1. מגנטיות
ניסויים מראים שניתן למגנט כל חומר במידה רבה או פחותה בשדה מגנטי חיצוני, אך מידת המגנטיזציה שונה. על פי מאפייני החומר בשדה המגנטי החיצוני ניתן לחלק את החומר לחמש קטגוריות: חומר פרמגנטי, חומר דיאמגנטי, חומר פרומגנטי, חומר פרומגנטי וחומר אנטי-פרומגנטי. אנו קוראים לחומרים פרמגנטיים ודיאמגנטיים חומרים מגנטיים חלשים, ולחומרים פרומגנטיים ופרימגנטיים חומרים מגנטיים חזקים.
2. חומרים מגנטיים
חומרים מגנטיים רכים: יכולים להשיג את עוצמת המגנטיזציה המקסימלית עם השדה המגנטי החיצוני הקטן ביותר, והם חומרים מגנטיים עם כוויה נמוכה וחדירה מגנטית גבוהה. חומרים מגנטיים רכים קלים למגנטים וקלים לביטול מגנטים. לדוגמה, פריטים רכים וסגסוגות ננו-גבישיות אמורפיות.
חומרים מגנטיים קשים: נקראים גם חומרים מגנטיים קבועים, מתייחסים לחומרים שקשה למגנט וקשה לדה-מגנט לאחר מגנט. התכונה העיקרית שלהם היא כפייתיות גבוהה, כולל חומרים מגנטיים קבועים של אדמה נדירה, חומרים מגנטיים קבועים ממתכת ופריטים מגנטיים קבועים.
חומרים מגנטיים פונקציונליים: בעיקר חומרים מגנטוסטריקטיבים, חומרי הקלטה מגנטיים, חומרים עמידים למגנטים, חומרי בועות מגנטיות, חומרים מגנטו-אופטיים חומרי סרט מגנטי וכו'.
3. חומרים מגנט קבוע NdFeB
חומרים מגנטים קבועים מסוג NdFeB מסוננים מאמצים תהליך מתכות אבקה. הסגסוגת לאחר ההתכה נעשית לאבקה ונדחסת לעוברים דחוסים בשדה מגנטי. העוברים הלחוצים מסוננים בגז אינרטי או בוואקום כדי להשיג ציפוף
כדי לשפר את כוח הכפייה של המגנט, נדרש בדרך כלל טיפול בחום מזדקן, ואז המוצר המוגמר מתקבל לאחר עיבוד וטיפול פני השטח.
Bonded NdFeB הוא תערובת של אבקת מגנט קבוע וגומי עם תכונות סלילה טובות או פלסטיק קשיח וקל, גומי וחומרי מליטה אחרים, אשר נוצרים ישירות לחלקי מגנט קבוע בצורות שונות בהתאם לדרישות המשתמש.
NdFeB בכבישה חמה יכול להשיג תכונות מגנטיות הדומות ל-NdFeB סינטר מבלי להוסיף יסודות אדמה נדירים כבדים. יש לו את היתרונות של צפיפות גבוהה, אוריינטציה גבוהה, עמידות טובה בפני קורוזיה, כוח כפייה גבוה ויצירה כמעט סופית, אך התכונות המכניות אינן טובות ועלות העיבוד גבוהה עקב מונופול פטנטים.
4. Remanence(Br)
מתייחס לעוצמת האינדוקציה המגנטית של מגנט NdFeB מסונט לאחר מגנט ממוגנט לרוויה טכנית בסביבה במעגל סגור והסרת השדה המגנטי החיצוני. במונחים של הדיוט, ניתן להבין זאת באופן זמני ככוח המגנטי של המגנט לאחר המגנטיזציה. היחידות הן טסלה (T) וגאוס (Gs), 1GS=0.0001T.
5. כוח כפייה(Hcb)
כאשר המגנט ממוגנט הפוך, הערך של עוצמת השדה המגנטי ההפוך הנדרש כדי להפוך את עוצמת האינדוקציה המגנטית לאפס נקרא כוח הכפייה המגנטי. עם זאת, עוצמת המגנטיזציה של המגנט אינה אפס בשלב זה, אך השדה המגנטי ההפוך המופעל ועוצמת המגנטיזציה של המגנט מבטלים זה את זה. בשלב זה, אם השדה המגנטי החיצוני מוסר, למגנט עדיין יש תכונות מגנטיות מסוימות. 1A/m=(4T/1000)0e,1 0e =(1000/4T)A/m.
6. כוח כפייה מהותי(Hcj)
עוצמת השדה המגנטי ההפוכה הנדרשת כדי להפחית את עוצמת המגנטיזציה של המגנט לאפס נקראת כוח הכפייה הפנימי. הסיווג של דרגות חומרים מגנטיים מבוסס על גודל כוח הכפייה הפנימי שלהם. כוח כפייה נמוך N, כוח כפייה בינוני M, כוח כפייה גבוה H, כוח כפייה גבוה במיוחד UH, כוח כפייה גבוה במיוחד EH, כוח כפייה גבוה ביותר TH.
