1. Magnetismus
Experimenty ukazují, že jakýkoli materiál lze ve vnějším magnetickém poli zmagnetizovat ve větší či menší míře, ale míra magnetizace je různá. Podle vlastností materiálu ve vnějším magnetickém poli lze materiál rozdělit do pěti kategorií: paramagnetický materiál, diamagnetický materiál, feromagnetický materiál, ferimagnetický materiál a antiferomagnetický materiál. Paramagnetické a diamagnetické materiály nazýváme slabými magnetickými materiály a feromagnetické a ferimagnetické materiály silnými magnetickými materiály.
2. Magnetické materiály
Měkké magnetické materiály: mohou dosáhnout maximální intenzity magnetizace s nejmenším vnějším magnetickým polem a jsou to magnetické materiály s nízkou koercitivitou a vysokou magnetickou permeabilitou. Měkké magnetické materiály se snadno magnetizují a snadno demagnetizují. Například měkké ferity a amorfní nanokrystalické slitiny.
Tvrdé magnetické materiály: nazývané také permanentní magnetické materiály, označují materiály, které je obtížné zmagnetizovat a je obtížné je demagnetizovat, jakmile jsou zmagnetizovány. Jejich hlavním rysem je vysoká koercivita, včetně permanentních magnetických materiálů vzácných zemin, kovových permanentně magnetických materiálů a permanentně magnetických feritů.
Funkční magnetické materiály: hlavně magnetostrikční materiály, magnetické záznamové materiály, magnetorezistentní materiály, magnetické bublinkové materiály, magnetooptické materiály, magnetické filmové materiály atd.
3. Materiály s permanentními magnety NdFeB
Slinuté materiály s permanentními magnety NdFeB využívají proces práškové metalurgie. Ze slitiny se po roztavení vyrobí prášek a v magnetickém poli se lisuje do lisovaných zárodků. Lisovaná embrya se slinují v inertním plynu nebo ve vakuu, aby se dosáhlo zhuštění
Pro zlepšení koercitivní síly magnetu je obvykle zapotřebí tepelné zpracování stárnutím a poté se po následném zpracování a povrchové úpravě získá hotový výrobek.
Lepený NdFeB je směs prášku s permanentními magnety a pryže s dobrými navíjecími vlastnostmi nebo tvrdých a lehkých plastů, pryže a dalších spojovacích materiálů, které jsou přímo tvarovány do dílů s permanentními magnety různých tvarů dle požadavků uživatele.
NdFeB lisovaný za tepla může dosáhnout magnetických vlastností podobných sintrovanému NdFeB bez přidání těžkých prvků vzácných zemin. Má výhody vysoké hustoty, vysoké orientace, dobré odolnosti proti korozi, vysoké koercitivní síly a téměř konečného tvarování, ale mechanické vlastnosti nejsou dobré a náklady na zpracování jsou vysoké kvůli patentovému monopolu.
4. Remanence (Br)
se týká intenzity magnetické indukce slinutého NdFeB magnetu poté, co je magnet zmagnetizován do technické nasycení v prostředí uzavřeného okruhu a vnější magnetické pole je odstraněno. Laicky to lze dočasně chápat jako magnetickou sílu magnetu po zmagnetování. Jednotky jsou Tesla (T) a Gauss (Gs), 1GS=0.0001T.
5. Donucovací síla(Hcb)
Když je magnet reverzně magnetizován, hodnota intenzity reverzního magnetického pole potřebná k tomu, aby byla intenzita magnetické indukce nulová, se nazývá magnetická koercitivní síla. Intenzita magnetizace magnetu však v tuto chvíli není nulová, ale použité reverzní magnetické pole a intenzita magnetizace magnetu se vzájemně ruší. V tomto okamžiku, pokud je vnější magnetické pole odstraněno, má magnet stále určité magnetické vlastnosti. 1A/m=(4T/1000)0e,1 0e =(1000/4T)A/m.
