Sep 03, 2024

자성체 관련 개념 설명

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1. 자성

실험에 따르면 모든 물질은 외부 자기장에서 어느 정도 자화될 수 있지만 자화 정도는 다릅니다. 외부 자기장에 있는 물질의 특성에 따라 물질은 상자성 물질, 반자성 물질, 강자성 물질, 페리자성 물질 및 반강자성 물질의 다섯 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 상자성체와 반자성체를 약자성체, 강자성체와 페리자성체를 강자성체라고 합니다.

 

2. 자성재료

연자성 재료: 가장 작은 외부 자기장으로 최대 자화 강도를 얻을 수 있으며 보자력이 낮고 투자율이 높은 자성 재료입니다. 연자성 재료는 자화하기 쉽고 자기소거하기 쉽습니다. 예를 들어, 연질 페라이트 및 비정질 나노결정질 합금이 있습니다.
경자성 재료: 영구자성 재료라고도 하며 자화되기 어렵고 일단 자화되면 자기소거가 어려운 재료를 말합니다. 희토류 영구자성 재료, 금속 영구자성 재료, 영구자성 페라이트 등을 포함하여 높은 보자력이 주요 특징입니다.
기능성 자성 재료: 주로 자기 변형 재료, 자기 기록 재료, 자기 저항 재료, 자성 버블 재료, 자기 광학 재료 자성 필름 재료 등

 

3. NdFeB 영구자석 재료

소결 NdFeB 영구 자석 재료는 분말 야금 공정을 채택합니다. 제련 후의 합금은 분말로 만들어지고 자기장 속에서 압착된 배아로 압착됩니다. 압축된 배아는 치밀화를 달성하기 위해 불활성 가스 또는 진공에서 소결됩니다.
자석의 보자력을 향상시키기 위해서는 일반적으로 시효열처리가 필요하며, 후가공 및 표면처리를 거쳐 완제품을 얻습니다.
Bonded NdFeB는 권취성이 좋은 영구자석 분말과 고무 또는 단단하고 가벼운 플라스틱, 고무, 기타 접착재료를 혼합한 것으로 사용자의 요구에 따라 다양한 형태의 영구자석 부품으로 직접 성형되는 제품입니다.
열간 압착된 NdFeB는 무거운 희토류 원소를 추가하지 않고도 소결된 NdFeB와 유사한 자기 특성을 얻을 수 있습니다. 고밀도, 고배향성, 우수한 내식성, 높은 보자력, 최종에 가까운 성형 등의 장점을 가지고 있으나, 특허독점으로 인해 기계적 성질이 좋지 않고 가공비용이 높다.

 

4. 잔류성(Br)

폐쇄 회로 환경에서 자석이 기술적으로 포화될 때까지 자화되고 외부 자기장이 제거된 후 NdFeB 소결 자석의 자기 유도 강도를 나타냅니다. 일반인의 관점에서는 일시적으로 자화 후 자석의 자력으로 이해될 수 있습니다. 단위는 테슬라(T)와 가우스(Gs), 1GS=0.0001T입니다.

 

5. 강제력(HCB)

자석을 역자화할 때 자기유도강도를 0으로 만드는데 필요한 역자계강도의 값을 보자력이라 한다. 그러나 이때 자석의 자화강도는 0이 아니고, 인가된 역자계와 자석의 자화강도가 서로 상쇄된다. 이때 외부 자기장이 제거되면 자석은 여전히 ​​특정 자기 특성을 유지합니다. 1A/m=(4T/1000)0e,1 0e =(1000/4T)A/m.

 

6. 내재보자력(Hcj)

자석의 자화 강도를 0으로 줄이는 데 필요한 역자기장의 세기를 고유 보자력이라고 합니다. 자성 재료 등급의 분류는 고유 보자력의 크기를 기준으로 합니다. 저보자력 N, 중간 보자력 M, 고 보자력 H, 초고 보자력 UH, 극고 보자력 EH, 최고 보자력 TH.