7. תוצר אנרגיה מגנטית מקסימלית (BH) מקסימום
מייצג את צפיפות האנרגיה המגנטית שנקבעה על ידי הרווח בין שני הקטבים המגנטיים של המגנט, כלומר, האנרגיה המגנטית הסטטית ליחידת נפח של מרווח האוויר, שהוא הערך המקסימלי של המכפלה של B ו-H. גודלו מציין ישירות הביצועים של המגנט. באותם תנאים, כלומר, באותו גודל, אותו מספר קטבים ואותו מתח מגנט, גם מגנטיות פני השטח המתקבלת על ידי החלקים המגנטיים בעלי תוצר אנרגיה מגנטית גבוהה גבוהה, אך באותו ערך (BH)max, לרמה של B. ו-Hcj יש את ההשפעות הבאות על המגנטיזציה:
Br גבוה, Hcj נמוך: תחת אותו מתח מגנט, ניתן להשיג מגנטיות משטח גבוהה יותר;
Br נמוך, Hcj גבוה: כדי להשיג את אותה מגנטיות פני השטח, נדרש מתח מגנט גבוה יותר.
8. מערכת Sl ומערכת CGS
כלומר, מערכת היחידות הבינלאומית ומערכת היחידות גאוסית, בדיוק כמו ההבדל בין "מטר" ל"מייל" ביחידת האורך. קיים יחסי המרה מורכבים מסוימים בין מערכת היחידות הבינלאומית למערכת היחידות גאוסית.
9. טמפרטורת קירי
זוהי הטמפרטורה שבה החומר המגנטי משתנה בין פרומגנטים לפראמגנטים. כשהיא נמוכה מטמפרטורת הקורי, החומר הופך לפרומגנט, וקשה לשנות את השדה המגנטי הקשור לחומר. כאשר הטמפרטורה גבוהה מטמפרטורת הקורי, החומר הופך לפראמגנט, והשדה המגנטי של המגנט יכול להשתנות בקלות עם שינוי השדה המגנטי שמסביב.
טמפרטורת Curie מייצגת את גבול טמפרטורת הפעולה התיאורטית של החומר המגנטי. טמפרטורת Curie של NdFeB היא בערך 320-380 מעלות צלזיוס. גובה נקודת הקורי קשור למבנה הגבישי שנוצר על ידי סינטר המגנט.
אם הטמפרטורה מגיעה לטמפרטורת קירי, חלק מהמולקולות במגנט נעות בעוצמה ומתרחשת דה-מגנטיזציה, והיא בלתי הפיכה; ניתן למגנט שוב את המגנט לאחר דה-מגנטיזציה, אך הכוח המגנטי יירד משמעותית ויכול להגיע רק לכ-50% מהמקור.
10. טמפרטורת עבודה
טמפרטורת העבודה המקסימלית של NdFeB מסונטת נמוכה בהרבה מטמפרטורת הקורי שלו. כאשר הטמפרטורה עולה בטווח טמפרטורת העבודה, הכוח המגנטי יקטן, אך רוב הכוח המגנטי יתאושש לאחר הקירור.
הקשר בין טמפרטורת העבודה לטמפרטורת הקורי: ככל שטמפרטורת הקורי גבוהה יותר, טמפרטורת העבודה של החומר המגנטי גבוהה יותר, ויציבות הטמפרטורה טובה יותר. הוספת יסודות כמו קובלט, טרביום ודיספרוסיום לחומרי הגלם של NdFeB מסונטת יכולה להגביר את טמפרטורת ה-Curie שלו, כך שמוצרי כוח כפייה גבוהים (H, SH, ...) מכילים בדרך כלל דיספרוזיום.
טמפרטורת ההפעלה המקסימלית של NdFeB מסונטת תלויה בתכונות המגנטיות שלו ובבחירת נקודות העבודה. עבור אותו מגנט NdFeB מחוטא, ככל שהמעגל המגנטי הפועל סגור יותר, כך טמפרטורת הפעולה המקסימלית של המגנט גבוהה יותר, והביצועים של המגנט יציבים יותר. לכן, טמפרטורת הפעולה המקסימלית של המגנט אינה ערך קבוע, אלא משתנה בהתאם למידת הסגירה של המעגל המגנטי.
11. כיוון שדה מגנטי
חומרים מגנטיים מחולקים לשתי קטגוריות: מגנטים איזוטריים ומגנטים אנזוטרופיים. למגנטים איזוטריים יש את אותן תכונות מגנטיות בכל כיוון וניתן למשוך אותם יחדיו כרצונם; למגנטים אנזוטרופיים יש תכונות מגנטיות שונות בכיוונים שונים. הכיוון שבו הם יכולים להשיג את התכונות המגנטיות הטובות ביותר נקרא כיוון הכיוון של המגנט.
