二、永磁材料的性能和选用
二、永磁材料的性能和选用
永磁电机的发展与永滋材料的发展密切相关。19世纪20年代出现的世界上第一台电机就是由永磁体产生励滋磁场的永磁电机。但当时所用的永焰材料是天然磁铁矿石（Fe3〇4),磁能密度很低，用它制成的电机体积庞大，不久被电励磁所取代。 ，
随着各种电机迅速发展的需要和电流充磁器的发明，人们对永磁材料的机理、构成和制造^ 技术进行了深入研究，相继发现了碳钢、乌钢(最d 大磁能积约2.7 kJ/m3)、钻钢（最火蹈能积约 7.2 kj/m3)等多种永磁材料。特别是20世纪批纪30 年代出现的侣锦钻永磁磁能积可达85 kj/m3)和50年代出现体永路(最大磁能积现可达40 kj/m3)，磁性能有了很大提高，各种微型和小型电机又纷纷使用永磁体励磁。 永磁电机的功率小至数毫瓦，大至几十千瓦，在 军事、工农业生产和日常生活中得到广泛应用，产畳急剧増加。相应地，这段时期在永磁电机的设计理论、计算方法、充磁和制造技术等方面也 都取得了突破性迸展，形成了以永磁体工作图图 解法为代表的一套分析研究方法。
但是，错镍钻永磁的矫顽力偏低（36〜 160 kA/m)、铁氧体永磁的剩磁密度不高（0.2〜 化44T)的缺点，限制了它们在电机中的应用范围。一直到20世纪60年代和80年代，稀:t钻 永拖和钦铁棚永溢（两者统称稀±永磁)相继问 世，它们的高剩磁密度、高矫顽力、离磁能积和线巧退蹈曲线的优异磁性能特别适合于制造电机，从而使永磁电机的发展进人个新的历史时期。
稀土永磁材料的发展大致分为S个阶段。1967年美国K.J.Strnat教授发现的衫钻永磁为第一代稀±永游，其化学式可表示成RC05,简称1 : 5型稀±永磁，产品的最大遊能积超过 199kJ/m3(巧MG-Oe)。1973年又出现了磁性 能更巧的第二代稀±永滋，其化学式为RzCon，
简称2: 17型稀上永磁，产品的最大滋能积达到 巧8.6 10/1113(32.5\1〇,〇6)。1983 年日本住友 特种金属公司和美国通用汽车公司各自研制成 功钦铁棚(NdFeB)永滋，称为第H代稀±永磁。 由于钦铁棚永溢的滋性能高于其他永磁材料，价格又低于稀±钻永路材料，在稀±矿中钦的 含虽是衫的十几倍，雨且不含城略物质钻， 因而引起了国内外磁学界和电机界的极大关 注，纷纷投人大唐人力物力进行硏究开发。近年来，各种永磁材料的价格不断降低，不同用途 的电机可采用不同的永磁材料。W达到合理的性能价格比。
各种永磁材料在电机中的应用情况如下：
铁氧体是目前微电机中应用最多的永媳材料，多用于玩具电机、录音机电机、风扇电机、VCD电机、家电电机、汽车电机、一般用途的直流电化和步进电机等。
锭铁棚目前主要用于高挡精密微电机、硬盘 驱动器电机、软盘驱动器电机、DVD主轴电饥、 打印帆电机、传真机电机、复印机电机和工业控 制用电机，并向家电电机、汽车电机发展。常用 的钕铁棚材料的主要性能如表5-1所示。
表5-1不同型号钕铁罐的主要性能 | |||||||||||||
牌号 | 巧 雄 | 矫顽力 | 最大磁能积 | 1居电沮积 | 最高工作温度 | ||||||||
6此 | （BH)nw | 厂。 | Tw | ||||||||||
了 | kGs | kA/m | KOc | kJ/m3 | MGOc | r | |||||||
N-33 | 1. 13 〜1. 1? | ll.3〜U.7 | 7化〜880 | 10.0 〜U. 1 | 245〜260 | 31 〜33 | 310 | 80 〜100 | |||||
N-35 | 1. 18 〜1.22 | 11.8 〜12.2 | 8巧〜915 | 11.0〜U.5 | 260〜285 | 33 〜36 | 310 | 80 〜100 | |||||
N-38 | 1.22 〜1.26 | 12. 2 〜12. 6 | 860〜9巧 | 10. 8〜11. 5 | 285〜303 | 310 | 80 〜100 | ||||||
N-40 | 1.26 〜!.29 | 12. 6 〜12. 9 | 836〜876 | io.5〜n.o | 303〜318 | 38 〜40 | 310 | 80 〜100 | |||||
