一种永磁材料的充磁方法

1.本发明属于永磁材料技术领域，涉及一种永磁材料的充磁方法。


背景技术：

2.用永磁材料刚制出来的“永磁体”是没有磁力的，它与非永磁材料相比，就是它的剩磁特别大，剩磁特大的材料也叫硬磁性材料，剩磁小的材料也叫软磁性材料，把硬磁性材料加工成需要的形状，放在由电磁铁形成的极强的磁场中，这叫充磁，经充磁就变成真正的永磁体了。
3.可见永磁材料需要经过充磁后才可以成为提供磁性能的元器件。目前常用充磁方法为脉冲充磁和恒流充磁，脉冲充磁法利用高压电流对磁体充磁，能耗较高且具有一定危险性，而恒流充磁法只能对矫顽力较低和形状相对规则的磁体进行充磁。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种在较小的磁场下对高矫顽力和复杂形状永磁材料的充磁方法。
5.本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
6.一种永磁材料的充磁方法，所述方法包括如下步骤：
7.s1、将居里温度为tc的待充磁磁体置于磁场h中，并在温度t0下保持时间t；
8.s2、然后降温至t1，撤去外加磁场获得充磁完成的磁体。
9.在上述的一种永磁材料的充磁方法中，t0＞tc＞t1。本发明利用永磁材料的自发磁化进行充磁，永磁材料在磁场h中从t0降低到t1的过程会发生顺磁-铁磁转换，发生该转换必须要控制t0＞tc＞t1。
10.在上述的一种永磁材料的充磁方法中，步骤s1中磁场h由电磁铁或居里温度为tc2的带磁永磁体提供，其中tc2＞t0。本发明为了避免居里温度为tc2的永磁材料发生热退磁，所以必须控制tc2＞t0，因为发生热退磁会导致永磁材料失去磁性，从而无法提供磁场h。
11.在上述的一种永磁材料的充磁方法中，步骤s1中t0≥100℃。
12.在上述的一种永磁材料的充磁方法中，步骤s1中t≥10min。
13.在上述的一种永磁材料的充磁方法中，待充磁磁体包括铁氧体永磁体、钕铁硼永磁体、铝镍钴永磁体、铁铬钴永磁体、铂钴永磁体和钐钴永磁体中的至少一种。
14.在上述的一种永磁材料的充磁方法中，居里温度为tc2的带磁永磁体包括铝镍钴永磁材料、钐钴永磁材料中的至少一种。
15.在上述的一种永磁材料的充磁方法中，磁场h≤待充磁磁体在t1下的矫顽力。相比于传统充磁方法中磁场强度必须大于矫顽力，本发明磁场h可以选用强度小于待充磁磁体在t1下矫顽力的磁场进行充磁。
16.在上述的一种永磁材料的充磁方法中，步骤s2降温速率为2-10℃/min。
17.在上述的一种永磁材料的充磁方法中，待充磁磁体形状包括瓦型、环形、圆柱形中
的一种。
18.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
19.本发明利用永磁材料在居里温度附近的自发磁化过程，在永磁材料居里温度以上外加磁场充磁克服了传统高矫顽力磁体室温难充磁和复杂形状磁体难充磁的技术现状，可以在较小的磁场下对高矫顽力和复杂形状的永磁材料充磁。本发明充磁方法操作简单、实用范围广、操作安全。
附图说明
20.图1为实施例5内环smco磁环尺寸示意图。
21.图2为实施例5充磁完成的四级smco磁环磁化方向示意图。
22.图3为实施例4牌号为48h充磁ndfeb磁体的磁体尺寸与充磁方向示意图。
具体实施方式
23.以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
24.实施例1：
25.s1、准备居里温度为tc≈900℃的直径10mm厚度2mm的待充磁圆片smco磁体，待充磁圆片smco磁体常温下矫顽力hcj＝27.62koe，置于磁场h＝1t的电磁铁中，并在温度t0＝900℃下保持时间t＝10min；
26.s2、分段冷却，以3.3℃/min速率降温至200℃，以7℃/min冷却至t1＝20℃，撤去外加磁场，获得充磁完成的磁体。
27.实施例2：
28.s1、准备居里温度为tc＝323℃的直径10mm厚度2mm的待充磁ndfeb圆片磁体，待充磁ndfeb圆片磁体牌号为38uh，常温下矫顽力hcj＝26.82koe，然后置于间隙磁场强度h＝0.5t的smco磁体间，并在温度t0＝500℃下保持时间t＝10min；其中，提供磁场的smco磁体居里温度tc2≈900℃；
29.s2、分段冷却，以3.3℃/min速率降温至200℃，以7℃/min冷却至t1＝20℃，撤去外加磁场，获得充磁完成的磁体。
30.实施例3：
31.s1、准备居里温度为tc＝323℃的直径10mm厚度2mm的待充磁ndfeb圆片磁体，待充磁ndfeb圆片磁体牌号为38uh，常温下矫顽力hcj＝26.82koe，然后置于间隙磁场强度h＝0.5t的alnico磁体间，并在温度t0＝500℃下保持时间t＝10min；其中，提供磁场的alnico磁体居里温度tc2≈850℃；
