永磁體基本概念

能夠長期保持其磁性的磁體稱永久磁體。如天然的磁石（磁鐵礦）和人造磁體（鋁鎳鈷合金）等。磁體中除永久磁體外，也有需通電才有磁性的電磁體。永磁體也叫硬磁體，不易失磁，也不易被磁化。但若永久磁體加熱超過居里溫度，或位于反向高磁場強度的環(huán)境下中，其磁性也會減少或消失。有些磁體具有脆性，在高溫下可能會破裂。鋁鎳鈷磁體的最高使用溫度超過 540 °C（1,000 °F），釤鈷磁體及鐵氧體約為300 °C（570 °F），釹磁體及軟性磁體約為140 °C（280 °F），不過實際數(shù)值仍會依材料的晶粒而不同。

而作為導磁體和電磁鐵的材料大都是軟磁體。永磁體極性不會變化，而軟磁體極性是隨所加磁場極性而變的。他們都能吸引鐵質物體，我們把這種性質叫磁性。

鋼或其他材料能成為永磁體，就是因為它們經(jīng)過恰當?shù)靥幚怼⒓庸ず?，?nèi)部存在的不均勻性處于最佳狀態(tài)，矯頑力最大。鐵的晶體結構、內(nèi)應力等不均勻性很小，矯頑力自然很小，使它磁化或去磁都不需要很強的磁場，因此，它就不能變成永磁體。通常把磁化和去磁都很容易的材料，稱為“軟”磁性材料。“軟”磁性材料不能作永磁體，鐵就屬于這種材料

就像你平時見到的那種帶有磁性鋼棒.永磁體是在外加磁場去掉后，仍能保留一定剩余磁化強度的物體。要使這樣的物體剩余磁化強度為零，磁性完全消除，必須加反向磁場。使鐵磁質完全退磁所需要的反向磁場的大小，叫鐵磁質的矯頑力。鋼與鐵都是鐵磁質，但它們的矯頑力不同，鋼具有較大的矯頑力，而鐵的矯頑力較小。這是因為在煉鋼過程中，在鐵中加了碳、鎢、鉻等元素，煉成了碳鋼、鎢鋼、鉻鋼等。碳、鎢、鉻等元素的加入，使鋼在常溫條件下，內(nèi)部存在各種不均勻性，如晶體結構的不均勻、內(nèi)應力的不均勻、磁性強弱的不均勻等。這些物理性質的不均勻，都使鋼的矯頑力增加。而且在一定范圍內(nèi)不均勻程度愈大，矯頑力愈大。但這些不均勻性并不是鋼在任何情形下都具有的或已達到的最好狀態(tài)，為使鋼的內(nèi)部不均勻性達到最佳狀態(tài)，必須要進行恰當?shù)臒崽幚砘驒C械加工。例如，碳鋼在熔煉狀態(tài)下，磁性和普通鐵差不多；它從高溫淬煉后，不均勻才迅速增長，才能成為永磁材料。若把鋼從高溫度慢慢冷卻下來，或把已淬煉的鋼在六、七百攝氏度熔煉一下，其內(nèi)部原子有充分時間排列成一種穩(wěn)定的結構，各種不均勻性減小，于是矯頑力就隨之減小，它就不再成為永磁材料了。

第一大類是：合金永磁材料，包括稀土永磁材料（釹鐵硼Nd2Fe14B）、釤鈷(SmCo)、鋁鎳鈷（AlNiCo）

第二大類是：鐵氧體永磁材料（Ferrite）

按生產(chǎn)工藝不同分為：燒結鐵氧體、粘結鐵氧體、注塑鐵氧體，這三種工藝依據(jù)磁晶的取向不同又各分為等方性和異方性磁體。

這些就是市面上的主要永磁材料，還有一些因生產(chǎn)工藝原或成本原因，不能大范圍應用而淘汰，如Cu-Ni-Fe（銅鎳鐵）、Fe-Co-Mo（鐵鈷鉬）、Fe-Co-V（鐵鈷釩）、MnBi（錳鉍）

永磁體應用范圍多種多樣，其中包括電視機，揚聲器，音響喇叭，收音機，皮包扣，數(shù)據(jù)線磁環(huán)，電腦硬盤，手機震動器等等。揚聲器這類永磁體是利用通電線圈在磁場中運動的原理來發(fā)聲。喇叭上的永磁體則是利用線圈中電流發(fā)生變化時，電流產(chǎn)生的磁場與之相作用，使得線圈和磁鐵相對位置發(fā)生改變，帶動喇叭上的紙盆發(fā)生振動，推動空氣并傳播這個振動，人耳從而聽到聲音?？傊?，永磁體在人們生活中無所不在，它方便了我們的生產(chǎn)生活。

從永磁材料的發(fā)展歷史來看，十九世紀末使用的碳鋼，磁能積（BH）max(衡量永磁體儲存磁能密度的物理量)不足1MGOe(兆高奧)，而國外批量生產(chǎn)的Nd-Fe-B永磁材料，磁能積已達50MGOe以上。這一個世紀以來，材料的剩磁Br提高甚小，能積的提高要歸功于矯頑力Hc的提高。而矯頑力的提高，主要得益于對其本質的認識和高磁晶各向異性化合物的發(fā)現(xiàn)，以及制備技術的進步。

二十世紀初，人們主要使用碳鋼、鎢鋼、鉻鋼和鈷鋼作永磁材料。二十世紀三十年代末，AlNiCo永磁材料開發(fā)成功，才使永磁材料的大規(guī)模應用成為可能。五十年代，鋇鐵氧體的出現(xiàn)，既降低了永磁體成本，又將永磁材料的應用范圍拓寬到高頻領域。到六十年代，稀土鈷永磁的出現(xiàn)，則為永磁體的應用開辟了一個新時代。

1967年，美國Dayton大學的Strnat等，用粉末粘結法成功地制成SmCo5永磁體，標志著稀土永磁時代的到來。迄今為止，稀土永磁已經(jīng)歷第一代SmCo5，第二代沉淀硬化型Sm2Co17，發(fā)展到第三代Nd-Fe-B永磁材料。

此外，在歷史上被用作永磁材料的還有Cu-Ni-Fe、Fe-Co-Mo、Fe-Co-V、MnBi、A1MnC合金等。這些合金由于性能不高、成本不低，在大多數(shù)場合已很少采用。而AlNiCo、FeCrCo、PtCo等合金在一些特殊場合還得到應用。目前Ba、Sr鐵氧體仍然是用量最大的永磁材料，但其許多應用正在逐漸被Nd-Fe-B類材料取代。并且，當前稀土類永磁材料的產(chǎn)值已大大超過鐵氧體永磁材料，稀土永磁材料的生產(chǎn)已發(fā)展成一大產(chǎn)業(yè)。

鋁鎳鈷永磁體靠析出相的形狀各向異性產(chǎn)生矯頑力 。

鋁鎳鈷永磁體是指以鑄造或粉末冶金法制造的析出硬化型水磁體，主要包括Fe-Ni-Al和Fe-Ni-Al-Co合金系 。

中文名稱

金屬永磁體

英文名稱

metal based magnet

定　　義

泛指金屬Fe基和Co基(不包括稀土金屬)合金磁體。如AlNiCo、FeCrCo、PtCo、PtFe等。

應用學科

材料科學技術（一級學科），金屬材料（二級學科），特殊用途金屬材料（三級學科），磁性材料（四級學科）