Постоянные магнитные материалы обладают двумя отличительными характеристиками: во-первых, они могут сильно намагничиваться под действием внешнего магнитного поля, во-вторых, это гистерезис, то есть они сохраняют намагниченность после снятия внешнего магнитного поля. Зависимость между изменением внешнего магнитного поля и изменением магнетизма постоянного магнита может быть описана двумя кривыми: петлей гистерезиса (кривая BH) и кривой собственного размагничивания (кривая JH).
Петля гистерезиса
Когда магнитное поле изменяется в порядке Hs → Hc → o → — Hc → — Hs → — Hc → o → Hc → Hs, соответствующая магнитная индукция B изменяется вдоль замкнутой кривой s-hcsHCS, которая называется кривой B~H (петля гистерезиса).
1. Начальная кривая намагниченности
Начало координат 0 на рисунке указывает на то, что твердый магнитный материал находится в магнитно-нейтральном состоянии до намагничивания, то есть B = H = 0. Когда магнитное поле H увеличивается от нуля, магнитная индукция B медленно возрастает, затем B быстро возрастает с увеличением H, а затем B возрастает медленно. Когда h увеличивается до HS, B достигает значения насыщения BS. Эта пунктирная линия называется кривой начального намагничивания.
2. Гистерезис
Когда магнитное поле постепенно уменьшается от HS до нуля, магнитная индукция B не возвращается к точке «0» вдоль исходной кривой намагниченности, а уменьшается вдоль новой кривой ab. Сравнивая линии oa и ab, мы видим, что h уменьшается, а b уменьшается соответственно, но изменение B отстает от изменения H. Это явление называется гистерезисом. Очевидная характеристика гистерезиса заключается в том, что когда h = 0, B не равно нулю, а сохраняет остаточную намагниченность br.
3. Кривая размагничивания
Когда обратное магнитное поле постепенно изменяется от 0 до -Hc, магнитная индукция B уменьшается до 0, что указывает на необходимость приложения обратного магнитного поля для устранения остаточной намагниченности. HC называется коэрцитивной силой, отражающей способность магнитного материала сохранять состояние остаточной намагниченности, а линия BC называется кривой размагничивания.
Кривая собственного размагничивания
Когда изменение внешнего магнитного поля H вызывает изменение магнитной индукции B, изменяется и магнитная поляризация J. Для описания этой зависимости можно использовать кривую J~H. Эта кривая отражает внутренние магнитные свойства материалов постоянных магнитов и называется кривой внутреннего размагничивания. Когда магнитная поляризация J на кривой внутреннего размагничивания равна 0, соответствующая напряженность магнитного поля называется внутренней коэрцитивной силой Hcj.
1. Точка колена Hk
Из рисунка нетрудно заметить, что при увеличении внешнего магнитного поля магнитная поляризация магнита уменьшается очень медленно, но когда внешнее магнитное поле превышает определенное значение, магнитная поляризация уменьшается быстро. Обычно точку Ji = 0,9Br на кривой размагничивания называют точкой перегиба или точкой излома кривой размагничивания, а соответствующее магнитное поле — HK, также известное как коэрцитивная сила излома. Когда внешнее магнитное поле превышает HK, характеристики магнита необратимо ухудшаются, поэтому и важно значение HK.
2. Прямоугольность кривой размагничивания Q
Для выражения прямоугольности Q кривой размагничивания мы используем отношение HK к Hcj (Hk/Hcj). Диапазон значений Q находится в пределах от 0 до 1. Чем ближе q к 1, тем ближе кривая размагничивания к прямоугольной. В целом, мы считаем, что продукция с прямоугольностью Q > 0,9 является качественной.
3. Кривые размагничивания при различных температурах
Как правило, производители материалов для постоянных магнитов предоставляют кривые размагничивания различных марок продукции при разных температурах, как показано на рисунке ниже. Это может показаться сложным, но суть заключается в том, чтобы представить несколько кривых размагничивания и собственных кривых на одном графике.
