maggiore è BH)max, il valore Q determina il prodotto massimo di energia magnetica (BH)max del magnete.
Q=1/μrec, l'ortogonalità Q è inversamente proporzionale alla permeabilità al rinculo del magnete μrec. Più grande è il Q, più la permeabilità del rinculo μrec è vicina a 1 e più il materiale resisterà alle interferenze dei campi magnetici esterni e della temperatura ambiente. Migliore è la sua stabilità.
Fattori che influenzano l'ortogonalità del magnete
Fattori come la purezza e la proporzione delle materie prime, l'uniformità delle particelle di polvere, il processo di sinterizzazione e pressatura e altri fattori influenzeranno l'ortogonalità del magnete NdFeB. Se la grana del cristallo cresce in modo anomalo o la grana del cristallo è irregolare, l'ortogonalità del magnete diminuirà. . Alcuni ricercatori [1] hanno influenzato il contenuto di terre rare e ossigeno sulla quadratura della curva di smagnetizzazione dei magneti sinterizzati Nd-Fe-B e hanno scoperto che:
1. Nelle stesse condizioni di processo, con il graduale aumento del contenuto di terre rare, Br diminuisce, Hcj aumenta, (BH)max rimane sostanzialmente invariato e l'ortogonalità aumenta significativamente dal 92,72% al 98,80%.
2. Ripetere il test sul campione e mantenere il contenuto di ossigeno del sistema allo 0,01%, 0,02%, 0,03%, 0,04%, 0,05% durante la fresatura a getto e l'ortogonalità corrispondente è 98,53%, 98,68%, 95,41%, 90,55 %, 86,17 %. Sono numerati 3-1#, 3-2#, 3-3#, 3-4#, 3-5# e la relazione tra l'ortogonalità e il contenuto di ossigeno del magnete è mostrata nella figura.
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