למגנט NdFeB מחוטא מרובע יש את עוצמת השדה המגנטי הגדולה ביותר רק בכיוון הכיוון, ועוצמת השדה המגנטי בשני הכיוונים האחרים קטנה בהרבה. אם יש תהליך התמצאות בתהליך הייצור של חומרים מגנטיים, זה מגנטים אנזוטרופיים. Sintered NdFeB נוצר בדרך כלל ונלחץ על ידי אוריינטציה של שדה מגנטי, ולכן הוא אניזוטרופי. לכן, יש צורך לקבוע את כיוון הכיוון לפני הייצור, כלומר, את כיוון המגנטיזציה העתידי. אוריינטציה של שדה מגנטי של אבקה היא אחת מהטכנולוגיות המרכזיות לייצור NdFeB בעל ביצועים גבוהים. , (ל-Bonded NdFeB יש גם איזוטרופי וגם אניזוטרופי)
12. מגנטיות פני השטח
הכוונה לעוצמת האינדוקציה המגנטית בנקודה מסוימת על פני המגנט (מגנטיות פני השטח במרכז ובקצה המגנט שונה). זהו ערך ההוראה הנמדד על ידי המגע בין מד גאוס למשטח מסוים של המגנט, לא התכונות המגנטיות הכוללות של המגנט.
13. שטף מגנטי
נניח שבשדה מגנטי אחיד עם עוצמת אינדוקציה מגנטית של B, יש מישור עם שטח של S ומאונך לכיוון השדה המגנטי. המכפלה של עוצמת האינדוקציה המגנטית B והשטח S נקרא השטף המגנטי העובר במישור זה, המכונה שטף מגנטי, כאשר הסמל "$" והיחידה היא וובר (Wb). שטף מגנטי הוא גודל פיזיקלי המייצג את התפלגות השדה המגנטי. זה סקלרי, אבל יש לו ערכים חיוביים ושליליים, שמייצגים רק את הכיוון שלו. 中{{0}}B·S. כאשר יש זווית בין המישורים האנכיים של S ו-B, 中=B:S:cos0.
14. ציפוי אלקטרו
חומר מגנט קבוע מסוג NdFeB מיוצר על ידי תהליך מתכות אבקה. זהו חומר אבקה בעל פעילות כימית חזקה מאוד. יש נקבוביות זעירות וחללים בפנים. הוא נהרס בקלות ומתחמצן באוויר. לכן, יש לבצע טיפול קפדני לפני השימוש. ציפוי הוא שיטת טיפול משטח מתכת בוגרת ונמצאת בשימוש נרחב.
הציפויים הנפוצים ביותר עבור מגנטים חזקים של NdFeB הם ציפוי אבץ וציפוי ניקל. יש להם הבדלים ברורים במראה, עמידות בפני קורוזיה, חיי שירות, מחיר וכו':
הבדל בליטוש: ציפוי ניקל עדיף על ציפוי אבץ בליטוש, והוא נראה בהיר יותר. מי שיש לו דרישות גבוהות למראה המוצר בוחר בדרך כלל בציפוי ניקל, בעוד שחלק מהמגנטים אינם חשופים, ומי שיש לו דרישות נמוכות יחסית למראה המוצר בוחר בדרך כלל בציפוי אבץ.
הבדל בעמידות בפני קורוזיה: אבץ הוא מתכת פעילה שיכולה להגיב עם חומצה, ולכן עמידות הקורוזיה שלה ירודה; לאחר טיפול פני השטח של ציפוי ניקל, עמידות הקורוזיה שלו גבוהה יותר, וההבדל בחיי השירות: עקב עמידות בפני קורוזיה שונה, חיי השירות של ציפוי אבץ נמוכים מזה של ציפוי ניקל, שמתבטא בעיקר בכך שציפוי פני השטח קל ליפול לאחר זמן רב של שימוש, מה שגורם למגנט להתחמצן, ובכך להשפיע על הביצועים המגנטיים.
הבדל בקשיות: ציפוי ניקל גבוה יותר מציפוי אבץ. במהלך השימוש, הוא יכול מאוד למנוע התנגשויות ומצבים אחרים, ולגרום למגנט החזק של NdFeB ליפול ולהישבר. הבדל במחיר: בעניין זה, ציפוי אבץ הוא יתרון ביותר, והמחירים מסודרים מהנמוך לגבוה כמו ציפוי אבץ, ציפוי ניקל, שרף אפוקסי וכו'.
15. מגנט חד צדדי
לכן יש צורך לעטוף צד אחד של המגנט עם יריעת ברזל כך שהמגנטיות של הצד העטוף על ידי יריעת הברזל תהיה מסוככת. למגנטים כאלה יש שני קטבים, אך נדרשים מגנטים עם קטבים חד-צדדיים במצבי עבודה מסוימים. הם נקראים ביחד מגנטים חד-צדדיים או מגנטים חד-צדדיים. אין מגנט חד צדדי אמיתי.