一种钕铁硼磁体各向异性场的计算方法与流程

本发明属于稀土磁性材料制备技术领域，尤其涉及一种钕铁硼磁体各向异性场的计算方法。

背景技术：

磁体是能够产生磁场的物质，具有吸引铁磁性物质如铁、镍、钴等金属的特性。磁体一般分为永磁体和软磁体，作为导磁体和电磁体的材料大都是软磁体，其极性是随所加磁场极性而变化的；而永磁体即硬磁体，能够长期保持其磁性的磁体，不易失磁，也不易被磁化。因而，无论是在工业生产还是在日常生活中，硬磁体最常用的强力材料之一。

硬磁体可以分为天然磁体和人造磁体，人造磁铁是指通过合成不同材料的合金可以达到与天然磁体(吸铁石)相同的效果，而且还可以提高磁力。20世纪50年代制造出了铁氧体(Ferrite)，60年代，稀土永磁的出现，则为磁体的应用开辟了一个新时代，第一代钐钴永磁SmCo₅，第二代沉淀硬化型钐钴永磁Sm₂Co₁₇，迄今为止，发展到第三代钕铁硼永磁材料(NdFeB)。虽然目前铁氧体磁体仍然是用量最大的永磁材料，但钕铁硼磁体的产值已大大超过铁氧体永磁材料，已发展成一大产业。

钕铁硼磁体也称为钕磁体(Neodymium magnet)，其化学式为Nd₂Fe₁₄B，是一种人造的永久磁体，也是目前为止具有最强磁力的永久磁体，其最大磁能积(BHmax)高过铁氧体10倍以上，在裸磁的状态下，其磁力可达到3500高斯左右。钕铁硼磁体的优点是性价比高，体积小、重量轻、良好的机械特性和磁性强等特点，如此高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛的应用，在磁学界被誉为磁王。

在磁体领域中，一种物质能否成为有实用意义的永磁材料应具备以下三个基本条件，即：(1)较高的磁极化强度Js；(2)较大的磁晶各向异性场HA；(3)较高的居里温度Tc。大部分稀土金属元素均与Fe与B形成Re₂Fe₁₄B化合物，并且Re₂Fe₁₄B化合物均具有优良的内禀磁性能。对于NdFeB系烧结永磁材料来说，在180～340K温度范围内Hcj与HA的关系是线性的。根据室温附近Hcj与HA的线性关系，可用Hcj＝C*HA-D的关系式来描述(由于Hcj＜HA，所以C是一个小于1的系数)。从以上分析可以看出，HA是永磁材料的重要磁参量，是矫顽力的极限值，研究磁体的各向异性场具有非常重要的意义。

因而，如何得到一种钕铁硼磁体各向异性场的计算方法，为指导高性能烧结NdFeB磁体提供理论依据，已成为钕铁硼磁体生产厂家的研发人员广泛关注的问题之一。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种钕铁硼磁体各向异性场的计算方法，使用本发明提供的计算方法，能够快速的计算出磁体的各向异性场，为后续指导高性能的烧结NdFeB磁体提供理论依据。

本发明提供了一种钕铁硼磁体各向异性场的计算方法，包括以下步骤：

1)对钕铁硼磁体毛坯的磁性能进行测量，得到磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线以及压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线；

2)根据上述磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中第一象限的磁化曲线A1进行拟合，得到磁体取向方向上在第一象限的磁化曲线A，根据上述磁体压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中第一象限的磁化曲线B1进行拟合，得到磁体压制方向上在第一象限的磁化曲线B；

3)将上述步骤得到的磁化曲线A和磁化曲线B合并到同一坐标轴中，分别对磁化曲线A做延长线A`和对磁化曲线B做延长线B`，计算得到延长线A`和延长线B`的交点值，所述交点值横坐标的磁场强度值为钕铁硼磁体的各向异性场。

优选的，所述对钕铁硼磁体毛坯的磁性能进行测量，还得到取向方向上的Hcj_实测值、取向方向上的Br_实测值、压制方向上的Hcj_实测值和压制方向上的Br_实测值。

优选的，所述步骤2)具体为：

21)根据上述磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第二象限的退磁曲线C与横轴磁场强度方向的交点，计算得到取向方向上的Hcj_曲线值；根据上述磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第二象限的退磁曲线C与纵轴磁感应强度方向的交点，计算得到取向方向上的Br_曲线值；

将取向方向上的Hcj_实测值除以取向方向上的Hcj_曲线值，得到取向方向上的系数K_H(取)；将取向方向上的Br_实测值除以取向方向上的Br_曲线值，得到取向方向上的系数K_Br(取)；

将上述磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中第一象限的磁化曲线A1中各个测量点的横坐标乘以K_H(取)，纵坐标乘以K_Br(取)，得到磁体取向方向上在第一象限的磁化曲线A；

