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磁学知识

相同的 HcJ 值,钕铁硼和钐钴耐高温性能一致吗?

作者:荷之叶

 

相同的 HcJ 值,钕铁硼磁铁和钐钴磁铁耐高温性能一致吗?

在选择高温环境用永磁体时,人们常用内禀矫顽力 HcJ 判断磁铁是否容易退磁。于是,一个看似合理的问题出现了:如果钕铁硼磁铁与钐钴磁铁的 HcJ 相同,它们的耐高温性能是不是也相同?

答案是:不一定,而且在多数实际工况下并不相同。

HcJ 只是某一规定温度下的材料性能值。两个牌号在室温下拥有相同的 HcJ,只能说明它们在该测试条件下抵抗反向磁化的能力接近,不能说明升温后的磁性能、不可逆退磁风险和长期热稳定性相同。

HcJ 相同,为什么耐温表现仍会不同?

HcJ,即内禀矫顽力,表示将磁体的内禀磁化强度降至零所需的反向磁场强度。HcJ 越高,磁体通常越不容易在反向磁场作用下发生不可逆退磁。


但 HcJ 不是固定不变的常数。对于稀土永磁材料,温度升高时 HcJ 通常会下降,而且钕铁硼与钐钴的下降速度不同。


钕铁硼的 HcJ 温度系数约为
−0.40%/K~−0.65%/K,而钐钴约为 −0.17%/K~−0.25%/K。温度系数的绝对值越大,升温后 HcJ 下降越快。因此,即使两者在 20℃时的 HcJ 完全相同,到了 150℃或 200℃,钐钴通常仍能保留更高的 HcJ。


举一个仅用于说明趋势的简化例子:假设两种磁铁在 20℃时的 HcJ 都是 1600 kA/m,钕铁硼和钐钴的 HcJ 温度系数分别按
−0.55%/K 和 −0.20%/K 估算。升温至 150℃后,按线性近似计算,钕铁硼的 HcJ 约剩 456 kA/m,而钐钴约为 1184 kA/m。真实结果应以对应牌号的高温退磁曲线为准,但这个例子直观说明了:室温起点相同,不代表高温终点相同。

典型参数  烧结钕铁硼 钐钴 对高温应用的意义
HcJ 温度系数 −0.40%/K~−0.65%/K −0.17%/K~−0.25%/K 钐钴升温后的 HcJ 通常下降更慢
Br 温度系数 −0.09%/K~−0.12%/K −0.03%/K~−0.05%/K 钐钴的高温磁通输出通常更稳定
典型居里温度 约 310℃~340℃ 约 700℃~800℃ 钐钴通常拥有更大的本征热稳定余量

注:表中数值是材料体系的典型范围,不是所有牌号的保证值,也不能代替具体供应商提供的高温退磁曲线。