 

7. 최대 자기 에너지 곱(BH)max

자석의 두 자극 사이의 공간에 의해 성립되는 자기에너지 밀도, 즉 공극의 단위체적당 정자기에너지를 나타내며, B와 H의 곱의 최대값이다. 그 크기는 직접적으로 나타낸다. 자석의 성능. 동일한 조건, 즉 동일한 크기, 동일한 극 수 및 동일한 자화 전압에서 높은 자기 에너지 제품을 갖는 자석 부품에 의해 얻어지는 표면 자기도 높지만 동일한 (BH)max 값에서, B. 및 Hcj 수준은 자화에 다음과 같은 영향을 미칩니다.
Br은 높고 ​​Hcj는 낮습니다. 동일한 자화 전압에서 더 높은 표면 자성을 얻을 수 있습니다.
Br은 낮고 Hcj는 높습니다. 동일한 표면 자성을 얻으려면 더 높은 자화 전압이 필요합니다.

 

8. Sl 시스템과 CGS 시스템

즉, 길이 단위의 "미터"와 "마일"의 차이와 마찬가지로 국제 단위계와 가우스 단위계입니다. 국제 단위계와 가우스 단위계 사이에는 복잡한 변환 관계가 있습니다.

 

9. 퀴리 온도

강자성체와 상자성체 사이에서 자성 물질이 변하는 온도입니다. 퀴리 온도보다 낮으면 물질이 강자성체가 되어 물질과 관련된 자기장이 변화하기 어렵습니다. 온도가 퀴리 온도보다 높으면 물질은 상자성체가 되어 자석의 자기장은 주변 자기장의 변화에 ​​따라 쉽게 변할 수 있습니다.
퀴리 온도는 자성 재료의 이론적인 작동 온도 한계를 나타냅니다. NdFeB의 퀴리 온도는 약 섭씨 320-380도입니다. 퀴리점의 높이는 자석의 소결에 의해 형성된 결정구조와 관련이 있다.
온도가 퀴리 온도에 도달하면 자석의 일부 분자가 격렬하게 움직이고 감자가 일어나며 이는 되돌릴 수 없습니다. 자석은 감자된 후에 다시 자화될 수 있지만 자력은 크게 떨어지고 원래의 약 50%에만 도달할 수 있습니다.

 

10. 작동 온도

소결된 NdFeB의 최대 작동 온도는 퀴리 온도보다 훨씬 낮습니다. 작동 온도 범위 내에서 온도가 상승하면 자력은 감소하지만 냉각 후 대부분의 자력이 회복됩니다.
작동 온도와 퀴리 온도의 관계: 퀴리 온도가 높을수록 자성 재료의 작동 온도가 높아지고 온도 안정성이 좋아집니다. 소결 NdFeB의 원료에 코발트, 테르븀, 디스프로슘 등의 원소를 첨가하면 퀴리 온도가 높아질 수 있으므로 보자력이 높은 제품(H, SH, ...)에는 일반적으로 디스프로슘이 포함되어 있습니다.
소결된 NdFeB의 최대 작동 온도는 자체 자기 특성과 작업 지점 선택에 따라 달라집니다. 동일한 NdFeB 소결 자석의 경우 작동 자기 회로가 더 닫혀 있을수록 자석의 최대 작동 온도가 높아지고 자석의 성능이 더 안정적입니다. 따라서 자석의 최대 작동 온도는 고정된 값이 아니며, 자기 회로의 폐쇄 정도에 따라 달라집니다.

 

11. 자기장 방향

자성 재료는 등방성 자석과 이방성 자석의 두 가지 범주로 나뉩니다. 등방성 자석은 어느 방향에서나 동일한 자기 특성을 가지며 마음대로 끌어당길 수 있습니다. 이방성 자석은 방향에 따라 자기 특성이 다릅니다. 가장 좋은 자기 특성을 얻을 수 있는 방향을 자석의 방향이라고 합니다.