22)根据上述磁体压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第二象限的退磁曲线D与横轴磁场强度方向的交点，计算得到压制方向上的Hcj_曲线值；根据上述磁体压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第二象限的退磁曲线D与纵轴磁感应强度方向的交点，计算得到压制方向上的Br_曲线值；

将压制方向上的Hcj_实测值除以压制方向上的Hcj_曲线值，得到压制方向上的系数K_H(压)；将压制方向上的Br_实测值除以压制方向上的Br_曲线值，得到压制方向上的系数K_Br(压)；

将上述磁体压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中第一象限的磁化曲线B1中各个测量点的横坐标乘以K_H(压)，纵坐标乘以K_Br(压)，得到磁体压制方向上在第一象限的磁化曲线B；

所述步骤21)和22)无先后顺序；所述各数值为负值时，取其绝对值。

优选的，所述取向方向上的Hcj_曲线值为取向方向上的Hcj_{曲线平均值}；

所述取向方向上的Hcj_{曲线平均值}的计算方法为：将上述磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第二象限的退磁曲线C与横轴磁场强度方向的交点的前一个数据点，与上述磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第三象限的曲线E与横轴磁场强度方向的交点的前一个数据点，两个数据点的横坐标取平均值，得到取向方向上的Hcj_{曲线平均值}；

所述取向方向上的Br_曲线值为取向方向上的Br_{曲线平均值}；

所述取向方向上的Br_{曲线平均值}的计算方法为：将上述磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第一象限的曲线F与纵轴磁感应强度方向的交点的前一个数据点，与上述磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第二象限的退磁曲线C与纵轴磁感应强度方向的交点的前一个数据点，两个数据点的纵坐标取平均值，得到取向方向上的Br_{曲线平均值}；

所述各数值为负值时，取其绝对值。

优选的，所述压制方向上的Hcj_曲线值为压制方向上的Hcj_{曲线平均值}；

所述压制方向上的Hcj_{曲线平均值}的计算方法为：将上述磁体压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第二象限的退磁曲线D与横轴磁场强度方向的交点的前一个数据点，与上述磁体压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第三象限的退磁曲线G与横轴磁场强度方向的交点的前一个数据点，两个数据点的横坐标取平均值，得到压制方向上的Hcj_{曲线平均值}；

所述压制方向上的Br_曲线值为压制方向上的Br_{曲线平均值}；

所述压制方向上的Br_{曲线平均值}的计算方法为：将上述磁体压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第一象限的曲线H与纵轴磁感应强度方向的交点的前一个数据点，与上述磁体压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第二象限的退磁曲线D与纵轴磁感应强度方向的交点的前一个数据点，两个数据点的纵坐标取平均值，得到压制方向上的Br_{曲线平均值}；

所述各数值为负值时，取其绝对值。

优选的，所述延长线为磁化曲线远离坐标轴零点方向的延长线；

所述延长线为一次函数。

优选的，所述计算的具体步骤为：

根据延长线A`得到延长线A`的一次函数公式y＝ax+b，根据延长线B`得到延长线B`的一次函数公式y`＝cx`+d，y＝y`为延长线A`和延长线B`的交点值的纵坐标，x＝x`为延长线A`和延长线B`的交点值的横坐标。

优选的，所述测量的测量设备为稀土永磁无损测量仪。

优选的，所述钕铁硼磁体毛坯为钕铁硼原料经过配料、熔炼、氢爆、制粉、成型取向、烧结和回火中的一步或多步生产过程制备后得到。

优选的，所述钕铁硼磁体毛坯，按质量百分比组成包括：Pr-Nd：28％～33％；Dy：0～10％；Tb：0～10％；Nb：0～5％；Al：0～1％；B：0.5％～2.0％；Cu：0～1％；Co：0～3％；Ga：0～2％；Gd：0～2％；Ho：0～2％；Zr：0～2％；余量为Fe。

本发明提供了一种钕铁硼磁体各向异性场的计算方法，包括以下步骤，首先对钕铁硼磁体毛坯的磁性能进行测量，得到磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线以及压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线；然后根据上述磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中第一象限的磁化曲线A1进行拟合，得到磁体取向方向上在第一象限的磁化曲线A，根据上述磁体压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中第一象限的磁化曲线B1进行拟合，得到磁体压制方向上在第一象限的磁化曲线B；最后将上述步骤得到的磁化曲线A和磁化曲线B合并到同一坐标轴中，分别对磁化曲线A做延长线A`和对磁化曲线B做延长线B`，计算得到延长线A`和延长线B`的交点值，所述交点值横坐标的磁场强度值为钕铁硼磁体的各向异性场。