32.s2、分段冷却，以3.3℃/min速率降温至200℃，以7℃/min冷却至t1＝20℃，撤去外加磁场，获得充磁完成的磁体。
33.实施例4：
34.s1、准备居里温度为tc＝312℃的待充磁磁体ndfeb瓦型磁体，待充磁磁体ndfeb瓦型磁体牌号为48h，常温下矫顽力hcj＝17.84koe，然后放置于电磁铁间，由电磁铁提供恒定磁场，磁场强度h＝0.5t；并在温度t0＝500℃下保持时间t＝10min；其中待充磁ndfeb磁体
尺寸与充磁方向如图3所示；
35.s2、分段冷却，以3.3℃/min速率降温至200℃，以7℃/min冷却至t1＝20℃，撤去外加磁场，获得充磁完成的磁体。
36.实施例5：
37.s1、准备居里温度为tc＝312℃的待充磁磁体ndfeb多级圆环磁体，待充磁磁体ndfeb多级圆环磁体牌号为48h，常温下矫顽力hcj＝17.84koe，在其内外放置充磁完成的四级smco磁环，其中内环smco磁环尺寸如图1所示，外径半径r＝8mm内径半径r＝6mm厚度d＝3mm，磁化方向如图2所示，外环smco磁环尺寸为外径半径12mm内径半径10mm厚度3mm磁化方向如图2所示，利用smco磁体提供恒定磁场；并在温度t0＝500℃下保持时间t＝10min；其中，提供磁场的smco磁体居里温度tc2≈900℃；
38.s2、分段冷却，以3.3℃/min速率降温至200℃，以7℃/min冷却至t1＝20℃，撤去外加磁场，获得充磁完成的磁体。
39.对比例1：
40.s1：在常温下，将待充磁smco圆片磁体置于脉冲充磁机进行充磁，脉冲充磁磁场强度h＝6t；其中充磁磁体常温下矫顽力hcj＝27.62koe，居里温度tc≈900℃，圆片尺寸为直径10mm厚度2mm；
41.s2：获得充磁完成的磁体，其磁通量φ＝6.29(
×
102μwb)；
42.对比例2：
43.s1：在常温下，将待充磁smco圆片磁体置于脉冲充磁机进行充磁，其中脉冲充磁磁场强度h＝1t；其中充磁磁体常温下矫顽力hcj＝27.62koe，居里温度tc≈900℃，圆柱尺寸为直径10mm厚度2mm；
44.s2：获得充磁完成的磁体，其磁通量φ＝0.06(
×
102μwb)。
45.对比例3：
46.s1：在常温下，将待充磁ndfeb圆柱磁体置于脉冲充磁机进行充磁，其中脉冲充磁磁场强度h＝5t；其中充磁磁体牌号为38uh，常温下矫顽力hcj＝26.82koe，居里温度tc＝323℃，圆柱尺寸为直径10mm厚度2mm；
47.s2：获得充磁完成的磁体，其磁通量φ＝9.75(
×
102μwb)。
48.表1：实施例1-5、对比例1-3充磁后磁通量检测结果
49.实施例磁通量φ(102μwb)实施例15.83实施例29.12实施例39.00实施例413.61对比例16.29对比例20.06对比例39.75
50.从上述结果可以看出，相比于对比例1，实施例1使用较小磁场获得与大磁场的脉冲充磁相同充磁效果；相比于对比例2，实施例1实现了使用低于磁体常温矫顽力的磁场对磁体完成充磁。
51.相比于对比例3，实施例2使用较小磁场获得与大磁场的脉冲充磁相同充磁效果。
52.相比于对比例3，实施例3使用较小磁场获得与大磁场的脉冲充磁相同充磁效果。
53.相比于对比实施例1-3，实施例4使用操作较为简单的充磁方法完成了对异型磁体的充磁。
54.对实施例5充磁后的ndfeb圆环外圆进行表磁测试，表现出四级圆环特征，其表磁最大值为180.1mt，相比于对比例1-3，该实施例5使用操作较为简单的充磁方法完成了对四级圆环充磁。
55.综上所述，本发明利用永磁材料在居里温度附近的自发磁化过程，在永磁材料居里温度以上外加磁场充磁克服了传统高矫顽力磁体室温难充磁和复杂形状磁体难充磁的技术现状，可以在较小的磁场下对高矫顽力和复杂形状的永磁材料充磁。本发明充磁方法操作简单、实用范围广、操作安全。
56.本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案，同样都在本发明要求保护的范围内；同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中，在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例(即一种可行性方案)，而各个参数之间并不存在严格的配合与限定关系，其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换，特别声明的除外。
57.本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
58.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。