N-42 | 1.32〜1.33 | 12. 9〜！ 3. 3 | 的6〜876 | 10. 5 〜11.5 | 318-342 | 40 〜42 | 310 | 80 〜100 | |||||
N-45 | 1.33 〜].37 | 13. 3〜13. 7 | 8% 〜876 | 10. 5〜11.0 | 342〜358 | 42 〜45 | 310 | 80 〜100 | |||||
N-48 | 1.37 〜M3 | 13. 7〜U. 3 | 916 〜1 1H | ll.5〜H.O | 0.8〜364 | 46 〜49 | 310 | 如〜100 | |||||
N-27H | 1.02 〜1. 10 | 10. 2〜U.0 | 7巧〜巧5 | 9. 6 〜10. 5 | 195〜220 | 25〜28 | 340 | 120 | |||||
N-30H | 1.08 〜1. 15 | 10. 8〜It. 5 | 810〜850 | 10. 2 〜10. 7 | 220〜20 | 25〜31 | 340 | 120、xV、 | |||||
N-33H | 1. H〜1. ]7 | 11.4〜n.7 | 820〜876 | 10. 3〜11.0 | 247〜263 | 31 〜33 | 340 | 120 | |||||
N-%H | 1. 17 〜1. 21 | 11‘7〜1么1 | 860〜9.0 | 10.8〜11.5 | 263-279 | 33〜35 | 340 | ||||||
N-%H | 1.22 〜1.26 | 12. 2 〜12. 6 | 915〜0.25 | 11.5-12.0 | 287〜303 | 36 | 340 ^ | r 120 | |||||
N-40H | 1.26 〜1.29 | 12. 6〜12. 9 | 9.5〜0.55 | 11. 5〜12.0 | 303〜3化 | 38 〜40 | 340 | 120 | |||||
牌号 | 剩磁 | 矫顽力 | 最大磁能积 | 居里温度 | 巧巧工作涅巧 | ||||||||
6hc | (BH)w | Tc | Tw | ||||||||||
了 | kGs | kA/m | KOe | kj/m^ | MGOe | V | V | ||||||
N-42H | 1.2 8〜1.32 | 12. 8〜13.2 | 555〜995 | 12 〜12. 5 | 3化〜342 | 40 〜43 | 340 | 120 | |||||
N-45H | 1.32 〜1.36 | 13. 2 〜13. 6 | 956〜1034 | 12. 5〜13 | 342〜366 | 43 〜46 | 340 | 120 | |||||
N-27SH | 1. 02〜1. 10 | 10. 2 〜11.0 | 765〜835 | 9. 6〜似5 | 195〜220 | 25〜*28 | 350 | 150 | |||||
N-30SH | 1.08 〜1.12 | 10. 8〜U. 2 | 812〜巧2 | 10. 2 〜10. 7 | 216〜246 | 27 〜30 | 350 | 150 | |||||
N-33SH | 1. U 〜1.17 | 11. 4〜11.7 | 740〜876 | 10. 3 〜11.0 | 247〜263 | 31 〜33 | 350 | 150 | |||||
N-巧SH | 1.17 〜1.21 | 1.7〜1.21 | 860〜9巧 | 10.8 〜11.0 | 263〜279 | 33〜巧 | 350 | 150 | |||||
N-%SH | 1.21〜1.25 | 12. 1 〜12.S | 907〜947 | ii.4〜n.9 | 287〜302 | 36〜38 | 350 | !50 | |||||
N-40SH | 1.24 〜1.28 | 12.4-12.8 | 948-928 | n.8-12.3 | 302〜306 | 38 〜41 | 350 | 150 | |||||