现有技术相比，本发明在磁体取向方向和压制方向分别测量磁体的磁性能，其中包括矫顽力和剩磁的测量值、具体点值曲线，以及实际测量得到的磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线以及压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线，通过数据和图形结合的方式，确定了钕铁硼磁体的各向异性场HA。本发明通过理论计算得出不同牌号磁体的各向异性场HA，指出了矫顽力Hcj可能达到的最大值，本发明通过矫顽力的实测值反算出理论上能够达到的矫顽力的最大值，可以与纯理论上磁体的各向异性场进行对比，为后续指导高性能烧结NdFeB磁体提供理论依据。

实验结果表明，本发明通过图形数据结合得出的HA与Nd₂Fe₁₄B的理论各向异性场～7.16MA/m非常接近，这表明本发明提供的计算方法具有可操作性，本领域技术人员可以通过生产中工艺参数或配方调整造成实测值的变化反算出理论最大值的变化，再进行分析对比，从而及时的对生产进行调整，为后续指导高性能的烧结NdFeB磁体提供了理论依据。

附图说明

图1为本发明实施例1中磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中第二象限的退磁曲线；

图2为本发明实施例1中拟合后的磁体取向方向上在第一象限的磁化曲线；

图3为本发明实施例1中拟合后的磁体压制方向上在第一象限的磁化曲线；

图4为本发明实施例1中合并坐标轴系后的磁化曲线；

图5为本发明实施例2中磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中第二象限的退磁曲线；

图6为本发明实施例2中拟合后的磁体取向方向上在第一象限的磁化曲线；

图7为本发明实施例2中拟合后的磁体压制方向上在第一象限的磁化曲线；

图8为本发明实施例2中合并坐标轴系后的磁化曲线；

图9为本领域常规的磁体的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对发明权利要求的限制。

本发明对所有定义的涵义和表述方法没有特别限制，以本领域技术人员熟知的定义涵义和常规的表述习惯即可，本领域技术人员基于领域内基本常识能够正确理解。

本发明对所有计算公式的计算方法没有特别限制，以本领域技术人员熟知的常规计算方法即可，本领域技术人员基于基本的数学常识能够正确的理解和计算。

本发明提供了一种钕铁硼磁体各向异性场的计算方法，包括以下步骤：

1)对钕铁硼磁体毛坯的磁性能进行测量，得到磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线以及压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线；

2)根据上述磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中第一象限的磁化曲线A1进行拟合，得到磁体取向方向上在第一象限的磁化曲线A，根据上述磁体压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中第一象限的磁化曲线B1进行拟合，得到磁体压制方向上在第一象限的磁化曲线B；

3)将上述步骤得到的磁化曲线A和磁化曲线B合并到同一坐标轴中，分别对磁化曲线A做延长线A`和对磁化曲线B做延长线B`，计算得到延长线A`和延长线B`的交点值，所述交点值横坐标的磁场强度值为钕铁硼磁体的各向异性场。

本发明首先对钕铁硼磁体毛坯的磁性能进行测量，得到磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线以及压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线。

本发明对所述钕铁硼磁体毛坯的来源没有特别限制，以本领域技术人员熟知的常规生产过程即可，本领域技术人员可以根据实际计算情况、计算要求以及产品性能进行选择和调整，本发明优选为钕铁硼原料经过配料、熔炼、氢爆、制粉、成型取向、烧结和回火中的一步或多步生产过程制备后得到，更优选为经过配料、熔炼、氢爆、制粉、成型取向、烧结和回火制备后，得到钕铁硼磁体毛坯。本发明对所述钕铁硼磁体的牌号没有特别限制，以本领域技术人员熟知的常规的牌号即可，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整。

本发明对钕铁硼磁体毛坯的含量没有特别限制，优选按质量百分比组成，包括Pr-Nd：28％～33％；Dy：0～10％；Tb：0～10％；Nb：0～5％；Al：0～1％；B：0.5％～2.0％；Cu：0～1％；Co：0～3％；Ga：0～2％；Gd：0～2％；Ho：0～2％；Zr：0～2％；余量为Fe。其中所述Pr-Nd的质量百分比含量优选为29％～33％，更优选为29％～32％，最优选为29.5％～31％；所述Dy的质量百分比含量优选为1.0％～9.0％，更优选为2.0％～8.0％，最优选为3.0％～7.0％；所述Tb的质量百分比含量优选为1.0％～9.0％，更优选为2.0％～8.0％，最优选为3.0％～7.0％；所述Nb的质量百分比含量优选为1.0％～4.0％，更优选为1.5％～3.5％，最优选为1.8％～3.2％；所述Al的质量百分比含量优选为0.2％～0.8％，更优选为0.3％～0.6％，最优选为0.3％～0.5％；所述B的质量百分比含量优选为0.8％～1％，更优选为0.85％～1.3％，更优选为0.9％～1.2％，最优选为0.9％～1.1％；所述Cu的质量百分比含量优选为0.01％～0.8％，更优选为0.02％～0.7％，最优选为0.03％～0.6％；所述Co的质量百分比含量优选为0.2％～2.0％，更优选为0.3％～1.5％，最优选为0.4％～1.2％；所述Ga的质量百分比含量优选为0％～1.5％，更优选为0.1％～1.2％，更优选为0.15％～1.0％，最优选为0.2％～0.9％；所述Gd的质量百分比含量优选为0.3％～1.5％，更优选为0.5％～1.2％，更优选为0.7％～1.0％，最优选为0.8％～0.9％；所述Ho的质量百分比含量优选为0.3％～1.5％，更优选为0.5％～1.2％，更优选为0.7％～1.0％，最优选为0.8％～0.9％；所述Zr的质量百分比含量优选为0％～1.5％，更优选为0.1％～1.2％，更优选为0.15％～1.0％，最优选为0.2％～0.9％。

