Температурная стабильность разных классов постоянных магнитов

С повышением температуры остаточная индукция всех материалов для постоянных магнитов уменьшаются. Коэрцитивная сила, как правило, тоже уменьшается, но в случае ферритов –увеличивается.

До определенной температуры изменение магнитных свойств носит обратимый характер, т.е. при снижении температуры магнитные свойства восстанавливаются. Эта температура называется максимальной рабочей температурой постоянного магнита. При нагревании магнита выше этой температуры наблюдаются необратимые потери остаточной индукции магнита, которые могут быть устранены только повторным намагничиванием постоянного магнита до насыщения.

Максимальная рабочая температура магнита сильно зависит от его геометрической формы и соотношения размеров. При одинаковом диаметре цилиндрических магнитов более высокие магниты всегда имеют более высокую максимальную рабочую температуру. Магниты в форме прямоугольных параллепипедов всегда на 15-200С термостабильнее цилиндрических магнитов из того же материала (при одинаковом отношении L/D и A/C). В таблицах максимальная рабочая температура приводиться для цилиндрических магнитов с L/D =0,7.

 Часто бывает важно знать, насколько уменьшиться остаточная индукция магнита при повышенной температуре. Поэтому важной характеристикой магнитного материала является коэфициент обратимых потерь остаточной индукции α(Br). Значения этого коэфициента для разных классов магнитов приведены в таблице

 

 

Феррит

SmCo5

Sm2Co17

NdFeB

Альнико (ЮНДК)

b(НС)

0.03%/0С

-0.03%/0С

-0.3%/0С

-0.6%/0С

-0.01%/0С

α(Br)

-0.20%/0С

-0.045%/0С

-0.03%/0С

-0.10%/0С

-0.02%/0С

Макс.рабочая температура

2500С

2500С

3000С

2200С

5400С

Температура Кюри

4500С

7500С

8250С

3100С

810-8600С

 

Например, остаточная индукция термостабильного магнита на основе NdFeB при нагревании на 1000С выше комнатной уменьшиться на 10% , а остаточная индукция  магнита на основе Sm2Co17 только на 3%.

Следует отметить, что α(Br) измеряется в замкнутой магнитной цепи. Это означает, что, например, изменение индукции на поверхности тонких дисков из самарий-кобальта будет больше, чем значение, рассчитанное с использованием даных таблицы.

 

          Существуют марки постоянных магнитов с понижеными коефициентами обратимых потерь остаточной индукции:

              YXT 18 (Br=0.9-1.03 Tl, BНС=8kOe, IНС=15kOe, (BH)max=18±2 MGOe) на основе SmCo.                          

α(Br) <-0.015%/0С

 

N16L   (Br=0.77-0.82 Tl, BНС=7.2-7.7kOe, IНС=17kOe, (BH)max=15±1 MGOe )

на основе NdFeB.        

α(Br) <-0.01%/0С

Плотности основных классов постоянных магнитов.

Для оценки веса и стоимости постоянных магнитов необходимо знать характерные плотности магнитных материалов разных классов

 

Тип магнитного материала Плотность (грамм/см3)
SmCo5 8.3
Sm2Co17 8.5
NdFeB 7.4-7.5
Литой ЮНДК 7.3
Спеченный ЮНДК 7.0
Феррит спеченный 4.7-4.9
Магниторезина 3.6-3.8

 

Стоимость разных марок магнитов на основе NdFeB.

 

В таблицах 1 и 2 приведены ориентировочные цены на разные марки магнитов на основе NdFeB в долларах США за один килограмм магнитов для магнитов массой 10-100грамм (в партии 3-20 килограмм магнитов). Для больших партий возможна скидка 10%, для меньших (менее 3 килограмм) цена одного килограмма увеличивается на 20%.

Таблица 1

 

Марка

N30

N33

N35

N38

N40

N30H

N33H

N35H

N38H

N40H

N42H

Цена 1кг в USD .

 

65

 

70

 

75

 

80

 

90

 

75

 

80

 

87

 

94

 

100

 

105

Относительная цена %

 

93

 

97

 

100

 

107

 

120

 

100

 

107

 

116

 

125

 

133

 

140

Таблица 2

Марка

N30SH

N32SH

N35SH

N28UH

N30UH

N33UH

Цена 1кг в USD

85

90

95

105

110

115

Относительная цена %

 

113

 

120

 

127

 

140

 

147

 

153

 

За 100% относительной цены принята стоимость наиболее распространенных магнитов марки N35 – 75 долларов за килограмм.

                

Примечание.

1.      При массе 1 магнита менее 2,5 грамм стоимость килогамма магнитов увеличивается на 10%.

2.      Если толщина термостабильных магнитов вдоль направления намагничивания составляет менее 5 миллиметров стоимость килограмма магнитов также увеличивается на 10%.

        Плотность спеченных магнитов на основе NdFeB составляет 7,5 грамм/см3.

                            

Защитные покрытия для спеченных магнитов на основе NdFeB

 

            Для увеличения срока службы магнитов рекомендуются следующие защитные покрытия:

1.      Никилирование (толщина защитного слоя 10-20 мкм)- 0.01$/см2.

2.      Цинкование (толщина защитного слоя 10-20 мкм)-0.005$/см2.

3.      Эпоксидная смола (толщина защитного слоя 20-30 мкм)-0.003$/см2.

Нанесение защитных покрытий немного увеличивает стоимость одного килограмма

магнитов: для мелких образцов (<10 грамм) на 8-10%, для более крупных – на 4-5%(для покрытия на основе никеля).

 

  

Возможные размеры спеченных NdFeB магнитов.

 

1.      Диски

 

 

Диаметр (мм)

Высота (мм)

Максимальный

170

50

Минимальный

1,2

0,5

 

2.      Кольца

 

 

Внешний диаметр

(мм)

Внутренний диаметр (мм)

Высота (мм)

Максимальный

170

140

50

Минимальный

3,8

1,2

0,5

 

3.      Прямоугольные параллепипеды

 

 

Длина (мм)

Ширина (мм)

Высота (мм)

Максимальный

150

100

50

Минимальный

1,5

1,5

0,5

 

            4.  Цилиндрические сегменты и другие геометрические формы также возможны, но требуют предоставления чертежа или эскиза с размерами, допусками и указанием направления намагничивания.