專利名稱：一種通用復(fù)合永磁體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及永磁材料，特別提供了一種永磁材料，導(dǎo)磁材料及溫度補(bǔ)償材料組合而成的通用復(fù)合永磁體。
歷年來，高磁性能，良好的溫度穩(wěn)定性，耐腐蝕性一直是永磁材料領(lǐng)域追求的目標(biāo)，但是到目前為止，同時(shí)滿足上述條件的永磁材料尚未出現(xiàn)，以當(dāng)今磁性能最佳的永磁之王-NdFeB為例，它具有高剩磁、高矯頑力、高磁能積的特點(diǎn)，但是溫度穩(wěn)定性較差，磁性能較為分散，且很容易腐蝕。目前人們還是主要通過合金化和工藝改進(jìn)來克服Nd-Fe-B的上述缺點(diǎn)，如在Nd-Fe合金中加入Co，Dy，Ga，Nb等元素，調(diào)整燒結(jié)和后燒結(jié)條件以降低永磁材料的不可逆和可逆溫度系數(shù)。但這些都是以降低永磁材料性能和增加成本為代價(jià)的，大批生產(chǎn)的Nd-Fe-B稀土永磁磁能積可高達(dá)30～45MGOe，αBγ為-0.12％/℃，而低溫度系數(shù)Nb-Fe-BαBγ可為-0.02％～0.03％/℃，但其磁能積僅為14～20MGOe，對(duì)于Nd-Fe-B易腐蝕的缺點(diǎn)一般通過表面涂層予以解決。另外，在永磁材料的許多應(yīng)用場(chǎng)合，要求磁性能的準(zhǔn)確，其要求偏差在0.5～1MGOe以內(nèi)，而對(duì)于大多數(shù)Nd-Fe-B產(chǎn)品其性能偏差為2～4MGOe，要達(dá)到使用要求必須(1)嚴(yán)格控制生產(chǎn)工藝和永磁材料分選，其結(jié)果勢(shì)必降低產(chǎn)品合格率，(2)進(jìn)行退磁校正，Nd-Fe-B的特點(diǎn)是矯頑力很高，特別是低溫度系數(shù)磁材料，其矯頑力一般可達(dá)15000Oe，這對(duì)于充退磁校正無論從技術(shù)上還是設(shè)備上都很困難，經(jīng)校正的磁材料也易出現(xiàn)嚴(yán)重的磁不均勻現(xiàn)象。
本發(fā)明的目的在于提供一種仍然保持較高的磁性能，且溫度穩(wěn)定性好，耐腐蝕性好，磁性能準(zhǔn)確性好的通用復(fù)合永磁體。
本發(fā)明提供了一種通用復(fù)合永磁體，其特征在于該復(fù)合永磁體系由1～6塊溫度補(bǔ)償材料(1)，1～6塊永磁材料(2)組合而成，永磁材料(2)與溫度補(bǔ)償材料(1)之間構(gòu)成閉合溫度補(bǔ)償磁分路。永磁材料(2)中可以有1～3塊導(dǎo)磁材料(3)。永磁材料間(2)相互串接，與溫度補(bǔ)償材料(1)并接。NdFeB永磁材料最適于制作本發(fā)明所述的復(fù)合磁體。本發(fā)明可根據(jù)所需永磁材料形狀，永磁材料性能及磁器件或應(yīng)用場(chǎng)合的實(shí)際要求，配以相應(yīng)溫度補(bǔ)償環(huán)或補(bǔ)償片。該溫度補(bǔ)償環(huán)或補(bǔ)償片套于或貼于永磁材料之上。永磁材料與溫度補(bǔ)償環(huán)或補(bǔ)償片可緊密尺寸配合也可膠接固定。永磁材料可為單件永磁材料，也可由兩件以上同類同性能，同類不同性能，不同類不同性能永磁材料和導(dǎo)磁材料組成。溫度補(bǔ)償環(huán)或補(bǔ)償片應(yīng)由具有溫度補(bǔ)償性能的材料制作，所謂溫度補(bǔ)償材料，就是在其居里點(diǎn)溫度60～170℃范圍內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)烈依賴于溫度的變化，隨著溫度的升高，磁感應(yīng)強(qiáng)度按近似線性的規(guī)律降低，在飽和磁場(chǎng)范圍內(nèi)(一般大于7.96KA/m)，磁感強(qiáng)度應(yīng)下降為0.001～0.006T/℃，該種材料以Fe-Ni基熱磁合金為典型。根據(jù)不同應(yīng)用器件、場(chǎng)合和使用溫度變化范圍，選擇不同性能的永磁材料與之相應(yīng)的補(bǔ)償環(huán)或補(bǔ)償片組成復(fù)合永磁體。該復(fù)合永磁體作為磁源提供可利用磁場(chǎng)，溫度補(bǔ)償環(huán)或補(bǔ)償片自動(dòng)形成一閉合溫度補(bǔ)償磁分器。