1. Từ tính
Các thí nghiệm cho thấy rằng bất kỳ vật liệu nào cũng có thể bị từ hóa ở mức độ lớn hơn hoặc nhỏ hơn trong từ trường bên ngoài, nhưng mức độ từ hóa là khác nhau. Theo đặc tính của vật liệu trong từ trường bên ngoài, vật liệu có thể được chia thành năm loại: vật liệu thuận từ, vật liệu nghịch từ, vật liệu sắt từ, vật liệu sắt từ và vật liệu phản sắt từ. Chúng ta gọi vật liệu thuận từ và nghịch từ là vật liệu từ tính yếu và vật liệu sắt từ và sắt từ là vật liệu từ tính mạnh.
2. Vật liệu từ tính
Vật liệu từ mềm: có thể đạt được cường độ từ hóa tối đa với từ trường bên ngoài nhỏ nhất và là vật liệu từ tính có độ kháng từ thấp và độ thấm từ cao. Vật liệu từ tính mềm dễ bị từ hóa và dễ khử từ. Ví dụ, ferrite mềm và hợp kim tinh thể nano vô định hình.
Vật liệu từ cứng: còn gọi là vật liệu từ vĩnh cửu, dùng để chỉ những vật liệu khó từ hóa và khó khử từ một khi bị từ hóa. Đặc điểm chính của chúng là độ kháng từ cao, bao gồm vật liệu từ tính vĩnh cửu đất hiếm, vật liệu từ tính vĩnh cửu kim loại và ferrite từ tính vĩnh cửu.
Vật liệu từ tính chức năng: chủ yếu là vật liệu từ giảo, vật liệu ghi từ, vật liệu từ điện trở, vật liệu bong bóng từ tính, vật liệu quang từ, vật liệu màng từ, v.v.
3. Vật liệu nam châm vĩnh cửu NdFeB
Vật liệu nam châm vĩnh cửu NdFeB thiêu kết áp dụng quy trình luyện kim bột. Hợp kim sau khi nấu chảy được tạo thành bột và ép thành phôi ép trong từ trường. Phôi ép được thiêu kết trong khí trơ hoặc chân không để đạt được mật độ
Để cải thiện lực cưỡng bức của nam châm, thường cần phải xử lý nhiệt lão hóa, và sau đó thu được thành phẩm sau khi xử lý hậu kỳ và xử lý bề mặt.
Bonded NdFeB là hỗn hợp giữa bột nam châm vĩnh cửu và cao su có đặc tính quấn tốt hoặc nhựa cứng, nhẹ, cao su và các vật liệu liên kết khác, được tạo hình trực tiếp thành các bộ phận nam châm vĩnh cửu có nhiều hình dạng khác nhau theo yêu cầu của người dùng.
NdFeB ép nóng có thể đạt được các đặc tính từ tính tương tự như NdFeB thiêu kết mà không cần thêm các nguyên tố đất hiếm nặng. Nó có ưu điểm là mật độ cao, định hướng cao, chống ăn mòn tốt, lực cưỡng bức cao và hình thành gần cuối, nhưng tính chất cơ học không tốt và chi phí xử lý cao do độc quyền bằng sáng chế.
4. Sự Còn Lại (Br)
đề cập đến cường độ cảm ứng từ của nam châm NdFeB thiêu kết sau khi nam châm được từ hóa đến bão hòa kỹ thuật trong môi trường mạch kín và từ trường bên ngoài được loại bỏ. Theo cách hiểu thông thường có thể tạm hiểu là lực từ của nam châm sau khi bị từ hóa. Đơn vị là Tesla (T) và Gauss (Gs), 1GS=0.0001T.
5. Lực cưỡng chế(hcb)
Khi nam châm bị từ hóa ngược, giá trị cường độ từ trường ngược cần thiết để làm cho cường độ cảm ứng từ bằng 0 được gọi là lực cưỡng bức từ. Tuy nhiên, cường độ từ hóa của nam châm lúc này không bằng 0 mà từ trường ngược tác dụng và cường độ từ hóa của nam châm triệt tiêu lẫn nhau. Lúc này, nếu loại bỏ từ trường bên ngoài thì nam châm vẫn có những tính chất từ nhất định. 1A/m=(4T/1000)0e,1 0e =(1000/4T)A/m.
6. Nội lực cưỡng bức (Hcj)
Cường độ từ trường ngược cần thiết để giảm cường độ từ hóa của nam châm xuống 0 được gọi là lực cưỡng bức nội tại. Việc phân loại các loại vật liệu từ tính dựa trên kích thước của lực cưỡng bức nội tại của chúng. Lực cưỡng bức N thấp, lực cưỡng bức trung bình M, lực cưỡng bức cao H, lực cưỡng bức cực cao UH, lực cưỡng bức cực cao EH và lực cưỡng bức cao nhất TH.
