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當前(qián)的(de)技術(shù)更(gèng)新使設備变得越来(lái)越薄,这(zhè)給(gěi)每个(gè)相关行業带来(lái)了(le)壓力,要(yào)求他(tā)们(men)制造盡可(kě)能少(shǎo)使用體(tǐ)積的(de)組件(jiàn)。由(yóu)于(yú)永磁體(tǐ)的(de)制造和(hé)物(wù)理(lǐ)特(tè)性(xìng),这(zhè)对(duì)磁學(xué)提(tí)出(chū)了(le)许多(duō)挑戰。磁铁(tiě)最(zuì)大(dà)的(de)擔憂是(shì)退(tuì)磁。如(rú)果(guǒ)在(zài)設計(jì)时(shí)沒(méi)有(yǒu)考慮到(dào)預期(qī)的(de)電(diàn)路(lù),那(nà)麼(me)保持(chí)永磁體(tǐ)磁化(huà)是(shì)非(fēi)常困難的(de)。
三(sān)个(gè)主(zhǔ)要(yào)成(chéng)分(fēn)有(yǒu)助于(yú)磁體(tǐ)的(de)退(tuì)磁:温(wēn)度(dù)、形狀和(hé)相反(fǎn)的(de)外(wài)部(bù)磁场。所(suǒ)有(yǒu)这(zhè)三(sān)个(gè)都歸结为(wèi)磁铁(tiě)的(de)矫頑力对(duì)磁铁(tiě)施加的(de)壓力。決定(dìng)磁铁(tiě)抗退(tuì)磁能力的(de)特(tè)性(xìng)。矫頑力越高(gāo),保持(chí)磁铁(tiě)磁化(huà)就(jiù)越容易。我(wǒ)们(men)可(kě)能無法(fǎ)对(duì)磁铁(tiě)的(de)温(wēn)度(dù)和(hé)反(fǎn)向(xiàng)磁场(磁铁(tiě)周围的(de)环(huán)境和(hé)電(diàn)路(lù))進(jìn)行大(dà)量(liàng)控制,但希望我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)控制其形狀並(bìng)選擇材料等級,以(yǐ)确保我(wǒ)们(men)处于(yú)矫頑力的(de)安(ān)全(quán)工作(zuò)區(qū)域。
通(tòng)常,在(zài)電(diàn)子産品中(zhōng),假設环(huán)境温(wēn)度(dù)在(zài) 65 到(dào) 80 摄氏度(dù)之(zhī)间。通(tòng)常沒(méi)有(yǒu)任何相反(fǎn)的(de)外(wài)部(bù)场,但如(rú)果(guǒ)有(yǒu)另(lìng)一(yī)个(gè)磁铁(tiě),電(diàn)線(xiàn)圈,或(huò)改变附近(jìn)的(de)電(diàn)场是(shì)可(kě)能的(de),不(bù)能忽視。偶爾会(huì)故意(yì)存在(zài)相反(fǎn)的(de)磁场(電(diàn)動(dòng)机、致(zhì)動(dòng)器、諧振或(huò)振動(dòng)電(diàn)机、变壓器、充電(diàn)線(xiàn)圈)。
一(yī)旦我(wǒ)们(men)考慮了(le)電(diàn)路(lù)的(de)温(wēn)度(dù)和(hé)反(fǎn)向(xiàng)场,就(jiù)該考慮磁铁(tiě)的(de)形狀了(le)。磁铁(tiě)在(zài)曲(qū)線(xiàn)上(shàng)運行,很像電(diàn)机的(de)功率或(huò)扭矩曲(qū)線(xiàn)。磁體(tǐ)在(zài)更(gèng)好(hǎo)的(de)電(diàn)路(lù)中(zhōng)更(gèng)強(qiáng),在(zài)較差的(de)電(diàn)路(lù)中(zhōng)更(gèng)弱(ruò)(並(bìng)且(qiě)更(gèng)接近(jìn)退(tuì)磁)。我(wǒ)们(men)将沒(méi)有(yǒu)反(fǎn)向(xiàng)磁场的(de)露(lù)天(tiān)電(diàn)路(lù)中(zhōng)的(de)工作(zuò)點(diǎn)稱为(wèi)磁體(tǐ)的(de)磁导系(xì)数(平均 B/ μ磁铁(tiě)的(de) H),这(zhè)讓我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)計(jì)算磁铁(tiě)的(de)內(nèi)部(bù)反(fǎn)磁场。磁铁(tiě)总是(shì)在(zài)內(nèi)部(bù)與(yǔ)自(zì)己戰斗(dǒu)以(yǐ)保持(chí)磁化(huà)。我(wǒ)们(men)将跳过(guò)磁导系(xì)数(Pc 或(huò)負载(zài)線(xiàn))的(de)数學(xué)细(xì)节(jié),但它在(zài)很大(dà)程度(dù)上(shàng)取(qǔ)決于(yú)极(jí)面(miàn)面(miàn)積與(yǔ)磁體(tǐ)厚度(dù)的(de)比率(对(duì)于(yú)各(gè)向(xiàng)异(yì)性(xìng)磁體(tǐ),具有(yǒu)設定(dìng)磁化(huà)轴的(de)磁體(tǐ),例如(rú)燒结钕铁(tiě)硼(新磁铁(tiě))或(huò)钐钴)。磁體(tǐ)越薄,极(jí)面(miàn)也不(bù)会(huì)顯着縮小,将大(dà)大(dà)降低 Pc,导致(zhì)磁體(tǐ)变弱(ruò)或(huò)退(tuì)磁。
