從零開始的磁應用技術-日本MACOME/Makome碼控美

1、永磁的歷史悠久嗎？

永磁體的歷史出奇的短，在20世紀才真正流行起來，自從人類開始用電以來，它的特性就備受關注。遺憾的是，日本物理學家是這一領域的先驅者并不為人所知。在過去，似乎是因為日常使用磁鐵的場景很少。

2、永磁體是否有壽命限制？

永磁體的壽命取決于定義，但就磁力的自然減弱而言，它可以半永久性地使用。但是，存在一些性能下降。這也取決于材料，但沒有問題，因為在 100 或 200 年的跨度內變化只有幾個百分點。順帶一提，矯頑力越大，越能穩定地長期使用。

3、永磁體可以在高溫和低溫下使用嗎？

只要在一定的溫度范圍內使用永磁體，就會引起“可逆變化”，即使磁力因溫度而發生變化，當溫度恢復時，它也會恢復到原來的狀態。然而，在其他高溫和低溫下，會發生磁力退磁（或消失）。其特性因磁體材料和磁體特性而異。
特別需要注意的是，具有各向異性和較薄磁體特性的磁體，具有方形磁體特性，容易發生低溫退磁。在高溫下，磁鐵在材料的“居里溫度（失去磁性的溫度）”附近迅速退磁，當達到該溫度時，它就不再是永磁體。因此，也有預先強制施加偏離工作溫度的溫度并強制消磁以使其穩定的方法。如果您不選擇適合您應用的材料和特性的磁鐵，則可能會引起麻煩。
在包括冷凍倉庫在內的一般使用環境中，最容易受熱的鐵氧體磁鐵通常不成問題。然而，釤鈷磁鐵可能推薦用于預計高溫的環境，例如煉鐵。

4、有什么東西是不允許磁力通過的嗎？

時不時有人問我“請告訴我有沒有什么好東西不能讓磁力通過！”，但很遺憾我沒有找到像光一樣能阻擋磁力的東西。目前，可以通過用形狀適合應用的磁性材料圍繞磁源來大幅度改變和控制磁通密度分布。

5. 什么是“各向同性”和“各向異性”？

即使使用相同的磁體材料，也有兩種類型的永磁體，“各向同性”和“各向異性”。比如在學校日語、數學、科學、社會等什么都可以的孩子是各向同性的，只有數學可以做得很好，但其他科目可以說是各向異性的……
它是一種各向同性的磁鐵，除非在制造過程中進行特殊處理，否則它可以從各個方向進行磁化，但另一方面，它不會產生大量的磁力。另一方面，各向異性磁鐵在制造過程中在該方向上施加磁性時，在特定方向上表現出特異性，從而可以制造強磁體。但是，即使從其他方向被磁化，它也會是弱磁體。
順便說一句，鐵氧體磁鐵的產品目錄中經常會說“干式”或“濕式”，但這也取決于制造過程中是否通過粉碎含水粉末來制造。 ，存在“濕>干”的關系。

6. 永磁體是由什么制成的？

永磁體的材料大致可分為“燒結磁體”和“鑄造磁體”。燒結磁鐵就像將粉末狀的金屬氧化物捏合烘烤而成的瀨戶制品，具有硬而脆的特性。另一方面，通過熔化和固化金屬元素制成的磁體變成鑄造磁體并且可以進行機械加工。“橡膠磁鐵（粘結磁鐵）”是將金屬氧化物粉末與樹脂或橡膠混合并硬化而成。根據材料的不同，有柔軟的和堅硬的。
作為磁傳感器處理的永磁體，使用溫度變化小且穩定且容易獲得的磁體。對于一般用途，通常使用燒結和塑料“鍶鐵氧體磁鐵”。釤鈷磁鐵（燒結）和鑄造磁鐵如鋁鎳鈷合金和KM鋼用于高精度和耐熱性。

磁通密度與距離的關系，它是衡量永磁體強度的指標

永磁體發出的磁通量畫出一條曲線，因為它從北極到南極，而不是像光一樣直行。一般說作為永久磁鐵強度的量度的磁通密度與距離的平方成反比，但實際上，對于有限長度的磁鐵，該比率因磁鐵尺寸而異。這是一個簡單的計算方法。現在求磁鐵短邊的“尺寸（W）”和“厚度（t）”的比值。然而，它是在厚度方向磁化時（圖 1）。

圖 1 磁鐵寬度和厚度的尺寸比

該表是一個粗略的值，但它是一個顯示指數系數和維數比的表。它對應一個矩形的板狀鋇鐵氧體磁鐵（因為涉及指數計算，不能用只使用四個規則的計算器計算，所以準備一個可以進行函數計算的計算器）。

表維數比與指標系數關系

假設磁通密度 A [T] 位于圖 2 中距離 r 處，則距離 X 處的磁通密度由距離與尺寸比的 n 次方之比計算，如方程。例如，如果永磁體尺寸為“W50 x t0.8mm”，則尺寸比將為“62.5”，表中的n約為1.28次方。

圖2 永磁體尺寸與距離關系的計算公式

但是，由于它是一個近似值，請作為參考。本來，永磁體的磁通密度會根據磁體的外形而改變其特性，因此無法通過簡單的計算公式準確計算。
電流流過導體時的磁通密度與永磁體不同，磁通密度的增減與“距離（r）”成反比（圖3）。因此，當距離加倍時，磁通密度減半，計算起來比較容易。

圖 3 電流流過導體時的磁通密度

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