N-42SH | 1.3〇〜1.35 | 13. 0〜13. 5 | 955〜995 | 12.0 〜12. 5 | "0 〜342 | 39 〜43 | 350 | 150 | |||||
N-25UH | 0.98 〜1.02 | 9. 8 〜10. 2 | 732〜764 | 9. 2 〜9. 6 | 183〜199 | 23〜25 | 350 | 180 | |||||
N-28UH | K04 〜1.08 | 10. 4 〜10. & | 巧0〜812 | 9. 8〜10. 8 | 183〜223 | 23〜25 | 350 | 180 | |||||
N-30UH | 1.08 〜1. 12 | 10. 8〜U. 2 | 804-844 | 10. 1 〜10. 6 | 223〜239 | 28 〜30 | 350 | 180 | |||||
N-33UH | 1. 14 〜1. 17 | 1L4 〜11.7 | 740〜876 | 10. 3〜U. 0 | 247〜263 | 31〜33 | 350 | 180 | |||||
N-巧EH | 0.98 〜1.02 | 9. 8〜10. 2 | 732〜764 | 9. 2〜9. 6 | 183〜199 | 23〜25 | 350 | 200 | |||||
N-28EH | 1.04 〜L 08 | 10. 4 〜10. 8 | 780〜812 | 9. 8 〜10. 2 | 207〜223 | 26 〜28 | 350 | 200 | |||||
N-30EH | 1.08 〜1. 13 | 10.8〜U. 3 | 811〜851 | 10.2 〜10. 7 | 223〜247 | 28〜31 | 350 | 200 | |||||
N-33EH | 1. 14 〜1. 18 | 11.4 〜11.8 | 835〜875 | 10.5〜11 | 247〜270 | 31 〜34 | 350 | 200 | |||||
BDM-4 | 0.35〜0.45 | 3. 5 〜4. 5 | 239〜279 | 3.0〜义5 | 24〜32 | 3〜4 | 320 | 120 | |||||
BDM-6 | 0.5 〜0.60 | 5. 0〜t 0 | 318〜358 | 4.0〜4. 5 | 40 〜56 | 5〜7 | 390 | 120 | |||||
BDM-8 | 0.65〜0.65 | 5. 5 〜6. 5 | 358〜398 | 4. 5〜5.0 | 60 〜80 | 5〜8.5 | 470 | 150 | |||||
BDM-10 | 0.65〜0. 70 | 6.5〜7.0 | 398-439 | 5.0〜t5.5 | 72〜80 | 9〜10 | "0 | 巧0 | |||||
BDM- 12 | 0.770〜0. 8 | 7. 0 〜8. 0 | 439〜478 | 5.5〜6.0 | 80 〜96 | 10 〜12 | 470 | 》80 | |||||
BDM-I. | 0. 70〜0. 8 | 7. 0 〜8. 0 | 159〜199 | 2.0 〜2. 5 | 36〜52 | 4. 5〜6. 5 | 320 | 》80 | |||||
衫钻目前主要用于工作环境恶劣的特殊用 途微电机，如军用微特电机、航天和航空用直流电化等。
近年来，各类磁性材料的性能都有不同程度 的提高，产量与价格也有不同幅度的变化，但价格/性能比的大体趋向并没有根本的变化，因此铁氧体与稀±永磁将会长期共存，铝镍钻磁钢亦 因貨高剰磁和低温度系数而占据一席之地。
钦铁測稀止永磁里然磁性能最高，但居里温 度偏低，通常工作温度低于150X，剰磁温度系数较高•为0.13%/C，而且抗腐蚀性能差。
粘结永路材料是永磁材料重要的分支。其性能虽低于烧结磁体，但它可制备小型、择型 的永磁体，广泛应用于微型电机、办公用品和自动控制等领域。粘结永磁体中粘结钦铁预永磁体是增长最快的一类材料。
目前稀±永滋的发展有两个趋向；其一是降低稀±与钻的含量，以期降低成本，提高市场竞争力；其二是改进和提高性能，如研制高温(>4cxrc)使用的稀±永溢材料等。
