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通俗科普:稀土釹磁體和鐵氧體磁體

人氣:1184發表時間:2020-09-03 02:01:08

   磁鐵我們都知道,它是產生磁場的物體,這些磁場使磁鐵能夠在不接觸金屬的情況下從遠處吸引某些金屬,有些磁鐵是自然產生的,有些是人造的。雖然有許多不同類型的磁鐵,但最受歡迎的兩種人造磁鐵是鐵氧體磁鐵和稀土釹磁鐵。
   稀土磁鐵跟鐵氧體磁鐵優點和缺點介紹
   稀土磁體和鐵氧體磁體都是永磁體的類型,它們都是由一種材料構成的,這種材料一旦帶有磁荷,除非受到損傷,否則會保持多年的磁性。然而,并非所有的永磁體都是一樣的。稀土和鐵氧體磁體的強度和回彈性各不相同,因為它們是由不同的金屬合金制成的。
   鐵氧體磁鐵
   多年來,所有磁體都是天然磁體,比如天然磁石(lodestone),它是一種具有磁性的鐵礦石。1952年,磁體首次由鐵氧體制成。通過用鐵氧體制造磁鐵,工程師們能夠把磁鐵做成任何他們想要的形狀。通過將精心制造的混合物制成鐵氧體磁鐵,可以產生比自然界更強大的磁場。鐵氧體磁鐵更便宜,更強大,很快變得流行。鐵氧體磁體也被稱為硬鐵氧體磁體或鐵磁體。它們是由鍶或鋇鐵氧體制成的。
   稀土磁鐵
   稀土磁體有兩種類型,鈷釤磁體(SmCo)和釹鐵硼磁體(NdFeB)。SmCo和釹鐵硼磁鐵之所以被稱為“稀土”,是因為它們是由元素周期表中的稀土(鑭系)元素構成的。SmCo磁體是在20世紀70年代開發的,是首批生產的稀土磁體。釹鐵硼磁鐵于1984年上市。
   鐵氧體與稀土磁體的相對強度
   磁體產生的磁場強度用BHmax或最大能量積來量化,BHmax或最大能量積用兆高斯奧斯特(MGOe)來測量。BHmax越高,磁鐵的力量就越大。鐵氧體磁體的BHmax為3.5,SmCo的BHmax為26,釹鐵硼是最強大的稀土磁體,BHmax為40。
   鐵氧體對稀土磁體熱應力的相對電阻
   磁體在加熱到一定溫度(即Tmax)后會開始失去強度,因此不應在該溫度以外操作。然而,當冷卻到Tmax以下時,它們將重新獲得力量。鐵氧體磁體的Tmax為300攝氏度,SmCo磁體的Tmax為300攝氏度,釹鐵硼磁體的Tmax為150攝氏度。如果磁鐵被加熱的溫度遠遠超過Tmax,它最終會在被稱為Tcurie的溫度下被退磁。當磁鐵加熱到特居里以外的地方時,一旦冷卻就無法恢復。鐵氧體磁體的t居里值為460攝氏度,SmCo的t居里值為750攝氏度,釹鐵硼的t居里值為310攝氏度。
   鐵氧體與稀土磁體的相對耐久性
   磁鐵除了能抵抗熱應力外,還能抵抗其他應力。釹鐵硼磁鐵易碎,難以加工。它們也很容易腐蝕。SmCo磁體的脆性稍低,也難以加工,但耐腐蝕性高。SmCo磁體也是最昂貴的磁體類型。鐵氧體磁體比SmCo和釹鐵硼磁體成本低,具有良好的抗退磁和耐腐蝕性能。
   各自的優點
   鐵氧體和釹磁鐵各有不同的好處。鐵氧體磁體易磁化,但它們非常耐腐蝕,一般不需要額外的涂層進行防腐。它們能抵抗外界磁場的消磁。它們比天然磁鐵強,盡管許多其他類型的磁鐵比它們強。它們相對便宜。釹磁鐵是所有永磁體中最強大的。一塊釹磁鐵比同等大小的任何其他類型的磁鐵都能舉起更多的東西。它們極耐外界磁場的退磁。 各自的缺點 鐵氧體和釹磁鐵也有不同的缺點。鐵氧體磁體非常脆弱,很容易破碎。它們不能用在承受很大壓力或彎曲的機械上。如果暴露在高溫下(超過480華氏度),它們就會被消磁。它們只有中等強度的磁場,不適合需要強磁場的應用。釹磁鐵相對來說比鐵氧體磁鐵貴。它們很容易生銹,必須采取額外的措施來保護它們不受腐蝕。釹磁鐵也非常脆弱,在壓力下會破裂。如果暴露在175到480華氏度以上(具體取決于使用的合金),它們就會失去磁性。
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