軟磁鐵氧體(如 Mn-Zn 鐵氧體、Ni-Zn 鐵氧體)具有高磁導(dǎo)率、低損耗的特性,是電子元件的關(guān)鍵材料。Mn-Zn 鐵氧體的磁導(dǎo)率可達(dá) 10?-10?μ?,主要用于低頻(1kHz-1MHz)領(lǐng)域,如開(kāi)關(guān)電源變壓器鐵芯、電感線(xiàn)圈,其損耗(包括磁滯損耗、渦流損耗)需控制在較低水平(如 100kHz 下?lián)p耗≤500mW/cm3)。Ni-Zn 鐵氧體則具有高電阻率(10?-10?Ω?cm),適用于高頻(1MHz-1GHz)場(chǎng)景,如射頻天線(xiàn)、濾波器、電磁干擾(EMI)屏蔽件。軟磁鐵氧體的性能與配方密切相關(guān),通過(guò)調(diào)整 Mn、Zn、Ni 的比例,可優(yōu)化其磁導(dǎo)率、居里點(diǎn)與損耗特性,滿(mǎn)足不同電子設(shè)備的需求。永磁同步電機(jī)采用高性能磁鐵,具有效率高、噪音低的特點(diǎn),常用于新能源汽車(chē)。湖南新能源磁鐵產(chǎn)品

磁鐵周?chē)嬖诘奶厥馕镔|(zhì)形態(tài)稱(chēng)為磁場(chǎng),其基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁體或運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生力的作用,可用磁感應(yīng)強(qiáng)度(單位:特斯拉 T)衡量磁場(chǎng)強(qiáng)弱。為直觀(guān)描述磁場(chǎng)分布,物理學(xué)引入磁感線(xiàn)模型:磁感線(xiàn)從磁鐵 N 極出發(fā),回到 S 極,形成閉合曲線(xiàn),且任意兩條磁感線(xiàn)不相交。實(shí)際測(cè)量中,可通過(guò)鐵屑實(shí)驗(yàn)觀(guān)察磁感線(xiàn)形態(tài) —— 將磁鐵置于鋪有鐵屑的白紙下,鐵屑會(huì)沿磁感線(xiàn)方向排列,呈現(xiàn)出中間稀疏、兩極密集的分布特征,這也印證了 “磁鐵兩極磁場(chǎng)強(qiáng),中間弱” 的規(guī)律。此外,磁場(chǎng)具有疊加性,多個(gè)磁鐵的磁場(chǎng)會(huì)相互作用,形成復(fù)雜的合磁場(chǎng),這一特性在磁懸浮列車(chē)、核磁共振設(shè)備中被利用。上海新能源磁鐵哪家便宜手表機(jī)芯內(nèi)的游絲常搭配小型磁鐵,調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率,保證走時(shí)精度。

電機(jī)是磁鐵關(guān)鍵的應(yīng)用場(chǎng)景之一,其工作原理基于電磁感應(yīng)與洛倫茲力定律。在永磁同步電機(jī)(PMSM)中,轉(zhuǎn)子采用永磁體(如釹鐵硼)產(chǎn)生恒定磁場(chǎng),定子繞組通入交變電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),兩者相互作用推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)電能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。與傳統(tǒng)異步電機(jī)相比,永磁電機(jī)效率更高(可達(dá) 95% 以上)、功率密度大、體積小,大多用于新能源汽車(chē)(驅(qū)動(dòng)電機(jī))、工業(yè)伺服系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域。電機(jī)設(shè)計(jì)中需精確計(jì)算氣隙磁場(chǎng)分布,通過(guò)調(diào)整磁鐵的尺寸、極數(shù)(通常為 4 極、8 極)及排列方式(表面貼裝、內(nèi)置式),優(yōu)化電機(jī)的扭矩、轉(zhuǎn)速與效率特性。
鐵磁性材料之所以能被磁化,關(guān)鍵在于其內(nèi)部存在 “磁疇” 結(jié)構(gòu)。磁疇是材料內(nèi)部尺寸約 10??~10?2cm 的微小區(qū)域,每個(gè)磁疇內(nèi)的原子磁矩(由電子自旋和軌道運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生)自發(fā)排列整齊,形成類(lèi)似小磁鐵的單元。未磁化的材料中,磁疇方向雜亂無(wú)章,總磁矩相互抵消,對(duì)外不顯磁性。當(dāng)施加外部磁場(chǎng)時(shí),磁疇會(huì)逐漸轉(zhuǎn)向與外磁場(chǎng)一致的方向:弱磁場(chǎng)下,磁疇通過(guò) “壁移” 擴(kuò)大同向磁疇范圍;強(qiáng)磁場(chǎng)下,磁疇直接翻轉(zhuǎn)至外磁場(chǎng)方向。當(dāng)所有磁疇方向基本一致時(shí),材料達(dá)到 “磁飽和” 狀態(tài),此時(shí)即使增大外磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度也不再明顯的提升。而永磁體之所以能長(zhǎng)期保磁,是因?yàn)槠鋬?nèi)部磁疇結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,磁疇翻轉(zhuǎn)所需的 “矯頑力” 較高,不易受外部環(huán)境干擾而失磁。釹鐵硼磁鐵是目前磁性非常強(qiáng)的永磁體,大多應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療器械領(lǐng)域。