本发明对所述测量的方式没有特别限制，以本领域技术人员熟知的磁体测量的方式即可，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整，本发明优选为常温(10～40℃)下常规测试，更优选为在常温下，用线切割技术在钕铁硼毛坯的取向与压制方向各掏取￠10x10的小圆柱作为测量样品。本发明对所述测量的设备没有特别限制，以本领域技术人员熟知的磁体测量设备即可，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整，本发明优选为稀土永磁无损测量仪，更具体优选为中国计量科学研究院研制的NIM-10000H大块稀土永磁无损测量仪。本发明对所述测量的数据没有特别限制，以本领域技术人员熟知的磁体测量数据即可，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整，本发明优选包括取向方向上的Hcj_实测值、取向方向上的Br_实测值、压制方向上的Hcj_实测值、压制方向上的Br_实测值、磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线以及压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中的一种或多种，本发明更优选为取向方向上的Hcj_实测值、取向方向上的Br_实测值、压制方向上的Hcj_实测值、压制方向上的Br_实测值、磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线以及压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线。本发明对所述磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线没有特别限制，以本领域技术人员熟知的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线(B-H)或磁化强度和磁场强度之间的关系曲线(M-H)即可，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整，本发明所述磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线优选包括第一象限的磁化曲线以及四个象限闭合的磁滞回线等，其中磁滞回线包括第一象限的曲线、第二象限的曲线(退磁曲线)、第三象限的曲线以及第四象限的曲线。本发明所述磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线也可以优选为磁化强度和磁场强度之间的关系曲线(M-H)。

参见图9，图9为本领域常规的磁体的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线。其中，曲线oabs段称为起始磁化曲线；闭合曲线srcs'r'c's称为磁滞回线，第二象限rc称为退磁曲线。

本发明然后根据上述磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中第一象限的磁化曲线A1进行拟合，得到磁体取向方向上在第一象限的磁化曲线A，根据上述磁体压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中第一象限的磁化曲线B1进行拟合，得到磁体压制方向上在第一象限的磁化曲线B。

本发明对所述拟合的方法没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际计算情况、计算要求以及产品牌号进行选择或调整，本发明所述曲线A1的拟合优选为将上述磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中第一象限的磁化曲线A1中各个测量点的横坐标乘以K_H(取)，纵坐标乘以K_Br(取)，得到磁体取向方向上在第一象限的磁化曲线A；所述曲线B1的拟合优选为将上述磁体压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中第一象限的磁化曲线B1中各个测量点的横坐标乘以K_H(压)，纵坐标乘以K_Br(压)，得到磁体压制方向上在第一象限的磁化曲线B。

本发明对所述测量点的个数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的测量仪器常规的测量点个数即可，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整。本发明对所述K_H(取)，即取向方向上的拟合系数K_H的计算方法没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整，本发明对所述K_Br(取)，即取向方向上的拟合系数K_Br的计算方法没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整，本发明所述K_H(取)和K_Br(取)的计算方法优选为：

根据上述磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第二象限的退磁曲线C与横轴磁场强度方向的交点，计算得到取向方向上的Hcj_曲线值；根据上述磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第二象限的退磁曲线C与纵轴磁感应强度方向的交点，计算得到取向方向上的Br_曲线值；

将取向方向上的Hcj_实测值除以取向方向上的Hcj_曲线值，得到取向方向上的系数K_H(取)；将取向方向上的Br_实测值除以取向方向上的Br_曲线值，得到取向方向上的系数K_Br(取)。

本发明所述取向方向上的Hcj_实测值，即测量仪器最后给出的磁体取向方向上的矫顽力值；所述取向方向上的Br_实测值，即测量仪器最后给出的磁体取向方向上的剩磁值。本发明对所述退磁曲线C与横轴磁场强度方向的交点的涵义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的该涵义即可，本发明优选是指纵轴磁感应强度B为零时，横轴磁场强度H的值，即磁体的磁感应强度降为零，所需施加的反向磁场强度的值，也是第二象限磁滞回线与磁场方向的交点，即取向方向上的Hcj_曲线值；本发明中所述取向方向上的Hcj_曲线值为负值，本发明取为绝对值。本发明为进一步提高计算精度，符合实际测量的结果，所述取向方向上的Hcj_曲线值优选为取向方向上的Hcj_{曲线平均值}；本发明对所述Hcj_{曲线平均值}的计算方法没有特别限制，以本领域技术人员熟知的计算平均值的方法即可，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整，本发明所述Hcj_{曲线平均值}计算的方法优选为：