在(zài)電(diàn)子産品中(zhōng),我(wǒ)们(men)通(tòng)常会(huì)看(kàn)到(dào)厚度(dù)小于(yú) 1 毫(háo)米(mǐ)的(de)磁铁(tiě),但在(zài)其他(tā)方(fāng)向(xiàng)上(shàng)要(yào)大(dà)很多(duō)倍(形成(chéng)大(dà)磁极(jí)面(miàn)和(hé)薄磁铁(tiě))。这(zhè)是(shì)磁铁(tiě) PC 的(de)最(zuì)壞情(qíng)況。我(wǒ)们(men)必須嘗試使磁铁(tiě)盡可(kě)能厚(與(yǔ)預期(qī)用例的(de)磁极(jí)面(miàn)平衡)以(yǐ)提(tí)高(gāo) Pc(稍微提(tí)高(gāo)磁铁(tiě)的(de)強(qiáng)度(dù),但大(dà)大(dà)降低其退(tuì)磁的(de)机会(huì))。我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)通(tòng)过(guò)簡單形狀的(de)簡單計(jì)算来(lái)确定(dìng)这(zhè)些(xiē)風(fēng)險(參見(jiàn) 磁性(xìng)計(jì)算器 对(duì)于(yú)一(yī)些(xiē)示例)並(bìng)使用 FEA 来(lái)处理(lǐ)更(gèng)複杂的(de)形狀和(hé)電(diàn)路(lù)。我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)選擇具有(yǒu)更(gèng)大(dà)矫頑力的(de)材料等級来(lái)解(jiě)決其中(zhōng)的(de)一(yī)些(xiē)問(wèn)題(tí),但我(wǒ)们(men)不(bù)能無限提(tí)高(gāo)矫頑力,它只能讓我(wǒ)们(men)做到(dào)这(zhè)一(yī)點(diǎn),这(zhè)确实会(huì)增加成(chéng)本(běn)和(hé)負面(miàn)影響強(qiáng)度(dù)(通(tòng)量(liàng)密度(dù))。磁铁(tiě)的(de)形狀和(hé)電(diàn)路(lù)在(zài)永磁體(tǐ)設計(jì)中(zhōng)至(zhì)关重(zhòng)要(yào)。
其他(tā)一(yī)些(xiē)考慮因素是(shì)制造小型磁铁(tiě)的(de)挑戰。燒结钕铁(tiě)硼(新磁铁(tiě))非(fēi)常脆。它们(men)很容易在(zài)壓力下(xià)破裂,尤其是(shì)當它们(men)具有(yǒu)大(dà)表(biǎo)面(miàn)積和(hé)薄橫截面(miàn)时(shí)。钕铁(tiě)硼易氧化(huà),所(suǒ)以(yǐ)必須鍍膜以(yǐ)防腐蝕。为(wèi)了(le)避免磁铁(tiě)邊(biān)緣電(diàn)鍍的(de)狗骨(gǔ)效應(yìng),它们(men)会(huì)被(bèi)翻滾以(yǐ)使邊(biān)緣变圆(yuán)並(bìng)提(tí)供平滑的(de)涂层(céng)过(guò)渡。这(zhè)種(zhǒng)在(zài)研磨介質(zhì)中(zhōng)的(de)翻滾通(tòng)常是(shì)安(ān)全(quán)的(de),但當磁铁(tiě)很薄且(qiě)面(miàn)積較大(dà)时(shí),很容易破壞磁铁(tiě)。切(qiè)割非(fēi)常薄的(de)磁铁(tiě)也是(shì)一(yī)項挑戰。新磁體(tǐ)由(yóu)較大(dà)的(de)燒结材料块(kuài)切(qiè)割而(ér)成(chéng),但通(tòng)常可(kě)以(yǐ)克服(fú)这(zhè)一(yī)挑戰。由(yóu)于(yú)矫頑力和(hé)结構的(de)物(wù)理(lǐ)限制,與(yǔ)退(tuì)磁和(hé)磁性(xìng)能相比,加工能力的(de)考慮要(yào)少(shǎo)得多(duō)。仔细(xì)考慮薄磁铁(tiě)的(de)机械公(gōng)差。0.5mm磁铁(tiě)和(hé)0.4mm磁铁(tiě)的(de)Pc差异(yì)很大(dà)!
