磁學(xué)知識(shí)問(wèn)答
1、 什么是永磁材料的磁性能，它包括哪些指標(biāo)？
永磁材料的主要磁性能指標(biāo)是：剩磁(Jr,Br)、矯頑力(bHc)、內(nèi)稟矯頑力(jHc)、磁能積(BH)m。我們通常所說(shuō)的永磁材料的磁性能，指的就是這四項(xiàng)。永磁材料的其它磁性能指標(biāo)還有：居里溫度(Tc)、可工作溫度(Tw)、剩磁及內(nèi)稟矯頑力的溫度系數(shù)(Brθ,jHcθ)、回復(fù)導(dǎo)磁率(μrec.)、退磁曲線方形度( Hk/ jHc)、高溫減磁性能以及磁性能的均一性等。
除磁性能外，永磁材料的物理性能還包括密度、電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)等；機(jī)械性能則包括維氏硬度、抗壓（拉）強(qiáng)度、沖擊韌性等。此外，永磁材料的性能指標(biāo)中還有重要的一項(xiàng)，就是表面狀態(tài)及其耐腐蝕性能。
2、 什么叫磁場(chǎng)強(qiáng)度(H)？
1820年，丹麥科學(xué)家?jiàn)W斯特(H. C.Oersted)發(fā)現(xiàn)通有電流的導(dǎo)線可以使其附近的磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而揭示了電與磁的基本關(guān)系，誕生了電磁學(xué)。實(shí)踐表明：通有電流的無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)線在其周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)弱與電流的大小成正比，與離開(kāi)導(dǎo)線的距離成反比。定義載有1安培電流的無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)線在距離導(dǎo)線1/2π米遠(yuǎn)處的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1A/m(安/米，國(guó)際單位制SI)；在CGS單位制(厘米-克-秒)中，為紀(jì)念?yuàn)W斯特對(duì)電磁學(xué)的貢獻(xiàn)，定義載有1安培電流的無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)線在距離導(dǎo)線0.2厘米遠(yuǎn)處磁場(chǎng)強(qiáng)度為1Oe（奧斯特），1Oe=1/(4π×103)A/m。磁場(chǎng)強(qiáng)度通常用H表示。
3、 什么叫磁極化強(qiáng)度(J)，什么叫磁化強(qiáng)度(M)，二者有何區(qū)別？
現(xiàn)代磁學(xué)研究表明：一切磁現(xiàn)象都起源于電流。磁性材料也不例外，其鐵磁現(xiàn)象是起源于材料內(nèi)部原子的核外電子運(yùn)動(dòng)形成的微電流，亦稱(chēng)分子電流。這些微電流的集合效應(yīng)使得材料對(duì)外呈現(xiàn)各種各樣的宏觀磁特性。因?yàn)槊恳粋€(gè)微電流都產(chǎn)生磁效應(yīng)，所以把一個(gè)單位微電流稱(chēng)為一個(gè)磁偶極子。定義在真空中每單位外磁場(chǎng)對(duì)一個(gè)磁偶極子產(chǎn)生的*大力矩為磁偶極矩pm，每單位材料體積內(nèi)磁偶極矩的矢量和為磁極化強(qiáng)度J，其單位為T（特斯拉，在CGS單位制中，J的單位為Gs，1T=10000Gs）。
定義一個(gè)磁偶極子的磁矩為pm/μ0，μ0為真空磁導(dǎo)率，每單位材料體積內(nèi)磁矩的矢量和為磁化強(qiáng)度M，其SI單位為A/m，CGS單位為Gs(高斯)。
M與J的關(guān)系為：J=μ0 M，在CGS單位制中，μ0=1，故磁極化強(qiáng)度與磁化強(qiáng)度的值相等；在SI單位制中，μ0=4π×10-7 H/m(亨/米)。
4、什么叫磁感應(yīng)強(qiáng)度(B)，什么叫磁通密度(B)，B與H，J，M之間存在什么樣的關(guān)系？
理論與實(shí)踐均表明，對(duì)任何介質(zhì)施加一磁場(chǎng)H時(shí)(該磁場(chǎng)可由外部電流或外部永磁體提供，亦可由永磁體對(duì)永磁介質(zhì)本身提供，由永磁體對(duì)永磁介質(zhì)本身提供的磁場(chǎng)又稱(chēng)退磁場(chǎng)---關(guān)于退磁場(chǎng)的概念，見(jiàn)9Q)，介質(zhì)內(nèi)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度并不等于H，而是表現(xiàn)為H與介質(zhì)的磁極化強(qiáng)度J之和。由于介質(zhì)內(nèi)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度是由磁場(chǎng)H通過(guò)介質(zhì)的感應(yīng)而表現(xiàn)出來(lái)的，為與H區(qū)別，稱(chēng)之為介質(zhì)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，記為B： B=μ0 H+J （SI單位制）（1-1） B=H+4πM （CGS單位制） 磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位為T，CGS單位為Gs（1T=10000Gs）。 對(duì)于非鐵磁性介質(zhì)如空氣、水、銅、鋁等，其磁極化強(qiáng)度J、磁化強(qiáng)度M幾乎等于0，故在這些介質(zhì)中磁場(chǎng)強(qiáng)度H與磁感應(yīng)強(qiáng)度B相等。 由于磁現(xiàn)象可以形象地用磁力線來(lái)表示，故磁感應(yīng)強(qiáng)度B又可定義為磁力線通量的密度，磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁通密度B在概念上可以通用。