将上述磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第二象限的退磁曲线C与横轴磁场强度方向的交点的前一个数据点，与上述磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第三象限的曲线E与横轴磁场强度方向的交点的前一个数据点，两个数据点的横坐标取平均值，得到取向方向上的Hcj_{曲线平均值}。本发明中所述取向方向上的Hcj_{曲线平均值}为负值，本发明取为绝对值。

本发明所述数据点，即测量数据点，优选为测量设备所测量的测量点。本发明对所述前一个数据点的定义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的该定义即可，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整，本发明所述前一个数据点是指在该条测量点组成的曲线上最邻近交点的测量数据点。具体的，当磁体的磁感应强度由正变为负(正点为第二象限曲线的点，负点为第三象限曲线的点)时，Hcj_{曲线平均值}(反向磁场强度的平均值)为上述两个点的横坐标数值除以2。

本发明对所述退磁曲线C与纵轴磁感应强度方向的交点的涵义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的该涵义即可，本发明优选是指横轴磁场强度H为零时，纵轴磁感应强度B的值，即磁体剩余磁感应强度，表现为磁滞回线上去掉外场(H＝0)时磁化方向保留的磁感应强度的值，也是第二象限磁滞回线与磁感应方向的交点，即取向方向上的Br_曲线值；本发明为进一步提高计算精度，符合实际测量的结果，所述取向方向上的Br_曲线值优选为取向方向上的Br_{曲线平均值}；本发明对所述Br_{曲线平均值}的计算方法没有特别限制，以本领域技术人员熟知的计算平均值的方法即可，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整，本发明所述Br_{曲线平均值}计算的方法优选为：

所述取向方向上的Br_{曲线平均值}的计算方法为：将上述磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第一象限的曲线F与纵轴磁感应强度方向的交点的前一个数据点，与上述磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第二象限的退磁曲线C与纵轴磁感应强度方向的交点的前一个数据点，两个数据点的纵坐标取平均值，得到取向方向上的Br_{曲线平均值}。

本发明所述数据点，即测量数据点，优选为测量设备所测量的测量点。本发明对所述前一个数据点的定义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的该定义即可，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整，本发明所述前一个数据点是指在该条测量点组成的曲线上最邻近交点的测量数据点。具体的，当磁体磁化到饱和撤去外场(逐渐减小到0)时，磁体磁场强度由正变为负(正点为第一象限曲线的点，负点为第二象限曲线的点)时，Br_{曲线平均值}(磁化方向保留的剩余磁感应强度平均值)为上述两个点的纵坐标数值除以2。

本发明所述K_H(压)和所述K_Br(压)与上述K_H(取)和K_Br(取)的计算方法相同。

本发明对所述K_H(压)，即压制方向上的拟合系数K_H的计算方法没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整，本发明对所述K_Br(压)，即压制方向上的拟合系数K_Br的计算方法没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整，本发明所述K_H(压)和K_Br(压)的计算方法优选为：

根据上述磁体压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第二象限的退磁曲线D与横轴磁场强度方向的交点，计算得到压制方向上的Hcj_曲线值；根据上述磁体压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第二象限的退磁曲线D与纵轴磁感应强度方向的交点，计算得到压制方向上的Br_曲线值；

将压制方向上的Hcj_实测值除以压制方向上的Hcj_曲线值，得到压制方向上的系数K_H(压)；将压制方向上的Br_实测值除以压制方向上的Br_曲线值，得到压制方向上的系数K_Br(压)；

将上述磁体压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中第一象限的磁化曲线B1中各个测量点的横坐标乘以K_H(压)，纵坐标乘以K_Br(压)，得到磁体压制方向上在第一象限的磁化曲线B；

本发明所述压制方向上的Hcj_实测值，即测量仪器最后给出的磁体压制方向上的矫顽力值；所述压制方向上的Br_实测值，即测量仪器最后给出的磁体压制方向上的剩磁值。本发明对所述退磁曲线D与横轴磁场强度方向的交点的涵义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的该涵义即可，本发明优选是指纵轴磁感应强度B为零时，横轴磁场强度H的值，即磁体的磁感应强度降为零，所需施加的反向磁场强度的值，也是第二象限磁滞回线与磁场方向的交点，即压制方向上的Hcj_曲线值；本发明中所述压制方向上的Hcj_曲线值为负值，本发明取为绝对值。本发明为进一步提高计算精度，符合实际测量的结果，所述压制方向上的Hcj_曲线值优选为压制方向上的Hcj_{曲线平均值}；本发明对所述Hcj_{曲线平均值}的计算方法没有特别限制，以本领域技术人员熟知的计算平均值的方法即可，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整，本发明所述Hcj_{曲线平均值}计算的方法优选为：

