時間和溫度如何影響永磁體的穩(wěn)定性？

永磁體支持外部磁場的能力是由于磁性材料內(nèi)的晶體各向異性將小磁疇“鎖定”在適當位置。一旦初始磁化建立，這些位置將保持不變，直到受到超過鎖定磁疇的力才會改變，干擾永磁體產(chǎn)生的磁場所需的能量因每種材料而異。永磁體可以產(chǎn)生極高的矯頑力（Hcj），在高外部磁場存在的情況下保持磁疇對齊。穩(wěn)定性可以描述為在磁鐵壽命期間，在特定條件下材料的重復(fù)磁性能。影響磁鐵穩(wěn)定性的因素包括時間、溫度、磁阻變化、不利磁場、輻射、沖擊、應(yīng)力和振動。

時間對現(xiàn)代永磁體的影響很小，研究表明，永磁體在磁化后會立即發(fā)生變化。這些被稱為“磁蠕變”的變化發(fā)生在不太穩(wěn)定的磁疇受到熱能或磁能波動的影響時，即使在熱穩(wěn)定的環(huán)境中也是如此。這種變化隨著不穩(wěn)定區(qū)域數(shù)量的減少而減少。

稀土磁體不太可能經(jīng)歷這種效應(yīng)，因為它們的矯頑力極高。較長的時間與磁通量的對比研究表明，新磁化的永磁體會隨著時間的增長而損失少量的磁通量。在100000小時以上，釤鈷材料的損耗基本為零，而低磁導(dǎo)率系數(shù)的鋁鎳鈷材料的損耗小于3%。

溫度效應(yīng)分為三類：可逆損失，不可逆但可恢復(fù)的損失，不可逆和不可恢復(fù)的損失。

可逆損耗：這些是當磁鐵恢復(fù)到其原始溫度時恢復(fù)的損耗，永磁體穩(wěn)定不能消除可逆損耗。可逆損耗由可逆溫度系數(shù)（Tc）描述，如下表所示。Tc表示為每攝氏度的百分比，這些數(shù)字因每種材料的具體等級而異，但代表了整個材料類別。這是因為Br和Hcj的溫度系數(shù)明顯不同，所以退磁曲線在高溫下會出現(xiàn)“拐點”。

不可逆但可恢復(fù)的損失：這些損耗被定義為磁鐵因暴露于高溫或低溫而部分退磁，這些損耗只能通過重新磁化恢復(fù)，當溫度恢復(fù)到其原始值時磁性無法恢復(fù)。當磁鐵的工作點低于退磁曲線的拐點時，就會發(fā)生這些損耗。有效的永磁體設(shè)計應(yīng)具有磁路，其中磁體在預(yù)期高溫下以高于退磁曲線拐點的磁導(dǎo)系數(shù)運行，這將防止高溫下的性能變化。

不可逆不可恢復(fù)的損失：暴露在極高溫度下的磁鐵發(fā)生冶金變化，無法通過再磁化恢復(fù)。下表顯示了各種材料的臨界溫度，其中：Tcurie是基本磁矩隨機化且材料退磁時的居里溫度；Tmax是一般類別主要材料的最大實際工作溫度。

每種材料的不同等級顯示的值與此處顯示的值略有不同。請注意，最大實際工作溫度取決于電路中磁鐵的工作點。退磁曲線上的工作點越高，磁鐵的工作溫度就越高。柔性材料不包括在本表中，因為用于使磁鐵柔性的粘合劑在提供柔性磁鐵磁性的鐵氧體粉末發(fā)生冶金變化之前會分解。

結(jié)論

通過以受控方式暴露在高溫下對磁鐵進行部分退磁，可使磁鐵在溫度方面保持穩(wěn)定。磁通密度的輕微降低提高了磁鐵的穩(wěn)定性，因為對取向較低的磁疇是第一個失去取向的磁疇。當暴露在同等或更低的溫度下時，這樣穩(wěn)定的磁鐵將顯示恒定的磁通量。此外，一批穩(wěn)定的磁鐵在相互比較時會表現(xiàn)出較低的磁通變化，因為具有正常變化特征的鐘形曲線的頂端將更接近該批次的磁通值。