从零开始的磁应用技术-日本MACOME/Makome码控美

1、永磁的历史悠久吗？

永磁体的历史出奇的短，在20世纪才真正流行起来，自从人类开始用电以来，它的特性就备受关注。遗憾的是，日本物理学家是这一领域的先驱者并不为人所知。在过去，似乎是因为日常使用磁铁的场景很少。

2、永磁体是否有寿命限制？

永磁体的寿命取决于定义，但就磁力的自然减弱而言，它可以半永久性地使用。但是，存在一些性能下降。这也取决于材料，但没有问题，因为在 100 或 200 年的跨度内变化只有几个百分点。顺带一提，矫顽力越大，越能稳定地长期使用。

3、永磁体可以在高温和低温下使用吗？

只要在一定的温度范围内使用永磁体，就会引起“可逆变化”，即使磁力因温度而发生变化，当温度恢复时，它也会恢复到原来的状态。然而，在其他高温和低温下，会发生磁力退磁（或消失）。其特性因磁体材料和磁体特性而异。
特别需要注意的是，具有各向异性和较薄磁体特性的磁体，具有方形磁体特性，容易发生低温退磁。在高温下，磁铁在材料的“居里温度（失去磁性的温度）”附近迅速退磁，当达到该温度时，它就不再是永磁体。因此，也有预先强制施加偏离工作温度的温度并强制消磁以使其稳定的方法。如果您不选择适合您应用的材料和特性的磁铁，则可能会引起麻烦。
在包括冷冻仓库在内的一般使用环境中，最容易受热的铁氧体磁铁通常不成问题。然而，钐钴磁铁可能推荐用于预计高温的环境，例如炼铁。

4、有什么东西是不允许磁力通过的吗？

时不时有人问我“请告诉我有没有什么好东西不能让磁力通过！”，但很遗憾我没有找到像光一样能阻挡磁力的东西。目前，可以通过用形状适合应用的磁性材料围绕磁源来大幅度改变和控制磁通密度分布。

5. 什么是“各向同性”和“各向异性”？

即使使用相同的磁体材料，也有两种类型的永磁体，“各向同性”和“各向异性”。比如在学校日语、数学、科学、社会等什么都可以的孩子是各向同性的，只有数学可以做得很好，但其他科目可以说是各向异性的……
它是一种各向同性的磁铁，除非在制造过程中进行特殊处理，否则它可以从各个方向进行磁化，但另一方面，它不会产生大量的磁力。另一方面，各向异性磁铁在制造过程中在该方向上施加磁性时，在特定方向上表现出特异性，从而可以制造强磁体。但是，即使从其他方向被磁化，它也会是弱磁体。
顺便说一句，铁氧体磁铁的产品目录中经常会说“干式”或“湿式”，但这也取决于制造过程中是否通过粉碎含水粉末来制造。 ，存在“湿>干”的关系。

6. 永磁体是由什么制成的？

永磁体的材料大致可分为“烧结磁体”和“铸造磁体”。烧结磁铁就像将粉末状的金属氧化物捏合烘烤而成的濑户制品，具有硬而脆的特性。另一方面，通过熔化和固化金属元素制成的磁体变成铸造磁体并且可以进行机械加工。“橡胶磁铁（粘结磁铁）”是将金属氧化物粉末与树脂或橡胶混合并硬化而成。根据材料的不同，有柔软的和坚硬的。
作为磁传感器处理的永磁体，使用温度变化小且稳定且容易获得的磁体。对于一般用途，通常使用烧结和塑料“锶铁氧体磁铁”。钐钴磁铁（烧结）和铸造磁铁如铝镍钴合金和KM钢用于高精度和耐热性。

磁通密度与距离的关系，它是衡量永磁体强度的指标

永磁体发出的磁通量画出一条曲线，因为它从北极到南极，而不是像光一样直行。一般说作为永久磁铁强度的量度的磁通密度与距离的平方成反比，但实际上，对于有限长度的磁铁，该比率因磁铁尺寸而异。这是一个简单的计算方法。现在求磁铁短边的“尺寸（W）”和“厚度（t）”的比值。然而，它是在厚度方向磁化时（图 1）。

图 1 磁铁宽度和厚度的尺寸比

该表是一个粗略的值，但它是一个显示指数系数和维数比的表。它对应一个矩形的板状钡铁氧体磁铁（因为涉及指数计算，不能用只使用四个规则的计算器计算，所以准备一个可以进行函数计算的计算器）。

表维数比与指标系数关系

假设磁通密度 A [T] 位于图 2 中距离 r 处，则距离 X 处的磁通密度由距离与尺寸比的 n 次方之比计算，如方程。例如，如果永磁体尺寸为“W50 x t0.8mm”，则尺寸比将为“62.5”，表中的n约为1.28次方。

图2 永磁体尺寸与距离关系的计算公式

但是，由于它是一个近似值，请作为参考。本来，永磁体的磁通密度会根据磁体的外形而改变其特性，因此无法通过简单的计算公式准确计算。
电流流过导体时的磁通密度与永磁体不同，磁通密度的增减与“距离（r）”成反比（图3）。因此，当距离加倍时，磁通密度减半，计算起来比较容易。

图 3 电流流过导体时的磁通密度

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