該分路磁力線隨溫度升高而降低，隨溫度降低而升高，以補(bǔ)償主磁路磁場(chǎng)隨溫度發(fā)生的變化。從而保持主磁路磁場(chǎng)變化很小，并可從負(fù)到正進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于永磁材料本身性能的分散性，永磁材料提供的工作磁場(chǎng)必有一定程度的離散度。如對(duì)于儀表則會(huì)產(chǎn)生偏差。單件或兩件以上永磁材料及補(bǔ)償材料組成復(fù)合永磁體的有機(jī)配合，可調(diào)整工作點(diǎn)磁性的一致性，免去永磁材料校正工序。溫度補(bǔ)償環(huán)或補(bǔ)償片一般都具有較好的抗腐蝕性能和塑性，且套于或貼于永磁材料之上，大大提高了永磁材料抗蝕、抗沖擊性能，并具有較好雜散磁場(chǎng)的抑制能力。本發(fā)明為磁性能高，而溫度穩(wěn)定性和磁性能一致性較差，價(jià)格低的一類永磁材料，提供了較為廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)，下面結(jié)合附圖通過實(shí)施例詳述本發(fā)明。
附

圖1為實(shí)心永磁材料外套溫度補(bǔ)償環(huán)結(jié)構(gòu)圖；(a)主視圖；(b)單永磁材料縱斷面剖示圖；(c)雙永磁材料夾一導(dǎo)磁材料縱斷面剖示圖；(d)雙永磁材料縱斷面示意圖；附圖2為環(huán)狀永磁材料內(nèi)套溫度補(bǔ)償環(huán)結(jié)構(gòu)圖；(a)主視圖；(b)單永磁材料縱斷面剖示圖；(c)雙永磁材料夾一導(dǎo)磁材料縱斷面剖示圖；(d)雙永磁材料縱斷面剖示圖；附圖3為永磁材料上貼溫度補(bǔ)償片結(jié)構(gòu)圖；(a)單永磁材料斷面剖示意圖(b)雙永磁材料夾一導(dǎo)磁材料斷面剖示圖；(c)雙永磁材料斷面剖示圖；附圖4為環(huán)狀永磁材料外套溫度補(bǔ)償環(huán)結(jié)構(gòu)圖；(a)主視圖；(b)單永磁材料縱斷面剖示圖；(c)雙永磁材料縱斷面剖示圖；附圖5為瓦塊狀永磁材料外套溫度補(bǔ)償環(huán)結(jié)構(gòu)圖；(a)主視圖；(b)單永磁材料側(cè)視(c)雙永磁材料側(cè)視圖；實(shí)施例1復(fù)合磁體的結(jié)構(gòu)可根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合不同，有不同的形狀，如附圖1、2、3、4、5所示，圖中1溫度補(bǔ)償材料；2永磁材料；3.導(dǎo)磁材料，可以是單塊永磁材料，見附圖1(b)，2(b)，3(a)，4(b)，5(b)，也可根據(jù)具體材料的磁性能兩兩相配，構(gòu)成雙永磁材料復(fù)合永磁體見圖1(d)，2(d)，3(c)，4(c)，5(c)，也可用導(dǎo)磁材料進(jìn)行調(diào)節(jié)，見圖1(c)，2(c)，3(b)。
實(shí)施例2用粉未冶金法制備的Nd17Fe75B8；Nd16Fe76.5B7.5；Nd15.5Fe76B7.5Al1；Nd15Fe77B8的釹鐵硼磁體，加工成15.5×15mm的樣品4個(gè)，分別為1#、2#、3#、4#，另外將成份分別為Nd12.5，Dy3Fe74Co3B17.5和Nd12.5Dy3Fe61.5Co15B8也加工成15.5×15mm的樣品5#，6#，選用1J33熱磁合金制備成外徑17.5mm，內(nèi)徑15.5mm高度為15mm的溫度補(bǔ)償，將1#，2#，3#，4#，5#分別與溫度補(bǔ)償環(huán)復(fù)合成復(fù)合永磁體1a#，2a#，3a#，4a#，5a#磁性能列于表1表1<
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由表1可見，溫度系數(shù)較高的普通NdFeB經(jīng)與溫度補(bǔ)償環(huán)復(fù)合后，磁能積在保持較高水平的基礎(chǔ)上，溫度系數(shù)明顯降低，甚至由5#和5a#可以看到通過磁體和環(huán)的適當(dāng)配合，復(fù)合磁體的溫度系數(shù)可由負(fù)到正進(jìn)行變化，即可進(jìn)行人為調(diào)節(jié)。6#樣品雖然具有較低的溫度系數(shù)，但其磁性能大幅度降低，且較高含量的鈷、鏑等元素的加入使成本增加。
