時(shí)間和溫度如何影響永磁體的穩(wěn)定性？

永磁體支持外部磁場(chǎng)的能力是由于磁性材料內(nèi)的晶體各向異性將小磁疇“鎖定”在適當(dāng)位置。一旦初始磁化建立，這些位置將保持不變，直到受到超過鎖定磁疇的力才會(huì)改變，干擾永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)所需的能量因每種材料而異。永磁體可以產(chǎn)生極高的矯頑力（Hcj），在高外部磁場(chǎng)存在的情況下保持磁疇對(duì)齊。穩(wěn)定性可以描述為在磁鐵壽命期間，在特定條件下材料的重復(fù)磁性能。影響磁鐵穩(wěn)定性的因素包括時(shí)間、溫度、磁阻變化、不利磁場(chǎng)、輻射、沖擊、應(yīng)力和振動(dòng)。

時(shí)間對(duì)現(xiàn)代永磁體的影響很小，研究表明，永磁體在磁化后會(huì)立即發(fā)生變化。這些被稱為“磁蠕變”的變化發(fā)生在不太穩(wěn)定的磁疇受到熱能或磁能波動(dòng)的影響時(shí)，即使在熱穩(wěn)定的環(huán)境中也是如此。這種變化隨著不穩(wěn)定區(qū)域數(shù)量的減少而減少。

稀土磁體不太可能經(jīng)歷這種效應(yīng)，因?yàn)樗鼈兊某C頑力極高。較長(zhǎng)的時(shí)間與磁通量的對(duì)比研究表明，新磁化的永磁體會(huì)隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而損失少量的磁通量。在100000小時(shí)以上，釤鈷材料的損耗基本為零，而低磁導(dǎo)率系數(shù)的鋁鎳鈷材料的損耗小于3%。

溫度效應(yīng)分為三類：可逆損失，不可逆但可恢復(fù)的損失，不可逆和不可恢復(fù)的損失。

可逆損耗：這些是當(dāng)磁鐵恢復(fù)到其原始溫度時(shí)恢復(fù)的損耗，永磁體穩(wěn)定不能消除可逆損耗?？赡鎿p耗由可逆溫度系數(shù)（Tc）描述，如下表所示。Tc表示為每攝氏度的百分比，這些數(shù)字因每種材料的具體等級(jí)而異，但代表了整個(gè)材料類別。這是因?yàn)锽r和Hcj的溫度系數(shù)明顯不同，所以退磁曲線在高溫下會(huì)出現(xiàn)“拐點(diǎn)”。

不可逆但可恢復(fù)的損失：這些損耗被定義為磁鐵因暴露于高溫或低溫而部分退磁，這些損耗只能通過重新磁化恢復(fù)，當(dāng)溫度恢復(fù)到其原始值時(shí)磁性無法恢復(fù)。當(dāng)磁鐵的工作點(diǎn)低于退磁曲線的拐點(diǎn)時(shí)，就會(huì)發(fā)生這些損耗。有效的永磁體設(shè)計(jì)應(yīng)具有磁路，其中磁體在預(yù)期高溫下以高于退磁曲線拐點(diǎn)的磁導(dǎo)系數(shù)運(yùn)行，這將防止高溫下的性能變化。

不可逆不可恢復(fù)的損失：暴露在極高溫度下的磁鐵發(fā)生冶金變化，無法通過再磁化恢復(fù)。下表顯示了各種材料的臨界溫度，其中：Tcurie是基本磁矩隨機(jī)化且材料退磁時(shí)的居里溫度；Tmax是一般類別主要材料的最大實(shí)際工作溫度。

每種材料的不同等級(jí)顯示的值與此處顯示的值略有不同。請(qǐng)注意，最大實(shí)際工作溫度取決于電路中磁鐵的工作點(diǎn)。退磁曲線上的工作點(diǎn)越高，磁鐵的工作溫度就越高。柔性材料不包括在本表中，因?yàn)橛糜谑勾盆F柔性的粘合劑在提供柔性磁鐵磁性的鐵氧體粉末發(fā)生冶金變化之前會(huì)分解。

結(jié)論

通過以受控方式暴露在高溫下對(duì)磁鐵進(jìn)行部分退磁，可使磁鐵在溫度方面保持穩(wěn)定。磁通密度的輕微降低提高了磁鐵的穩(wěn)定性，因?yàn)閷?duì)取向較低的磁疇是第一個(gè)失去取向的磁疇。當(dāng)暴露在同等或更低的溫度下時(shí)，這樣穩(wěn)定的磁鐵將顯示恒定的磁通量。此外，一批穩(wěn)定的磁鐵在相互比較時(shí)會(huì)表現(xiàn)出較低的磁通變化，因?yàn)榫哂姓Ｗ兓卣鞯溺娦吻€的頂端將更接近該批次的磁通值。