专利名称：一种通用复合永磁体的制作方法
技术领域：
本发明涉及永磁材料，特别提供了一种永磁材料，导磁材料及温度补偿材料组合而成的通用复合永磁体。
历年来，高磁性能，良好的温度稳定性，耐腐蚀性一直是永磁材料领域追求的目标，但是到目前为止，同时满足上述条件的永磁材料尚未出现，以当今磁性能最佳的永磁之王-NdFeB为例，它具有高剩磁、高矫顽力、高磁能积的特点，但是温度稳定性较差，磁性能较为分散，且很容易腐蚀。目前人们还是主要通过合金化和工艺改进来克服Nd-Fe-B的上述缺点，如在Nd-Fe合金中加入Co，Dy，Ga，Nb等元素，调整烧结和后烧结条件以降低永磁材料的不可逆和可逆温度系数。但这些都是以降低永磁材料性能和增加成本为代价的，大批生产的Nd-Fe-B稀土永磁磁能积可高达30～45MGOe，αBγ为-0.12％/℃，而低温度系数Nb-Fe-BαBγ可为-0.02％～0.03％/℃，但其磁能积仅为14～20MGOe，对于Nd-Fe-B易腐蚀的缺点一般通过表面涂层予以解决。另外，在永磁材料的许多应用场合，要求磁性能的准确，其要求偏差在0.5～1MGOe以内，而对于大多数Nd-Fe-B产品其性能偏差为2～4MGOe，要达到使用要求必须(1)严格控制生产工艺和永磁材料分选，其结果势必降低产品合格率，(2)进行退磁校正，Nd-Fe-B的特点是矫顽力很高，特别是低温度系数磁材料，其矫顽力一般可达15000Oe，这对于充退磁校正无论从技术上还是设备上都很困难，经校正的磁材料也易出现严重的磁不均匀现象。
本发明的目的在于提供一种仍然保持较高的磁性能，且温度稳定性好，耐腐蚀性好，磁性能准确性好的通用复合永磁体。
本发明提供了一种通用复合永磁体，其特征在于该复合永磁体系由1～6块温度补偿材料(1)，1～6块永磁材料(2)组合而成，永磁材料(2)与温度补偿材料(1)之间构成闭合温度补偿磁分路。永磁材料(2)中可以有1～3块导磁材料(3)。永磁材料间(2)相互串接，与温度补偿材料(1)并接。NdFeB永磁材料最适于制作本发明所述的复合磁体。本发明可根据所需永磁材料形状，永磁材料性能及磁器件或应用场合的实际要求，配以相应温度补偿环或补偿片。该温度补偿环或补偿片套于或贴于永磁材料之上。永磁材料与温度补偿环或补偿片可紧密尺寸配合也可胶接固定。永磁材料可为单件永磁材料，也可由两件以上同类同性能，同类不同性能，不同类不同性能永磁材料和导磁材料组成。温度补偿环或补偿片应由具有温度补偿性能的材料制作，所谓温度补偿材料，就是在其居里点温度60～170℃范围内，磁感应强度强烈依赖于温度的变化，随着温度的升高，磁感应强度按近似线性的规律降低，在饱和磁场范围内(一般大于7.96KA/m)，磁感强度应下降为0.001～0.006T/℃，该种材料以Fe-Ni基热磁合金为典型。根据不同应用器件、场合和使用温度变化范围，选择不同性能的永磁材料与之相应的补偿环或补偿片组成复合永磁体。该复合永磁体作为磁源提供可利用磁场，温度补偿环或补偿片自动形成一闭合温度补偿磁分器。该分路磁力线随温度升高而降低，随温度降低而升高，以补偿主磁路磁场随温度发生的变化。从而保持主磁路磁场变化很小，并可从负到正进行调节。由于永磁材料本身性能的分散性，永磁材料提供的工作磁场必有一定程度的离散度。如对于仪表则会产生偏差。单件或两件以上永磁材料及补偿材料组成复合永磁体的有机配合，可调整工作点磁性的一致性，免去永磁材料校正工序。温度补偿环或补偿片一般都具有较好的抗腐蚀性能和塑性，且套于或贴于永磁材料之上，大大提高了永磁材料抗蚀、抗冲击性能，并具有较好杂散磁场的抑制能力。本发明为磁性能高，而温度稳定性和磁性能一致性较差，价格低的一类永磁材料，提供了较为广阔的应用市场，下面结合附图通过实施例详述本发明。
附
图1为实心永磁材料外套温度补偿环结构图；(a)主视图；(b)单永磁材料纵断面剖示图；(c)双永磁材料夹一导磁材料纵断面剖示图；(d)双永磁材料纵断面示意图；附图2为环状永磁材料内套温度补偿环结构图；(a)主视图；(b)单永磁材料纵断面剖示图；(c)双永磁材料夹一导磁材料纵断面剖示图；(d)双永磁材料纵断面剖示图；附图3为永磁材料上贴温度补偿片结构图；(a)单永磁材料断面剖示意图(b)双永磁材料夹一导磁材料断面剖示图；(c)双永磁材料断面剖示图；附图4为环状永磁材料外套温度补偿环结构图；(a)主视图；(b)单永磁材料纵断面剖示图；(c)双永磁材料纵断面剖示图；附图5为瓦块状永磁材料外套温度补偿环结构图；(a)主视图；(b)单永磁材料侧视(c)双永磁材料侧视图；实施例1复合磁体的结构可根据应用场合不同，有不同的形状，如附图1、2、3、4、5所示，图中1温度补偿材料；2永磁材料；3.导磁材料，可以是单块永磁材料，见附图1(b)，2(b)，3(a)，4(b)，5(b)，也可根据具体材料的磁性能两两相配，构成双永磁材料复合永磁体见图1(d)，2(d)，3(c)，4(c)，5(c)，也可用导磁材料进行调节，见图1(c)，2(c)，3(b)。