實(shí)施例3將實(shí)施例1制備的成分為Nb15Fe77B8的釹鐵硼磁體，加工成15.5×7.5mm的樣品8個(gè)，分別為7#、8#、9#、10#、11#、12#選用1J30熱磁合金制備成外徑17.78mm，內(nèi)徑為15.5mm，高為15mm的溫度補(bǔ)償環(huán)，將7#和12#，8#和11#、9#和10#制成雙磁體復(fù)合永磁體分別為7#a12#，8#a11#，9#a10#，性能列于表2。表2
由表2可見，7#、8#、9#、10#、11#、12#磁體，雖然成分和工藝相同，但磁性能分散度很大，磁能積(BH)max在32MGOe～37MGOe之間變化，將磁性能較高的磁體與相應(yīng)較低的磁體與溫度外償環(huán)的良好配合，可制成磁性能一致性好，溫度系數(shù)低的復(fù)合永磁體。
實(shí)施例4 復(fù)合永磁體在儀表傳感器中的應(yīng)用永磁體是磁電式儀表傳感器的重要部件，由于傳感器、儀表的工作磁場(chǎng)在使用溫度范圍內(nèi)要求隨溫度變化很小，目前普遍采用AlNiCo永磁體。采用本發(fā)明NdFeB復(fù)合磁體替代AlNiCo可有效地減小體積，提高靈敏度，降低成本。表3為用NdFeB復(fù)合磁體裝入磁路后的工作磁場(chǎng)隨溫度變化結(jié)果。
表3
<p>其中α為磁體在給定工作點(diǎn)磁能積溫度系數(shù)β為補(bǔ)償材料的溫度系數(shù)γ為工作磁場(chǎng)溫度系數(shù)S0/S1為磁體截面積/補(bǔ)償件截面積實(shí)施例5 復(fù)合永磁體在電機(jī)中的應(yīng)用永磁材料在電機(jī)中一般都作磁極用，從結(jié)構(gòu)來說有兩極、四極、六極、八級(jí)、十極等；永磁材料在電機(jī)中即可以作轉(zhuǎn)子，又可以作定子，采用本發(fā)明釹鐵硼復(fù)合磁體對(duì)電機(jī)工作磁場(chǎng)磁勢(shì)隨溫度變化顯著優(yōu)于同類釹鐵硼磁體和普通電機(jī)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4表4
其中α為磁體在給定工作點(diǎn)磁能積溫度系數(shù)β為補(bǔ)償材料的溫度系數(shù)γ為工作間隙磁勢(shì)溫度系數(shù)S0/S1為磁體截面積/補(bǔ)償件截面積
權(quán)利要求
1.一種通用復(fù)合永磁體，其特征在于該復(fù)合永磁體系由1～6塊溫度補(bǔ)償材料(1)，1～6塊永磁材料(2)組裝而成，永磁材料(2)與溫度補(bǔ)償材料(1)之間構(gòu)成閉合溫度補(bǔ)償磁分路。
2.按權(quán)利要求1所述通用復(fù)合永磁體，其特征在于永磁材料(2)中可以有1～3塊導(dǎo)磁材料(3)。
3.按權(quán)利要求1，2所述通用復(fù)合永磁體，其特征在于永磁材料間(2)相互串接，與溫度補(bǔ)償材料(1)并接。
4.按權(quán)利要求1，2所述通用復(fù)合永磁材料體，其特征在于永磁材料(2)為NdFeB稀土永磁材料。
5.按權(quán)利要求3所述通用復(fù)合永磁材料體，其特征在于永磁材料(2)為NdFeB稀土永磁材料。
6.按權(quán)利要求1，2所述通用復(fù)合永磁材料體，其特征在于溫度補(bǔ)償材料為Fe-Ni基熱磁合金。
7.按權(quán)利要求3所述復(fù)合永磁材料，其特征在于溫度補(bǔ)償材料為Fe-Ni基熱磁合金。
全文摘要
一種通用復(fù)合永磁體，其特征在于該復(fù)合永磁體系由1～6塊溫度補(bǔ)償材料，1～6塊永磁材料組裝而成，永磁材料與溫度補(bǔ)償材料之間構(gòu)成閉合溫度補(bǔ)償磁分路，本發(fā)明仍然保持較高的磁性能，且溫度穩(wěn)定性好，耐腐蝕性好，磁性能準(zhǔn)確性好。
文檔編號(hào)H01F1/032GK1138736SQ9611525
公開日1996年12月25日 申請(qǐng)日期1996年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月27日
發(fā)明者于章, 程博 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所