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磁选机设备常用磁性材料及其特性

2018-04-11 16:12:22 淄博铭熙磁铁制造有限公司 阅读

  在各种磁性材料中,重要的是以铁为代表的铁磁性材料,钴、镍、钆、镝、钇等也具有铁磁性。常用的铁磁性材料多是铁和其他金属或非金属的合金,以及某些含铁的氧化物。

铁磁性材料的磁特性常用特性曲线的形式来表示,其中常用的是反映铁磁性材料的磁感应强度与外磁场强度之间关系的 曲线。材料的磁特性,不仅与磁场强度、温度和机械应力有关,而且与磁化过程有关。在获得 曲线前,材料样品应预先退磁,使样品中磁畴没有磁化,从优取向,材料处于磁化强度等于零的退磁状态。材料磁化时可分成以下几种曲线。

  1.起始磁化曲线

  起始磁化曲线是外磁场H单调增加时得到的曲线,见图4-5-12(a)所示。铁磁性材料的起始磁化曲线的共同点石曲线由陡峭段和平坦段组成。陡峭段对应于易磁化的情形,而平坦段对应于难以磁化的情形。

根据B=μH的关系出 曲线上一点A与O点连线的斜率tanα

  当磁场强度H在正负两个方向上往复变化时,材料的磁化过程经历了一个循环的过程,见图4-5-13.闭合曲线叫做磁滞回线。如果材料在磁化曲线两端都达到饱和,所得回线就叫做磁滞回线,如果材料在磁化曲线两端都达到饱和,所得回线就叫做饱和磁滞回线或主磁滞回线。

  3.正常磁化曲线

  磁场H的循环范围逐渐缩小,所得一系列磁滞回线的顶端的轨迹就是正常磁化曲线,见图4-5-14。这一曲线可以复制,能说明材料的磁特性。 正常磁化曲线和起始磁化曲线的形状很相似。

从上述三种可以知道材料的饱和磁感应强度、剩余磁感应强度、矫顽力及相对磁导率等,它们是标志磁性材料的磁特性参数。

  磁性材料通常用作磁导体、永久磁铁和特殊磁性元件。用途不同,需要材料的磁特性参数不同。通常根据材料的基本磁特性参数将磁性材料分成两大类别:软磁性材料和硬磁性材料。

软磁性材料的基本特征是磁导率高,矫顽力小 ,磁滞回线狭长,包围的面积小。磁选机上所用软磁性材料有工程纯铁、导磁不锈钢和低碳钢等。一般强磁选机选用工程纯铁作铁心、磁轭和磁极头;导磁不锈钢用作感应磁介质;中磁场或弱磁场磁选设备选用低碳钢。

  硬磁性材料的基本特征是在工作空间能产生很大的磁场能。它的矫顽力很大〔H e ≈ 104 ~ 106 A/m〕。通常以矫顽力大小作为判断材料磁硬度的依据。硬磁性材料主要用在磁选设备的磁源上以产生磁场。标志永磁体磁特性的基本参数是其剩余磁感Br、矫顽力He和大磁能积(BH)max。

  硬磁性材料有两大类;合金和陶瓷磁体〔或铁氧体磁体〕。铁氧体磁体和合金磁体比较,其剩余磁感Br低的多,但矫顽力He高几倍,这将影响磁选机磁系磁极的大小和形状。铁氧体价格便宜,原料来源广泛,在弱磁场磁选机中常采用这种材料。

  含有稀土元素的永磁材料,其磁性能要比铁氧体和常用合金磁体高得多,已可用作永磁强磁选机的磁源材料。表4-5-4是几种永磁体的特性。

  永磁体采用的磁性材料为硬磁性材料,具有的剩余磁感Br高、矫顽力He大,这两者也就决定了单位体积的磁能积(BH)max大。剩余磁感Br值表征提供永磁体磁感应强度的能力,矫顽力He值表征保持磁感应强度不衰减的能力。

  表4-5-4永磁体的特性

  永磁体在导磁体的空气隙里具有的磁场能量W与退磁曲线工作点上的磁感应强度和磁场强度的乘积成正比。例如,对于工作点d,该点磁能积等于Bd Hd( 如图4-5-15所示〕。从退磁曲线看,在B= Br 、H=He两点上BH=0,在D点时具有的磁能BDHD达到大值〔BH)max。材料的磁能积越大,在具有大能量的空气隙里产生的磁感应强度越大。单位体h积空气 隙的磁能Wmax=BDHD/20从经济方面考虑,永磁体的佳工作点应和磁能积大的点相同。