磁性傳感器利用磁鐵與磁場(chǎng)的相互作用實(shí)現(xiàn)物理量檢測(cè),常見(jiàn)類(lèi)型包括霍爾傳感器、磁阻傳感器、磁通門(mén)傳感器?;魻杺鞲衅骰诨魻栃?yīng):當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)通過(guò)半導(dǎo)體時(shí),載流子會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),產(chǎn)生垂直于電流與磁場(chǎng)的霍爾電壓,通過(guò)測(cè)量電壓可檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度,大多用于汽車(chē)(轉(zhuǎn)速檢測(cè)、電流傳感器)、工業(yè)控制(位置檢測(cè))。磁阻傳感器則利用磁阻效應(yīng)(材料電阻隨磁場(chǎng)變化),如巨磁阻(GMR)傳感器,其靈敏度是傳統(tǒng)磁阻的 100 倍以上,用于硬盤(pán)讀寫(xiě)頭、角度傳感器。磁通門(mén)傳感器通過(guò)測(cè)量鐵芯在交變磁場(chǎng)中的磁通量變化,可檢測(cè)微弱磁場(chǎng)(10??T 量級(jí)),適用于地磁測(cè)量、航天器姿態(tài)控制。磁懸浮列車(chē)?yán)么盆F同名磁極相斥的原理,使列車(chē)懸浮于軌道上方,減少摩擦。廣東3C磁鐵原材料
磁性白板利用表面的磁性涂層,配合磁鐵吸附白板筆,方便書(shū)寫(xiě)與擦拭,常用于教學(xué)。湖南新能源磁鐵產(chǎn)品
永磁體是現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用非常廣的磁鐵類(lèi)型,不同材質(zhì)的永磁體在磁性能、成本、耐環(huán)境性上各有優(yōu)勢(shì)。釹鐵硼磁鐵(NdFeB)是目前磁能積(BHmax)高的永磁材料,磁能積可達(dá) 30~50 MGOe,具有 “小體積、強(qiáng)磁性” 的特點(diǎn),成本相對(duì)較低,大多用于新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、智能手機(jī)振動(dòng)馬達(dá)等領(lǐng)域,但缺點(diǎn)是耐腐蝕性差,需通過(guò)鍍鋅、鍍鎳等表面處理提升壽命。釤鈷磁鐵(SmCo)磁能積略低于釹鐵硼(15~30 MGOe),但具有極高的耐溫性和抗腐蝕性,適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)、衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)等高溫、高真空環(huán)境,不過(guò)因稀土元素釤價(jià)格昂貴,成本較高。鐵氧體磁鐵(SrO?6Fe?O?)磁能積比較低(2~5 MGOe),但成本低廉、穩(wěn)定性好,常用于冰箱貼、玩具、小型電機(jī)等對(duì)磁性要求不高的場(chǎng)景,是用量比較大的永磁材料之一。湖南新能源磁鐵產(chǎn)品