電機是將電能轉換為機械能的關鍵設備,而磁鐵(尤其是永磁體)是電機的關鍵組成部分,其性能直接決定電機的效率、功率密度和體積。以永磁同步電機(PMSM)為例,其轉子采用釹鐵硼永磁體,定子繞組通電后產生旋轉磁場,轉子永磁體在旋轉磁場的作用下跟隨轉動,實現能量轉換。與傳統的異步電機相比,永磁同步電機因無需轉子勵磁電流,效率可提升 5%~10%,且體積更小、噪音更低,已成為新能源汽車驅動電機、工業伺服電機的主流選擇。在小型電機領域,如家電中的洗衣機電機、空調壓縮機電機,多采用鐵氧體永磁體,以平衡成本與性能;而在高級領域,如航空航天用電機,則需使用釤鈷永磁體,以應對高溫、高振動的極端工況。此外,電機設計中需精確計算磁鐵的磁極對數、磁通量密度,以確保電機在額定轉速和負載下穩定運行,避免因磁密過高導致鐵芯飽和,或磁密過低導致電機功率不足。磁鐵的磁性會隨時間緩慢衰減,好的永磁體在正常使用下,衰減速度極慢。廣東有色金屬磁鐵產品介紹

電磁鐵是利用 “電流的磁效應”制成的可控制磁體,其磁性可通過通斷電流、調節電流大小實現精確控制。典型的電磁鐵結構由三部分組成:鐵芯、線圈和電源。鐵芯通常由軟磁材料(如硅鋼片、純鐵)制成,因其磁導率高,可明顯增強線圈通電后產生的磁場;線圈則由漆包線(銅導線或鋁導線)繞制而成,線圈匝數越多、電流越大,產生的磁場越強(遵循安培環路定理:∮H?dl = I);電源則為線圈提供穩定的電流,可通過直流電源或交流電源驅動(交流電磁鐵需考慮渦流損耗,通常采用疊片鐵芯)。與永磁體相比,電磁鐵的優勢在于磁性可控性強,例如工業用電磁起重機可通過通電吸起鋼鐵材料,斷電后釋放;電磁繼電器則通過小電流控制線圈磁性,實現對大電流電路的通斷控制,大多用于自動化控制領域。山東精密磁鐵設備工程安裝門窗時,可借助磁鐵定位金屬部件,確保安裝位置精確,提升施工效率。

稀土永磁材料(釹鐵硼、釤鈷)是現代工業的關鍵材料,其制造依賴稀土元素(釹、釤、鏑等)。全球稀土資源分布不均,中國占全球儲量的 36%,且是釹鐵硼的主要生產國(占全球產量的 85% 以上)。鏑(Dy)是提高釹鐵硼高溫穩定性的關鍵元素,中國南方離子型稀土礦是鏑的主要來源,全球供應量占比超 90%。由于稀土資源的稀缺性與戰略重要性,各國均在推動稀土替代材料研發(如無鏑釹鐵硼、鐵氮化合物),同時加強稀土回收技術(如從廢舊電機、硬盤中提取稀土元素),以降低資源依賴。
衡量磁鐵性能的關鍵參數包括剩磁(Br)、矯頑力(HcB、HcJ)、最大磁能積((BH) max)、居里點(Tc)。剩磁是磁鐵充磁后去除外磁場的剩余磁感應強度,單位為特斯拉(T);矯頑力 HcB 是使磁感應強度降為零所需的反向磁場,HcJ 是使磁矩降為零所需的反向磁場,單位為千安 / 米(kA/m);最大磁能積是磁鐵存儲磁能的能力,單位為兆高奧斯特(MGOe)或千焦 / 立方米(kJ/m3),1MGOe≈7.96kJ/m3。這些參數通過磁滯回線測試儀(如振動樣品磁強計 VSM、永磁材料測量儀)測量,測試時需將樣品置于均勻磁場中,記錄磁感應強度(B)與磁場強度(H)的關系,繪制磁滯回線,再從回線上提取相關參數。磁性耦合器利用磁鐵的磁力傳遞扭矩,實現無接觸傳動,適用于易燃易爆環境。

磁鐵的標準化與系列化促進了其在工業領域的廣泛應用。國際標準如 IEC 60404 詳細規定了磁鐵的性能測試方法和技術指標;國內標準如 GB/T 13560 明確了燒結釹鐵硼磁鐵的牌號劃分和質量要求。主流磁鐵制造商提供從 N35 到 N55 的釹鐵硼系列產品,以及 Y30 到 Y40 的鐵氧體系列產品,覆蓋不同磁性能需求。標準化的磁鐵尺寸如圓形、方形、環形等,可直接用于通用設備設計,縮短研發周期。對于特殊需求,制造商可提供定制化服務,根據客戶要求設計磁鐵的尺寸、性能和磁極分布。磁鐵的標準化不僅提高了產品互換性,也為質量控制和性能評估提供了統一依據。核磁共振設備中,強磁鐵產生均勻磁場,幫助獲取人體內部組織的清晰影像。山東精密磁鐵設備工程
磁鐵可用于固定電氣設備的線路板,避免振動導致元件松動,提升設備穩定性。廣東有色金屬磁鐵產品介紹
根據磁性保持時間,磁鐵可分為永久磁鐵和臨時磁鐵。永久磁鐵能夠長期保持磁性,常見材質包括釹鐵硼、釤鈷、鋁鎳鈷等,其中釹鐵硼磁鐵因極高的磁能積被譽為 “磁王”,廣泛應用于精密儀器和新能源設備中。臨時磁鐵則需在外部磁場作用下才表現出磁性,一旦外部磁場消失,磁性便會減弱或消失,軟鐵是典型的臨時磁鐵材料,常用于電磁鐵的鐵芯。這種分類方式為不同場景下的磁性應用提供了靈活選擇。電磁鐵是一種特殊的臨時磁鐵,由鐵芯和纏繞其上的導電線圈組成。當線圈通電時,電流產生的磁場使鐵芯磁化,形成具有強磁性的電磁鐵;斷電后,磁性迅速消失。其磁性強弱可通過調節電流大小、線圈匝數或更換鐵芯材質來控制,這一特性使其在工業領域大放異彩,如起重機利用電磁鐵搬運鋼材,磁懸浮列車通過電磁鐵的排斥力實現懸浮與驅動,自動門則借助電磁鐵的吸合與釋放完成開關動作。廣東有色金屬磁鐵產品介紹