将上述磁体压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第二象限的退磁曲线D与横轴磁场强度方向的交点的前一个数据点，与上述磁体压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第三象限的曲线G与横轴磁场强度方向的交点的前一个数据点，两个数据点的横坐标取平均值，得到压制方向上的Hcj_{曲线平均值}。本发明中所述压制方向上的Hcj_{曲线平均值}为负值，本发明取为绝对值。

本发明所述数据点，即测量数据点，优选为测量设备所测量的测量点。本发明对所述前一个数据点的定义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的该定义即可，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整，本发明所述前一个数据点是指在该条测量点组成的曲线上最邻近交点的测量数据点。具体的，当磁体的磁感应强度由正变为负(正点为第二象限曲线的点，负点为第三象限曲线的点)时，Hcj_{曲线平均值}(反向磁场强度的平均值)为上述两个点的横坐标数值除以2。

本发明对所述退磁曲线D与纵轴磁感应强度方向的交点的涵义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的该涵义即可，本发明优选是指横轴磁场强度H为零时，纵轴磁感应强度B的值，即磁体剩余磁感应强度，表现为磁滞回线上去掉外场(H＝0)时磁化方向保留的磁感应强度的值，也是第二象限磁滞回线与磁感应方向的交点，即压制方向上的Br_曲线值；本发明为进一步提高计算精度，符合实际测量的结果，所述压制方向上的Br_曲线值优选为压制方向上的Br_{曲线平均值}；本发明对所述Br_{曲线平均值}的计算方法没有特别限制，以本领域技术人员熟知的计算平均值的方法即可，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整，本发明所述Br_{曲线平均值}计算的方法优选为：

所述压制方向上的Br_{曲线平均值}的计算方法为：将上述磁体压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第一象限的曲线H与纵轴磁感应强度方向的交点的前一个数据点，与上述磁体压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中磁滞回线在第二象限的退磁曲线D与纵轴磁感应强度方向的交点的前一个数据点，两个数据点的纵坐标取平均值，得到压制方向上的Br_{曲线平均值}。

本发明所述数据点，即测量数据点，优选为测量设备所测量的测量点。本发明对所述前一个数据点的定义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的该定义即可，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整，本发明所述前一个数据点是指在该条测量点组成的曲线上最邻近交点的测量数据点。具体的，当磁体磁化到饱和撤去外场(逐渐减小到0)时，磁体磁场强度由正变为负(正点为第一象限曲线的点，负点为第二象限曲线的点)时，Br_{曲线平均值}(磁化方向保留的剩余磁感应强度平均值)为上述两个点的纵坐标数值除以2。

本发明将上述步骤得到的磁化曲线A和磁化曲线B合并到同一坐标轴中，分别对磁化曲线A做延长线A`和对磁化曲线B做延长线B`，计算得到延长线A`和延长线B`的交点值，所述交点值的横坐标对应的磁场强度为钕铁硼磁体的各向异性场。

本发明对所述坐标轴没有特别限制，以本领域技术人员熟知的磁场曲线的坐标轴即可，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整，本发明所述坐标轴优选与磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线的坐标轴相同，即横轴为磁场强度H，纵轴为磁感应强度B。本发明对所述延长线没有特别限制，以本领域技术人员熟知的延长线即可，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整，本发明所述延长线为磁化曲线远离坐标轴零点方向的延长线，即磁化曲线A远离坐标轴零点方向的延长线，磁化曲线B远离坐标轴零点方向的延长线；所述延长线自身更具体优选为一次函数曲线，即直线；本发明中磁化曲线A为二次函数曲线，但当其曲线远离坐标轴零点方向时，逐渐近似为直线，以该直线做延长线，即延长线A`；本发明中磁化曲线B为二次函数曲线，但当其曲线远离坐标轴零点方向时，逐渐近似为直线，以该直线做延长线，即延长线B`。

本发明对所述计算的方法本没有特别限制，以本领域技术人员熟知的计算方法即可，本领域技术人员可以根据实际计算情况、产品计算要求以及产品牌号进行选择或调整，本发明所述计算优选为将延长线A`和延长线B`相交，通过坐标轴数据得到；或根据延长线A`得到延长线A`的一次函数公式y＝ax+b，根据延长线B`得到延长线B`的一次函数公式y`＝cx`+d，两条线相交时，y＝y`，求得x或x`的磁场强度值，即沿取向方向和压制方向的磁化曲线交点对应的磁化场，即为各向异性场HA为钕铁硼磁体的各向异性场。