实施例2用粉未冶金法制备的Nd17Fe75B8；Nd16Fe76.5B7.5；Nd15.5Fe76B7.5Al1；Nd15Fe77B8的钕铁硼磁体，加工成15.5×15mm的样品4个，分别为1#、2#、3#、4#，另外将成份分别为Nd12.5，Dy3Fe74Co3B17.5和Nd12.5Dy3Fe61.5Co15B8也加工成15.5×15mm的样品5#，6#，选用1J33热磁合金制备成外径17.5mm，内径15.5mm高度为15mm的温度补偿，将1#，2#，3#，4#，5#分别与温度补偿环复合成复合永磁体1a#，2a#，3a#，4a#，5a#磁性能列于表1表1<
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由表1可见，温度系数较高的普通NdFeB经与温度补偿环复合后，磁能积在保持较高水平的基础上，温度系数明显降低，甚至由5#和5a#可以看到通过磁体和环的适当配合，复合磁体的温度系数可由负到正进行变化，即可进行人为调节。6#样品虽然具有较低的温度系数，但其磁性能大幅度降低，且较高含量的钴、镝等元素的加入使成本增加。
实施例3将实施例1制备的成分为Nb15Fe77B8的钕铁硼磁体，加工成15.5×7.5mm的样品8个，分别为7#、8#、9#、10#、11#、12#选用1J30热磁合金制备成外径17.78mm，内径为15.5mm，高为15mm的温度补偿环，将7#和12#，8#和11#、9#和10#制成双磁体复合永磁体分别为7#a12#，8#a11#，9#a10#，性能列于表2。表2
由表2可见，7#、8#、9#、10#、11#、12#磁体，虽然成分和工艺相同，但磁性能分散度很大，磁能积(BH)max在32MGOe～37MGOe之间变化，将磁性能较高的磁体与相应较低的磁体与温度外偿环的良好配合，可制成磁性能一致性好，温度系数低的复合永磁体。
实施例4 复合永磁体在仪表传感器中的应用永磁体是磁电式仪表传感器的重要部件，由于传感器、仪表的工作磁场在使用温度范围内要求随温度变化很小，目前普遍采用AlNiCo永磁体。采用本发明NdFeB复合磁体替代AlNiCo可有效地减小体积，提高灵敏度，降低成本。表3为用NdFeB复合磁体装入磁路后的工作磁场随温度变化结果。
表3
<p>其中α为磁体在给定工作点磁能积温度系数β为补偿材料的温度系数γ为工作磁场温度系数S0/S1为磁体截面积/补偿件截面积实施例5 复合永磁体在电机中的应用永磁材料在电机中一般都作磁极用，从结构来说有两极、四极、六极、八级、十极等；永磁材料在电机中即可以作转子，又可以作定子，采用本发明钕铁硼复合磁体对电机工作磁场磁势随温度变化显著优于同类钕铁硼磁体和普通电机，实验结果如表4表4
其中α为磁体在给定工作点磁能积温度系数β为补偿材料的温度系数γ为工作间隙磁势温度系数S0/S1为磁体截面积/补偿件截面积
权利要求
1.一种通用复合永磁体，其特征在于该复合永磁体系由1～6块温度补偿材料(1)，1～6块永磁材料(2)组装而成，永磁材料(2)与温度补偿材料(1)之间构成闭合温度补偿磁分路。
2.按权利要求1所述通用复合永磁体，其特征在于永磁材料(2)中可以有1～3块导磁材料(3)。
3.按权利要求1，2所述通用复合永磁体，其特征在于永磁材料间(2)相互串接，与温度补偿材料(1)并接。
4.按权利要求1，2所述通用复合永磁材料体，其特征在于永磁材料(2)为NdFeB稀土永磁材料。
5.按权利要求3所述通用复合永磁材料体，其特征在于永磁材料(2)为NdFeB稀土永磁材料。
6.按权利要求1，2所述通用复合永磁材料体，其特征在于温度补偿材料为Fe-Ni基热磁合金。
7.按权利要求3所述复合永磁材料，其特征在于温度补偿材料为Fe-Ni基热磁合金。
全文摘要
一种通用复合永磁体，其特征在于该复合永磁体系由1～6块温度补偿材料，1～6块永磁材料组装而成，永磁材料与温度补偿材料之间构成闭合温度补偿磁分路，本发明仍然保持较高的磁性能，且温度稳定性好，耐腐蚀性好，磁性能准确性好。
文档编号H01F1/032GK1138736SQ9611525
公开日1996年12月25日 申请日期1996年4月24日 优先权日1995年4月27日
发明者于章, 程博 申请人:中国科学院金属研究所