6. Vnitřní donucovací síla(Hcj)
Síla reverzního magnetického pole potřebná ke snížení intenzity magnetizace magnetu na nulu se nazývá vlastní koercitivní síla. Klasifikace druhů magnetických materiálů je založena na velikosti jejich vlastní koercitivní síly. Nízká koercitivní síla N, střední donucovací síla M, vysoká donucovací síla H, ultra vysoká donucovací síla UH, extrémně vysoká donucovací síla EH a nejvyšší donucovací síla TH.
7. Maximální součin magnetické energie (BH)max
Představuje hustotu magnetické energie stanovenou prostorem mezi dvěma magnetickými póly magnetu, tedy statickou magnetickou energii na jednotku objemu vzduchové mezery, což je maximální hodnota součinu B a H. Její velikost přímo udává výkon magnetu. Za stejných podmínek, to znamená při stejné velikosti, stejném počtu pólů a stejném magnetizačním napětí, je povrchový magnetismus získaný magnetickými částmi s vysokým produktem magnetické energie také vysoký, ale při stejné hodnotě (BH)max, hladina B. a Hcj má na magnetizaci následující účinky:
Br je vysoký, Hcj je nízký: při stejném magnetizačním napětí lze získat vyšší povrchový magnetismus;
Br je nízký, Hcj je vysoký: pro získání stejného povrchového magnetismu je zapotřebí vyšší magnetizační napětí.
8. Systém Sl a systém ČGS
Tedy Mezinárodní soustava jednotek a Gaussova soustava jednotek, stejně jako rozdíl mezi „metrem“ a „mílí“ v jednotce délky. Mezi Mezinárodní soustavou jednotek a Gaussovou soustavou jednotek existuje určitý složitý konverzní vztah.
9. Curieova teplota
Je to teplota, při které se mění magnetický materiál mezi feromagnety a paramagnety. Když je nižší než Curieova teplota, materiál se stává feromagnetem a magnetické pole související s materiálem se těžko mění. Když je teplota vyšší než Curieova teplota, materiál se stává paramagnetem a magnetické pole magnetu se může snadno měnit se změnou okolního magnetického pole.
Curieova teplota představuje teoretický limit provozní teploty magnetického materiálu. Curieova teplota NdFeB je asi 320-380 stupňů Celsia. Výška Curieho bodu souvisí s krystalovou strukturou vytvořenou slinováním magnetu.
Pokud teplota dosáhne Curieovy teploty, některé molekuly v magnetu se prudce pohybují a dochází k demagnetizaci, která je nevratná; magnet lze po demagnetizaci znovu zmagnetizovat, ale magnetická síla výrazně poklesne a může dosáhnout jen asi 50 % původní.
10. Pracovní teplota
Maximální pracovní teplota slinutého NdFeB je mnohem nižší než jeho Curieova teplota. Když teplota vzroste v rozsahu pracovních teplot, magnetická síla se sníží, ale většina magnetické síly se po ochlazení obnoví.
Vztah mezi pracovní teplotou a Curieovou teplotou: Čím vyšší je Curieova teplota, tím vyšší je pracovní teplota magnetického materiálu a tím lepší je teplotní stabilita. Přidání prvků jako je kobalt, terbium a dysprosium do surovin slinutého NdFeB může zvýšit jeho Curieovu teplotu, takže produkty s vysokou koercitivní silou (H, SH, ...) obecně obsahují dysprosium.
Maximální provozní teplota slinutého NdFeB závisí na jeho vlastních magnetických vlastnostech a volbě pracovních bodů. U stejného slinutého magnetu NdFeB platí, že čím uzavřenější je pracovní magnetický obvod, tím vyšší je maximální provozní teplota magnetu a tím stabilnější je výkon magnetu. Proto maximální provozní teplota magnetu není pevnou hodnotou, ale mění se se stupněm uzavření magnetického obvodu.
11. Orientace magnetického pole
Magnetické materiály se dělí do dvou kategorií: izotropní magnety a anizotropní magnety. Izotropní magnety mají stejné magnetické vlastnosti v libovolném směru a lze je libovolně přitahovat; anizotropní magnety mají různé magnetické vlastnosti v různých směrech. Směr, ve kterém mohou získat nejlepší magnetické vlastnosti, se nazývá směr orientace magnetu.