本发明上述步骤具体的可以为：(1)在NIM-10000H大块稀土永磁无损测量仪设备拷贝原始测试数据；(2)根据原始数据确定使磁体的磁感应强度(或磁化强度)降为零所需施加的反向磁场强度的值，也是第二象限磁滞回线与磁场方向的交点，计算平均值Hcj平均；(3)根据NIM-10000H稀土永磁无损设备测得的试样实际Hcj，计算Hcj系数K_H。(4)根据原始数据确定剩余磁感应强度，表现为磁滞回线上去掉外场(H＝0)时磁化方向保留的磁感应强度，计算平均值Br平均。(5)根据NIM-10000H稀土永磁无损设备测得的试样实际Br，计算Br系数K_Br。(6)原始测试数据的x轴、y轴各数据点基础上，分别相乘系数K_H、K_Br形成新数据点。(7)根据新数据点做取向方向的磁化曲线、压制方向同理。(8)把两个方向的磁化曲线合并到一个坐标系里，做两条磁化曲线的延长线，确立函数关系式y＝ax+b。(9)沿取向方向和压制方向的磁化曲线交点对应的磁化场即为各向异性场HA。

本发明经过上述步骤计算得到了各向异性场HA，本发明在磁体取向方向和压制方向分别测量磁体的磁性能，其中包括矫顽力和剩磁的测量值、具体点值曲线，以及实际测量得到的磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线以及压制方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线，通过数据和图形结合的方式，确定了钕铁硼磁体的各向异性场HA。本发明通过理论计算得出不同牌号磁体的各向异性场HA，指出了矫顽力Hcj可能达到的最大值，本发明通过矫顽力的实测值反算出理论上能够达到的矫顽力的最大值，可以与纯理论上磁体的各向异性场进行对比，为后续指导高性能烧结NdFeB磁体提供理论依据。

实验结果表明，本发明通过图形数据结合得出的HA与Nd₂Fe₁₄B的理论各向异性场～7.16MA/m非常接近，这表明本发明提供的计算方法具有可操作性，本领域技术人员可以通过生产中工艺参数或配方调整造成实测值的变化反算出理论最大值的变化，再进行分析对比，从而及时的对生产进行调整，为后续指导高性能的烧结NdFeB磁体提供了理论依据。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种钕铁硼磁体各向异性场的计算方法进行详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。

实施例1

UH牌号以33UH为例，其钕铁硼稀土永磁材料成分组成为：Pr-Nd:28.5％、Dy:4.5％、Al:0.5％、B:1.02％、Cu:0.08％、Co:0.5％，其余为Fe。

NdFeB磁体的材料制备过程包括如下步骤：配料、熔炼或甩带、氢爆、制粉、压制、烧结和回火。

对上述回火之后的毛坯制样进行磁性能检测，本实施例中分别从磁体取向与压制方向利用电火花线切割技术制备￠10x10的小圆柱，利用NIM-10000H稀土永磁无损检测设备测试样品磁性能。

样品磁性能如下：

取向方向——Hcj：25.18KOe Br：11.97KGs。

压制方向——Hcj：1.231KOe Br：0.665KGs。

先以取向方向为例：在NIM-10000H大块稀土永磁无损测量仪设备拷贝原始测试数据，根据原始数据点画出取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中第二象限退磁曲线。参见图1，图1为本发明实施例1中磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中第二象限的退磁曲线。当磁体的磁感应强度由正变为负时0.005239→-0.0079881，反向磁场强度的平均值的绝对值为|(-0.6521108-0.652919)|/2＝0.65251，记为Hcj_平均，即Hcj_{曲线平均值}。当磁体磁化到饱和撤去外场，磁场强度由正变为负时0.000192→-0.0010265，磁化方向保留的剩余磁感应强度平均值为(0.5418582+0.5418477)/2＝0.54185295，记作Br_平均，即Br_{曲线平均值}。

根据实测Hcj及Br，计算Hcj系数K_H(取)和Br系数K_Br(取)。

K_H(取)＝Hcj/Hcj_平均＝25.18/0.65251＝38.5894，

K_Br(取)＝Br/Br_平均＝11.97/0.54185295＝22.09086。

在原始测试数据的x轴、y轴各数据点基础上，分别相乘系数K_H(取)、K_Br(取)形成新数据点。根据新数据点做取向方向上的磁化曲线。参见图2，图2为本发明实施例1中拟合后的磁体取向方向上在第一象限的磁化曲线。

同理，33UH磁体压制方向的Hcj系数K_H(压)为36.9275，而剩磁系数K_Br(压)为22.12835。在原始测试数据的x轴、y轴各数据点基础上，分别相乘系数K_H(压)、K_Br(压)形成新数据点。根据新数据点做压制方向的磁化曲线。参见图3，图3为本发明实施例1中拟合后的磁体压制方向上在第一象限的磁化曲线。

