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磁選機的磁系材料選用指標

磁系是磁選機的關鍵部分之壹。磁選機性能的好壞,與磁系的磁性材料、磁系結構和磁系的磁場特征有著密切關系。因此,磁系的優化設計是制造優質磁選機的關鍵之壹。磁性材料的特性及選擇

標誌永磁材料的磁性的基本參數是其剩余磁感應強度Br,矯頑力Hc和最大磁能積(BH)max,具體如下:

①剩余磁感應強度Br:是退磁曲線上當H=0時的B的值。B越大,充磁之後的磁性材料磁性越強,所以B越大磁性能越好。

②矯頑力Hc:是退磁曲線上使B=O的磁場強度,矯頑力Hc大的材料保持磁性的能力強,或者說抵制退磁作用的能力強,永磁性能好。

③最大磁能積(BH)max:退磁曲線上任何壹點的B和H的乘積即BH我們稱為磁能積,而最大磁能積是退磁曲線上B和刀乘積的最大值。(BH)越大表示材料單位體積中儲存的磁能越大,材料性能越好。

剩余磁感是由表示磁感和磁場強度關系的磁滯回線來決定,這種磁量是在磁鐵呈閉路狀態時測得的,而實際上被使用的任何磁鐵都是在開路中工作,所以磁體工作時是與開路中決定剩余磁感(稱為視在剩余磁感)發生關系,這種磁感比剩余磁感小。視在剩余磁感是由磁鐵的形狀和各部分的尺寸比例而定,磁鐵離開閉路形狀(環)越大,和磁鐵高度對其截面積的比率越小,則降低該形狀和尺寸的磁鐵的視在剩余磁感的退磁因子刃作用也越大。因此,在實際工作中視在剩余磁感比剩余磁感更加貼切,永磁體的矯頑力越高,其視在剩余磁感也越高,而視在剩余磁感可通過查曲線方法和退磁因子法求得。

(l)鐵氧體永磁材料特性

鐵氧體永磁材料是金屬氧化物的陶瓷材料,晶體結構屬於磁鉛石型的單軸六角晶系。鐵氧體永磁材料的優點是具有相當高的矯頑力,故適於退磁場較大的條件下使用。鐵氧體的電阻率比金屬磁性材料高得多,所以在高頻下也可使用。它最大磁能積雖不大,但最大回復磁能積卻很大,因此也適於做動態條件下的永磁體。鐵氧體的另壹個特點是退磁曲線的很大壹部分接近直線,工作穩定。直線部分的斜率接近於回復磁導率。此外鐵氧體比重較小(4-5-2g/cm3),原材料價格低廉,制造工藝簡單。采用鐵氧體材料成本及重量都低。

鐵氧休的居裏溫度為450℃:其機械強度和剛度較大,可直接壓制成型,必要時也可磨削加工。鐵氧體的不足之處是剩磁不高,Br:2000~4000Gs,磁性參量的溫度穩定性也較差,所以不適用於環境溫度變大而要求溫度穩定性高的場合。目前永磁鐵氧體主要有鋇鐵氧體和鋸鐵氧體兩類,它們的最大磁能積(BH)max約為28.8~32kJ/m3(3.6壹4.0MG0e),矯頑力Hc約為240-279kA/m。

(2)欽鐵硼永磁材料特性

稀土永磁材料是20世紀60年代出現的新型金屬永磁材料,迄今為止,已經形成了具有規模生產和實用價值的三代稀土永磁。NdFeB永磁體的磁性能高,它的最大磁能積(HB)max相對於鐵氧體永磁體的5~12倍,它的矯頑力Hc相對於鐵氧體永磁體的5~10倍,它潛在的磁能積很高,其磁能積的理論值可達526.4kJ/m3(66MG0e)。它能吸起相當於自身重量640倍的重物。而鐵氧體僅能吸起自身重量120倍的重物。

(3)永磁材料的選擇

在磁系設計中,需要根據各方面的具體情況來選擇永磁材料,可以把它們歸納為以下幾個方面:

①在指定的工作空間內產生壹個恒定的磁場。有些場合要求是磁力,而它和磁場有關,所以從實質上說,要求的仍然是壹個磁場;

②這個磁場必須有相對穩定性,即受環境的溫度、濕度、振動和沖擊等因素影響較小;

③有壹定的機械性能(如韌性、撓性和壓縮強度等);

④價格適中。

通過以上兩種常用的永磁材料特性的介紹,欽鐵硼磁性材料具有磁力強,性價比高等優點,因而獲得了廣泛地應用。應用新型的錢鐵硼磁系不僅磁力強,磁場作用深度大,磁場特性合理,重量輕和便於組裝,而且使磁選機的工藝指標得到改善,拋廢品位和磁性鐵回收率達到較高水平。如果用戶為了減少設備投資,選用鐵氧體磁系,選別指標必然下降。因此,在斜環永磁高梯度磁選機中的磁系設計中,優先選擇性價比高的NdFeB永磁材料。 /