7. Tích năng lượng từ cực đại (BH)max
Biểu thị mật độ năng lượng từ được thiết lập bởi khoảng không giữa hai cực từ của nam châm, nghĩa là năng lượng từ tĩnh trên một đơn vị thể tích của khe hở không khí, là giá trị tối đa của tích B và H. Kích thước của nó biểu thị trực tiếp hiệu suất của nam châm. Trong cùng điều kiện, nghĩa là cùng kích thước, cùng số cực và cùng điện áp từ hóa, từ tính bề mặt thu được bởi các bộ phận từ tính có sản phẩm năng lượng từ cao cũng cao, nhưng ở cùng giá trị (BH)max, mức độ B. và Hcj có tác dụng từ hóa như sau:
Br cao, Hcj thấp: dưới cùng một điện áp từ hóa, có thể thu được từ tính bề mặt cao hơn;
Br thấp, Hcj cao: để có được từ tính bề mặt như nhau, cần có điện áp từ hóa cao hơn.
8. Hệ thống Sl và hệ thống CGS
Tức là Hệ thống đơn vị quốc tế và Hệ thống đơn vị Gaussian, giống như sự khác biệt giữa "mét" và "dặm" trong đơn vị chiều dài. Có một mối quan hệ chuyển đổi phức tạp nhất định giữa Hệ thống đơn vị quốc tế và Hệ thống đơn vị Gaussian.
9. Nhiệt độ Curie
Đó là nhiệt độ mà vật liệu từ tính thay đổi giữa chất sắt từ và chất thuận từ. Khi nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ Curie, vật liệu trở thành nam châm sắt và từ trường liên quan đến vật liệu khó thay đổi. Khi nhiệt độ cao hơn nhiệt độ Curie, vật liệu trở thành thuận nam châm và từ trường của nam châm có thể dễ dàng thay đổi theo sự thay đổi của từ trường xung quanh.
Nhiệt độ Curie biểu thị giới hạn nhiệt độ vận hành lý thuyết của vật liệu từ tính. Nhiệt độ Curie của NdFeB là khoảng 320-380 độ C. Độ cao của điểm Curie có liên quan đến cấu trúc tinh thể được hình thành do quá trình thiêu kết của nam châm.
Nếu nhiệt độ đạt đến nhiệt độ Curie, một số phân tử trong nam châm sẽ chuyển động mạnh và xảy ra quá trình khử từ và không thể đảo ngược được; nam châm có thể được từ hóa trở lại sau khi khử từ, nhưng lực từ sẽ giảm đáng kể và chỉ có thể đạt khoảng 50% so với ban đầu.
10. Nhiệt độ làm việc
Nhiệt độ làm việc tối đa của NdFeB thiêu kết thấp hơn nhiều so với nhiệt độ Curie của nó. Khi nhiệt độ tăng trong phạm vi nhiệt độ làm việc, lực từ sẽ giảm, nhưng phần lớn lực từ sẽ phục hồi sau khi làm mát.
Mối quan hệ giữa nhiệt độ làm việc và nhiệt độ Curie: Nhiệt độ Curie càng cao thì nhiệt độ làm việc của vật liệu từ tính càng cao và độ ổn định nhiệt độ càng tốt. Việc thêm các nguyên tố như coban, terbium và dysprosium vào nguyên liệu thô của NdFeB thiêu kết có thể làm tăng nhiệt độ Curie của nó, do đó các sản phẩm có lực cưỡng bức cao (H, SH, ...) thường chứa dysprosium.
Nhiệt độ hoạt động tối đa của NdFeB thiêu kết phụ thuộc vào tính chất từ của chính nó và việc lựa chọn điểm làm việc. Đối với cùng một nam châm NdFeB thiêu kết, mạch từ làm việc càng kín thì nhiệt độ hoạt động tối đa của nam châm càng cao và hiệu suất của nam châm càng ổn định. Do đó, nhiệt độ hoạt động tối đa của nam châm không phải là một giá trị cố định mà thay đổi theo mức độ đóng của mạch từ.
11. Định hướng từ trường
Vật liệu từ tính được chia thành hai loại: nam châm đẳng hướng và nam châm dị hướng. Nam châm đẳng hướng có cùng tính chất từ tính theo mọi hướng và có thể hút nhau theo ý muốn; nam châm dị hướng có tính chất từ khác nhau theo các hướng khác nhau. Hướng mà chúng có thể thu được các đặc tính từ tính tốt nhất được gọi là hướng định hướng của nam châm.