把两个方向的磁化曲线合并到一个坐标系里，做两条磁化曲线的延长线，确立函数关系式y＝ax+b。参见图4，图4为本发明实施例1中合并坐标轴系后的磁化曲线。

取向方向上的函数关系为y＝0.0188x+11.899，压制方向上的函数关系为y`＝0.2051x`+0.9933，交点坐标为(58.538KOe，13.00KGs)。沿取向方向和压制方向的磁化曲线交点对应的磁化场，即为各向异性场HA。Nd₂Fe₁₄B对应的各向异性场HA为58.538KOe，即7.354MA/m，与NdFeB磁体的理论各向异性场～7.16MA/m非常接近。

由以上结果可以看出，本发明提供的计算方法能够通过图形数据结合，从实际矫顽力出发反推出磁体的理论各向异性场HA，即矫顽力Hcj可能达到的理论最大值，与纯理论计算的NdFeB磁体的理论各向异性场～7.16MA/m非常接近，这表明本发明提供的计算方法具有可操作性，本领域技术人员可以通过生产中工艺参数或配方调整造成实测值的变化反算出理论最大值的变化，再进行分析对比，从而及时的对生产进行调整，为后续指导高性能的烧结NdFeB磁体提供了理论依据。

实施例2

H牌号以14H为例，其钕铁硼稀土永磁材料成分组成为：Pr-Nd:29.5％、Dy:1.5％、Al:0.2％、B:1％、Cu:0.12％、Co:1％，Ga：0.2％其余为Fe。

NdFeB磁体的材料制备过程包括如下步骤：配料、熔炼或甩带、氢爆、制粉、压制、烧结和回火。

对上述回火之后的毛坯制样进行磁性能检测，本实施例中分别从磁体取向与压制方向利用电火花线切割技术制备￠10x10的小圆柱，利用NIM-10000H稀土永磁无损检测设备测试样品磁性能。

样品磁性能如下：

取向方向——Hcj：19.88KOe Br：13.31KGs。

压制方向——Hcj：1.476KOe Br：0.832KGs。

先以取向方向为例：在NIM-10000H大块稀土永磁无损测量仪设备拷贝原始测试数据，根据原始数据点画出取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中第二象限退磁曲线。参见图5，图5为本发明实施例2中磁体取向方向上的磁感应强度和磁场强度之间的关系曲线中第二象限的退磁曲线。当磁体的磁感应强度由正变为负时0.0623713→-0.2293662，反向磁场强度的平均值为-(-0.5146646-0.51862)/2＝0.516642，记为Hcj平均，即Hcj曲线平均值。当磁体磁化到饱和撤去外场，磁场强度由正变为负时0.000032→-0.0010894，磁化方向保留的剩余磁感应强度平均值为(0.6441678+0.6441685)/2＝0.644168，记作Br平均，即Br曲线平均值。

根据实测Hcj及Br，计算Hcj系数K_H(取)和Br系数K_Br(取)。

K_H(取)＝Hcj/Hcj平均＝19.88/0.516642＝38.4792，

K_Br(取)＝Br/Br平均＝13.31/0.64416815＝20.6623。

在原始测试数据的x轴、y轴各数据点基础上，分别相乘系数K_H(取)、K_Br(取)形成新数据点。根据新数据点做取向方向的磁化曲线。参见图6，图6为本发明实施例2中拟合后的磁体取向方向上在第一象限的磁化曲线。

同理，合金14H磁体压制方向的Hcj系数K_H(压)为40.43177，而剩磁系数K_Br(压)为20.54894。在原始测试数据的x轴、y轴各数据点基础上，分别相乘系数K_H(压)、K_Br(压)形成新数据点。根据新数据点做压制方向的磁化曲线。参见图7，图7为本发明实施例2中拟合后的磁体压制方向上在第一象限的磁化曲线。

把两个方向的磁化曲线合并到一个坐标系里，做两条磁化曲线的延长线，确立函数关系式y＝ax+b。参见图8，图8为本发明实施例2中合并坐标轴系后的磁化曲线。

取向方向上的函数关系为y＝0.0056x+13.343，压制方向上的函数关系为y`＝0.2256x`+1.0836，交点坐标为(55.73KOe，13.656KGs)。沿取向方向和压制方向的磁化曲线交点对应的磁化场，即为各向异性场HA。Nd₂Fe₁₄B对应的各向异性场HA为55.73KOe，即7.001MA/m，与NdFeB的理论各向异性场～7.16MA/m非常接近。

由以上结果可以看出，本发明提供的计算方法能够通过图形数据结合，从实际矫顽力出发反推出磁体的理论各向异性场HA，即矫顽力Hcj可能达到的理论最大值，与纯理论计算的NdFeB磁体的理论各向异性场～7.16MA/m非常接近，这表明本发明提供的计算方法具有可操作性，本领域技术人员可以通过生产中工艺参数或配方调整造成实测值的变化反算出理论最大值的变化，再进行分析对比，从而及时的对生产进行调整，为后续指导高性能的烧结NdFeB磁体提供了理论依据。

以上对本发明提供的一种钕铁硼磁体各向异性场的计算方法进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。