功能复合材料2磁性复合材料PPT

Sm2Co17和熔融-淬火法生产的微晶NdFeB磁粉的矫顽力 是由晶粒内部畴壁钉扎所决定，其矫顽力不受颗粒大小影响， 其颗粒大小主要由填充密度和制造工艺等因素决定。
磁粉粒度分布也对磁性复合材料性能有影响。
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由于复合永磁材料的易成形和良好加 工性能，因此常用来制作薄壁的微型电机
使用的环状定子，例如计算机主轴电机，
钟表步进电机等。
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复合永磁材料的良好成型性，使其适用
于制作体积小、形状复杂的永磁体。如汽车 仪表用磁体，磁推轴承及各类蜂鸣器等。
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很显然，与高密度的金属磁体或陶
瓷磁体(铁氧体)相比，复合磁体的优良加 工性能是以牺牲一部分磁性能为代价的。
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非磁性基体及非磁性相的比例直接影
响到材料的饱和磁化强度及剩余磁化强度，
它可用下述关系式来表达：
2 3 M r ( M s )[ (1 )] f 0
2. 2 聚合物基磁性复合材料
聚合物基磁性复合材料主要由强磁粉 （功能体） 、聚合物基体（黏结剂） 和加 工助剂三大部分组成。 2.2.1 无机磁粉功能体
磁粉性能的优劣与其组成、颗粒大小、粒度 分布以及制造工艺有关。
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1. 铁氧体磁粉
2. SmCo5类磁粉 3. Sm2Co17类磁粉 4. NdFeB
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2 3 M r ( M s )[ (1 )] f 0
其中，Mr为复合磁体的剩余磁化强度；Ms为磁性
组元的饱和磁化强度；为复合磁体密度； o为磁 性组元的理论密度；为复合物中的非磁性相的体 积分数；f为铁磁性相在外磁场方向的取向度。
BaO ·Fe2O3或SrO ·Fe2O3
第一代稀土复合永磁材料 第二代稀土复合永磁材料 第三代稀土复合永磁材料
磁粉颗粒大小是影响磁性复合材料性能的重 要因素。
铁氧体和SmCo5类粉体的矫顽力是由磁体内部的晶粒形 核机制所控制，因此，当磁粉颗粒尺寸大小接近或等于单畴 尺寸大小时，其矫顽力明显提高，抗外界干扰能力明显增大。
永磁复合材料的功能组元是磁性粉末， 高聚物和软金属起到粘结剂的作用。
其中，高聚物使用较为普遍，常用的
有环氧树脂、尼龙和橡胶等材料。
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永磁复合材料的制造方法常采用模压、 注塑、挤压等工艺技术。 对于软金属粘结工艺来说，由于它较为 复杂，因此除磁体要求在较高温度下(＞200 ℃)使用外，很少采用这种金属基复合磁体。
2.3.3 磁性复合材料的应用
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2.4 永磁复合材料
典型的永磁材料包括永磁铁氧体、铝 镍钴以及稀土永磁材料。 一般情况下，永磁材料的密度较高，
脆而硬，不易加工成复杂的形状。
但是，制成高聚物基或软金属基复合
材料后，上述难加工的缺点可得到克wenku.baidu.com。
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μr(V1，V2) = 1 + B1V2 2+ B2V2 2
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2.3.2 磁性复合材料的分类
由于磁性材料有软磁和硬磁之分，因此也有 相应的软磁和硬磁复合材料。
此外，强磁性(铁磁性和亚铁磁性)细微颗粒涂 覆在高聚物材料带上或金属盘上形成磁带或磁盘 用于磁记录，也是一类非常重要的磁性复合材料， 又如与液体混合形成磁流体等。
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2.2.2 聚合物基体
分为橡胶类、热固性树脂类和热塑性树脂类 三种。
2.2.3 加工助剂
为了改善复合体系的流动性，常加入各种助 剂以提高磁功能体沿易磁化轴的方向取向和提高 磁粉含量，常使用一些硬脂酸盐润滑剂、偶联剂 及增塑剂等。其中硅烷偶联剂同时对提高磁功能 体的抗氧化能力起到一定作用。
分隔绝缘，然后热压或模压固化成块状软
磁体，则
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从图A、B、D曲线看出，它的r值在相当宽
的驱动频率范围内不随交变场频率的升高而下降，
从而保持在一个较平稳的恒定值。
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2.2.4 聚合物基磁性复合材料的制备工艺
常采用模压、注塑、挤压等工艺技术。
NdFeB/环氧树脂复合材料 的性能与成型压力的关系
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2.3 磁性复合材料的性能、分类及应用
2.3.1 磁性复合材料性能与填充磁体含量的关系
对低填充量的颗粒状磁性功能体填充的复合材料： μr(V) = 1 + A V
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复合永磁材料的功能体可看作是各类
磁体粉末（如铁氧体、铝镍钴、Sm--Co、
Nd--Fe--B等）制成的粘结磁体。
也可以选用两种或两种以上的不同磁
粉与高分子材料复合，以便得到更宽范围 的实用性能。
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2.5 软磁复合材料 电器元件的小型化，导致磁路中追求更 高的驱动频率，为此应用的软磁材料，除在 静态磁场下经常要求的高饱和磁化强度和高 磁导率外，还要求它们具有低的交流损耗PL。
μr 相对磁导率；
A 依赖于磁性材料性能、形状和填充量的系数；
V 磁性材料填充的体积分数。
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随着填充比例的增加，磁导率明显偏离线性。 μr(V) = 1 + B V 2
B，磁感应强度。
对于填充两种或两种以上不同尺寸磁粉及不 同尺寸分布和形状的混杂磁性复合材料，如果其 粒子形态相似而磁性能不同，则μr 与各磁性材料 体积分数V i 的关系可表示为：
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通常较大尺寸的金属软磁材料，其相对 磁导率 r 随驱动频率的增大而急速下降， 如下图所示：
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Fe--Si---Al粉末颗粒复合体相对磁导率随驱动频率的变化
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如果把软磁材料（例如Fe--Si--A1合金） 制成粉末，表面被极薄的A12O3层或高聚物