정사각형 소결 NdFeB 자석은 배향 방향에서만 가장 큰 자기장 강도를 가지며, 다른 두 방향의 자기장 강도는 훨씬 작습니다. 자성재료의 생산과정에서 배향과정이 있다면 바로 이방성자석이다. 소결된 NdFeB는 일반적으로 자기장 배향에 의해 형성되고 압축되므로 이방성입니다. 따라서 생산 전 배향방향, 즉 향후 자화방향을 확정하는 것이 필요하다. 분말 자기장 배향은 고성능 NdFeB 제조를 위한 핵심 기술 중 하나입니다. , (결합된 NdFeB는 등방성과 이방성을 모두 갖습니다)

 

12. 표면자기

자석 표면의 특정 지점에서의 자기 유도 강도를 나타냅니다(자석 중앙과 가장자리의 표면 자기가 다릅니다). 자석의 전체적인 자기특성이 아닌, 가우스미터와 자석의 특정 표면의 접촉을 통해 측정된 티칭값입니다.

 

13. 자속

자기 유도 강도 B의 균일한 자기장에서 자기장 방향에 수직인 면적 S의 평면이 있다고 가정합니다. 자기유도강도 B와 면적 S의 곱을 이 평면을 통과하는 자속이라 하고, 이를 자속이라 하며, 기호는 "$"로 하고 단위는 웨버(Wb)로 한다. 자속은 자기장의 분포를 나타내는 물리량입니다. 스칼라이지만 양수 값과 음수 값이 있으며 방향만 나타냅니다. 中{{0}}B·S. S와 B의 수직면 사이에 각도가 있는 경우 中=B:S:cos0.

 

14. 전기도금

소결 NdFeB 영구자석 재료는 분말 야금 공정으로 생산됩니다. 화학적 활성이 매우 강한 분말 소재입니다. 내부에는 작은 모공과 공극이 있습니다. 공기 중에서 쉽게 부식되고 산화됩니다. 따라서 사용 전 철저한 표면처리가 이루어져야 합니다. 전기 도금은 성숙한 금속 표면 처리 방법이며 널리 사용됩니다.
NdFeB 강력자석에 가장 일반적으로 사용되는 코팅은 아연 도금과 니켈 도금입니다. 외관, 내식성, 서비스 수명, 가격 등에서 명백한 차이가 있습니다.
광택의 차이 : 니켈도금은 아연도금에 비해 광택이 뛰어나며 광택이 더 빛납니다. 제품 외관에 대한 요구 사항이 높은 사람들은 일반적으로 니켈 도금을 선택하고 일부 자석은 노출되지 않으며 제품 외관에 대한 요구 사항이 상대적으로 낮은 사람들은 일반적으로 아연 도금을 선택합니다.
내식성의 차이: 아연은 산과 반응할 수 있는 활성 금속이므로 내식성이 좋지 않습니다. 니켈 도금 표면 처리 후 내식성이 더 높고 수명의 차이: 내식성이 다르기 때문에 아연 도금의 수명은 니켈 도금보다 낮으며 이는 주로 표면 코팅이 쉽다는 점에서 나타납니다. 장기간 사용하면 떨어져서 자석이 산화되어 자기 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
경도의 차이: 니켈 도금은 아연 도금보다 높습니다. 사용 중에는 충돌 및 기타 상황을 크게 방지하여 NdFeB 강한 자석이 떨어져서 파손될 수 있습니다. 가격차이 : 이런 점에서 아연도금은 매우 유리하며, 아연도금, 니켈도금, 에폭시수지 등으로 가격이 낮은 것부터 높은 것 순으로 배열되어 있습니다.

 

15. 단면 자석

그래서 자석의 한쪽 면을 철판으로 감싸서 철판으로 감싸진 면의 자력이 차폐되도록 해야 합니다. 이러한 자석에는 두 개의 극이 있지만 특정 작업 위치에서는 단면 극이 있는 자석이 필요합니다. 이를 단면 자석 또는 단면 자석이라고 통칭합니다. 실제 단면 자석은 없습니다.

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