Čtvercový slinutý magnet NdFeB má největší intenzitu magnetického pole pouze ve směru orientace a intenzita magnetického pole v ostatních dvou směrech je mnohem menší. Pokud v procesu výroby magnetických materiálů existuje orientační proces, jsou to anizotropní magnety. Slinutý NdFeB je obecně formován a lisován orientací magnetického pole, takže je anizotropní. Proto je nutné před výrobou určit směr orientace, tedy budoucí směr magnetizace. Orientace práškového magnetického pole je jednou z klíčových technologií pro výrobu vysoce výkonného NdFeB. , (Vázaný NdFeB má jak izotropní, tak anizotropní)
12. Povrchový magnetismus
Odkazuje na intenzitu magnetické indukce v určitém bodě na povrchu magnetu (povrchový magnetismus ve středu a na okraji magnetu je odlišný). Je to výuková hodnota měřená kontaktem mezi Gaussovým metrem a určitým povrchem magnetu, nikoli celkové magnetické vlastnosti magnetu.
13. Magnetický tok
Předpokládejme, že v rovnoměrném magnetickém poli s intenzitou magnetické indukce B je rovina o ploše S a kolmá na směr magnetického pole. Součin intenzity magnetické indukce B a plochy S se nazývá magnetický tok procházející touto rovinou, označovaný jako magnetický tok, se symbolem "$" a jednotkou je Weber (Wb). Magnetický tok je fyzikální veličina, která představuje rozložení magnetického pole. Je to skalár, ale má kladné a záporné hodnoty, které pouze představují jeho směr. 中{{0}}B·S. Pokud je mezi svislými rovinami S a B úhel, 中=B:S:cos0.
14. Galvanické pokovování
Slinutý materiál permanentních magnetů NdFeB se vyrábí procesem práškové metalurgie. Jedná se o práškový materiál s velmi silnou chemickou aktivitou. Uvnitř jsou drobné póry a dutiny. Na vzduchu snadno koroduje a oxiduje. Proto musí být před použitím provedena přísná povrchová úprava. Galvanické pokovování je vyzrálá metoda povrchové úpravy kovů a je široce používána.
Nejčastěji používané povlaky pro NdFeB silné magnety jsou zinkování a niklování. Mají zjevné rozdíly ve vzhledu, odolnosti proti korozi, životnosti, ceně atd.:
Rozdíl v leštění: Niklování je lepší než zinkování při leštění a vypadá jasněji. Ti, kteří mají vysoké požadavky na vzhled produktu, volí obecně niklování, zatímco některé magnety nejsou vystaveny, a ti, kteří mají relativně nízké požadavky na vzhled produktu, volí obecně zinkování.
Rozdíl v odolnosti proti korozi: Zinek je aktivní kov, který může reagovat s kyselinou, takže jeho odolnost proti korozi je špatná; po povrchové úpravě niklováním je jeho odolnost proti korozi vyšší a rozdíl v životnosti: Díky různé odolnosti proti korozi je životnost zinkování nižší než u niklování, což se projevuje především tím, že povrchová úprava je snadná aby po dlouhé době používání odpadl, což způsobilo oxidaci magnetu, což ovlivnilo magnetický výkon.
Rozdíl v tvrdosti: Niklování je vyšší než zinkování. Během používání se může výrazně vyhnout kolizím a jiným situacím, což způsobí, že silný magnet NdFeB spadne a rozbije se. Cenový rozdíl: V tomto ohledu je zinkování mimořádně výhodné a ceny jsou uspořádány od nízkých po vysoké jako zinkování, niklování, epoxidová pryskyřice atd.
15. Jednostranný magnet
Je tedy nutné ovinout jednu stranu magnetu železným plechem tak, aby byl odstíněn magnetismus strany obalené železným plechem. Takové magnety mají dva póly, ale v určitých pracovních polohách jsou vyžadovány magnety s jednostrannými póly. Souhrnně se nazývají jednostranné magnety nebo jednostranné magnety. Neexistuje žádný skutečný jednostranný magnet.