Nam châm NdFeB thiêu kết hình vuông có cường độ từ trường lớn nhất chỉ theo hướng định hướng và cường độ từ trường theo hai hướng còn lại nhỏ hơn nhiều. Nếu có một quá trình định hướng trong quá trình sản xuất vật liệu từ tính thì đó chính là nam châm dị hướng. NdFeB thiêu kết thường được hình thành và ép theo hướng từ trường, do đó nó có tính dị hướng. Vì vậy, cần xác định hướng định hướng trước khi sản xuất, tức là hướng từ hóa trong tương lai. Định hướng từ trường bột là một trong những công nghệ then chốt để sản xuất NdFeB hiệu suất cao. , (NdFeB liên kết có cả tính đẳng hướng và dị hướng)
12. Từ tính bề mặt
Đề cập đến cường độ cảm ứng từ tại một điểm nhất định trên bề mặt nam châm (từ tính bề mặt ở tâm và cạnh của nam châm là khác nhau). Đó là giá trị giảng dạy được đo bằng sự tiếp xúc giữa máy đo Gauss và một bề mặt nhất định của nam châm chứ không phải tính chất từ tổng thể của nam châm.
13. Từ thông
Giả sử trong một từ trường đều có cường độ cảm ứng từ B có một mặt phẳng có diện tích S và vuông góc với hướng của từ trường. Tích của cường độ cảm ứng từ B và diện tích S gọi là từ thông đi qua mặt phẳng này, gọi tắt là từ thông, ký hiệu “$” và đơn vị là Weber (Wb). Từ thông là một đại lượng vật lý biểu thị sự phân bố của từ trường. Nó là một đại lượng vô hướng, nhưng nó có các giá trị dương và âm, chỉ biểu thị hướng của nó. 中{0}}B·S. Khi có một góc giữa mặt phẳng thẳng đứng của S và B, 中=B:S:cos0.
14. Mạ điện
Vật liệu nam châm vĩnh cửu NdFeB thiêu kết được sản xuất bằng quy trình luyện kim bột. Nó là một loại vật liệu dạng bột có hoạt tính hóa học rất mạnh. Có những lỗ chân lông nhỏ và khoảng trống bên trong. Nó dễ bị ăn mòn và oxy hóa trong không khí. Vì vậy, việc xử lý bề mặt nghiêm ngặt phải được thực hiện trước khi sử dụng. Mạ điện là phương pháp xử lý bề mặt kim loại trưởng thành và được sử dụng rộng rãi.
Các lớp phủ được sử dụng phổ biến nhất cho nam châm mạnh NdFeB là mạ kẽm và mạ niken. Chúng có sự khác biệt rõ ràng về ngoại hình, khả năng chống ăn mòn, tuổi thọ, giá cả, v.v.:
Sự khác biệt trong đánh bóng: Mạ niken vượt trội hơn so với mạ kẽm trong việc đánh bóng và trông sáng hơn. Những người có yêu cầu cao về hình thức sản phẩm thường chọn mạ niken, trong khi một số nam châm không lộ ra ngoài, và những người có yêu cầu tương đối thấp về hình thức sản phẩm thường chọn mạ kẽm.
Sự khác biệt về khả năng chống ăn mòn: Kẽm là kim loại hoạt động có thể phản ứng với axit nên khả năng chống ăn mòn kém; Sau khi xử lý bề mặt mạ niken, khả năng chống ăn mòn của nó cao hơn và tuổi thọ sử dụng khác nhau: Do khả năng chống ăn mòn khác nhau, tuổi thọ của mạ kẽm thấp hơn so với mạ niken, biểu hiện chủ yếu ở chỗ việc phủ bề mặt dễ dàng bị rơi ra sau thời gian dài sử dụng khiến nam châm bị oxy hóa, từ đó ảnh hưởng đến tính năng từ tính.
Sự khác biệt về độ cứng: Mạ niken cao hơn mạ kẽm. Trong quá trình sử dụng, nó có thể tránh được rất nhiều va chạm và các tình huống khác khiến nam châm mạnh NdFeB rơi ra và vỡ. Chênh lệch giá: Về vấn đề này thì mạ kẽm cực kỳ ưu việt, giá cả được sắp xếp từ thấp đến cao như mạ kẽm, mạ niken, nhựa epoxy,…
15. Nam châm một mặt
Vì vậy cần phải bọc một mặt của nam châm bằng một tấm sắt để từ tính của mặt được bọc bởi tấm sắt được che chắn. Những nam châm như vậy có hai cực, nhưng nam châm có một cực được yêu cầu ở một số vị trí làm việc nhất định. Chúng được gọi chung là nam châm một mặt hoặc nam châm một mặt. Không có nam châm một mặt thực sự.