这(zhè)種(zhǒng)尺(chǐ)寸(cùn)的(de)磁铁(tiě)通(tòng)常不(bù)考慮的(de)一(yī)个(gè)方(fāng)面(miàn)是(shì)我(wǒ)们(men)对(duì)具有(yǒu)不(bù)同工藝的(de)磁铁(tiě)表(biǎo)面(miàn)的(de)影響。这(zhè)些(xiē)影響可(kě)以(yǐ)忽略不(bù)計(jì),並(bìng)且(qiě)在(zài)表(biǎo)面(miàn)積與(yǔ)體(tǐ)積比很小的(de)磁體(tǐ)(大(dà)多(duō)数磁體(tǐ))中(zhōng)可(kě)以(yǐ)安(ān)全(quán)地(dì)忽略。但是(shì),一(yī)旦我(wǒ)们(men)開(kāi)始(shǐ)生(shēng)産與(yǔ)表(biǎo)面(miàn)積相比很薄或(huò)很小的(de)磁铁(tiě),中(zhōng)心就(jiù)沒(méi)有(yǒu)很多(duō)未被(bèi)觸及(jí)的(de)磁質(zhì)量(liàng)。如(rú)果(guǒ)您对(duì)其表(biǎo)面(miàn)區(qū)域造成(chéng)一(yī)些(xiē)損壞(幾(jǐ)十(shí)微米(mǐ)的(de)損壞),大(dà)型磁铁(tiě)将按預期(qī)工作(zuò),但如(rú)果(guǒ)磁铁(tiě)只有(yǒu)幾(jǐ)百(bǎi)微米(mǐ)厚,則內(nèi)部(bù)幾(jǐ)乎沒(méi)有(yǒu)材料不(bù)受影響。这(zhè)似乎是(shì)一(yī)个(gè)顯而(ér)易見(jiàn)的(de)结論,但随着磁铁(tiě)體(tǐ)積的(de)減小,效果(guǒ)会(huì)被(bèi)放(fàng)大(dà),並(bìng)且(qiě)通(tòng)常不(bù)会(huì)被(bèi)考慮在(zài)內(nèi)。當磁铁(tiě)变薄时(shí),表(biǎo)面(miàn)積以(yǐ)比體(tǐ)積低得多(duō)的(de)速度(dù)減少(shǎo)。这(zhè)種(zhǒng)損害来(lái)自(zì)多(duō)个(gè)来(lái)源,我(wǒ)们(men)将簡要(yào)介紹最(zuì)大(dà)的(de)考慮因素。研磨加工会(huì)損壞磁體(tǐ)的(de)外(wài)部(bù),通(tòng)常会(huì)破壞其晶體(tǐ)结構,导致(zhì)磁通(tòng)量(liàng)輸出(chū)低或(huò)矫頑力低(更(gèng)容易使表(biǎo)面(miàn)退(tuì)磁)。電(diàn)鍍前(qián)的(de)脫氧(酸浴)可(kě)以(yǐ)去除一(yī)些(xiē)赋予这(zhè)些(xiē)晶體(tǐ)額外(wài)矫頑力的(de)晶间材料。最(zuì)後(hòu),涂层(céng)本(běn)身(shēn)不(bù)是(shì)磁铁(tiě)的(de)一(yī)部(bù)分(fēn)。充其量(liàng),它增加了(le)磁體(tǐ)的(de)气(qì)隙並(bìng)減少(shǎo)了(le)有(yǒu)用的(de)磁體(tǐ)積。例如(rú),具有(yǒu) 10 微米(mǐ)涂层(céng)的(de) 0.5 毫(háo)米(mǐ)厚的(de)磁铁(tiě)将只有(yǒu) 0.48mm(两面(miàn)都有(yǒu)涂层(céng))有(yǒu)用的(de)磁铁(tiě)(其中(zhōng)一(yī)些(xiē)被(bèi)其他(tā)工藝損壞),由(yóu)于(yú)涂层(céng)厚度(dù),磁铁(tiě)吸引的(de)任何東(dōng)西(xī)默认距離更(gèng)遠(yuǎn) 0.01mm。距離对(duì)磁性(xìng)能有(yǒu)非(fēi)常大(dà)的(de)影響。涂层(céng)本(běn)身(shēn)也可(kě)能是(shì)铁(tiě)磁性(xìng)的(de)(在(zài)鎳涂层(céng)的(de)情(qíng)況下(xià)),它将磁通(tòng)量(liàng)從您的(de)預期(qī)電(diàn)路(lù)中(zhōng)带走(zǒu),並(bìng)为(wèi)其提(tí)供通(tòng)往磁铁(tiě)另(lìng)一(yī)側的(de)路(lù)徑(有(yǒu)效地(dì)增加磁路(lù)的(de)洩漏)。
结論:
從这(zhè)个(gè)簡短(duǎn)的(de)概述中(zhōng)可(kě)以(yǐ)看(kàn)出(chū),磁體(tǐ)中(zhōng)有(yǒu)许多(duō)考慮因素可(kě)能会(huì)被(bèi)典型的(de)磁體(tǐ)設計(jì)师(shī)或(huò)工程师(shī)忽略,甚至(zhì)沒(méi)有(yǒu)深入(rù)探讨磁路(lù)其餘部(bù)分(fēn)和(hé)預期(qī)功能的(de)巨大(dà)影響。
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