5、什么叫剩磁(Jr，Br)，為什么在永磁材料的退磁曲線上任意測(cè)量點(diǎn)的磁極化強(qiáng)度J值和磁感應(yīng)強(qiáng)度B值必然小于剩磁Jr和Br值？永磁材料在閉路狀態(tài)下經(jīng)外磁場(chǎng)磁化至飽和后，再撤消外磁場(chǎng)時(shí)，永磁材料的磁極化強(qiáng)度J和內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度B并不會(huì)因外磁場(chǎng)H的消失而消失，而會(huì)保持一定大小的值，該值即稱(chēng)為該材料的剩余磁極化強(qiáng)度Jr和剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br，統(tǒng)稱(chēng)剩磁。
剩磁Jr和Br的單位與磁極化強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度單位相同。
根據(jù)關(guān)系式(1-1)可知，在永磁材料的退磁曲線上，磁場(chǎng)H為0時(shí)，Jr=Br，磁場(chǎng)H為負(fù)值時(shí)，J與B不相等，便分成了J-H和B-H二條曲線。從關(guān)系式(1-1)還可以看到，隨著反向磁場(chǎng)H的增大，B從*大值Br=Jr變化到0，*后為負(fù)值，對(duì)于現(xiàn)代永磁材料，B退磁曲線的變化規(guī)律往往為直線；J退磁曲線的變化規(guī)律則不同：隨著反向磁場(chǎng)H的增大，B值線性減小，由于B值的減小量總是大于或等于反向磁場(chǎng)H的增大量，故在J退磁曲線上的一定區(qū)域內(nèi)可以保持相對(duì)平直的直線，但其J值總是小于Jr。
6、什么叫矯頑力(bHc)，什么叫內(nèi)稟矯頑力(jHc)？
在永磁材料的退磁曲線上，當(dāng)反向磁場(chǎng)H增大到某一值bHc時(shí)，磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0，稱(chēng)該反向磁場(chǎng)H值為該材料的矯頑力bHc；在反向磁場(chǎng)H=bHc時(shí)，磁體對(duì)外不顯示磁通，因此矯頑力bHc表征永磁材料抵抗外部反向磁場(chǎng)或其它退磁效應(yīng)的能力。矯頑力bHc是磁路設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參量之一。
值得注意的是：矯頑力bHc在數(shù)值上總是小于剩磁Jr。因?yàn)閺模?-1）式可以看到，在H=bHc處，B=0，則μ0 bHc=J，上面已經(jīng)說(shuō)明，在J退磁曲線上任意點(diǎn)的磁極化強(qiáng)度值總是小于剩磁Jr，故矯頑力bHc在數(shù)值上總是小于剩磁Jr。例如：Jr=12.3kGs的磁體，其bHc不可能大于12.3kOe。換句話說(shuō)，剩磁Jr在數(shù)值上是矯頑力bHc的理論極限。
當(dāng)反向磁場(chǎng)H=bHc時(shí)，雖然磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0，磁體對(duì)外不顯示磁通，但磁體內(nèi)部的微觀磁偶極矩的矢量和往往并不為0，也就是說(shuō)此時(shí)磁體的磁極化強(qiáng)度J在原來(lái)的方向往往仍保持一個(gè)較大的值。因此，bHc還不足以表征磁體的內(nèi)稟磁特性；當(dāng)反向磁場(chǎng)H增大到某一值jHc時(shí)，磁體內(nèi)部的微觀磁偶極矩的矢量和為0，稱(chēng)該反向磁場(chǎng)H值為該材料的內(nèi)稟矯頑力jHc。
內(nèi)稟矯頑力jHc是永磁材料的一個(gè)非常重要的物理參量，對(duì)于jHc遠(yuǎn)大于bHc的磁體，當(dāng)反向磁場(chǎng)H大于bHc但小于jHc時(shí)，雖然此時(shí)磁體已被退磁到磁感應(yīng)強(qiáng)度B反向的程度，但在反向磁場(chǎng)H撤消后，磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度B仍能因內(nèi)部的微觀磁偶極矩的矢量和處在原來(lái)方向而回到原來(lái)的方向。也就是說(shuō)，只要反向磁場(chǎng)H還未達(dá)到j(luò)Hc，永磁材料便尚未被完全退磁。因此，內(nèi)稟矯頑力jHc是表征永磁材料抵抗外部反向磁場(chǎng)或其它退磁效應(yīng)，以保持其原始磁化狀態(tài)能力的一個(gè)主要指標(biāo)。
矯頑力bHc和內(nèi)稟矯頑力jHc的單位與磁場(chǎng)強(qiáng)度單位相同。
7、什么叫磁能積(BH)m？
在永磁材料的B退磁曲線上(二象限)，不同的點(diǎn)對(duì)應(yīng)著磁體處在不同的工作狀態(tài)，B退磁曲線上的某一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的Bm和Hm（橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)）分別代表磁體在該狀態(tài)下，磁體內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)的大小，Bm和Hm的**值的乘積（BmHm）代表磁體在該狀態(tài)下對(duì)外做功的能力，等同于磁體所貯存的磁能量，稱(chēng)為磁能積。在B退磁曲線上的Br點(diǎn)和bHc點(diǎn)，磁體的（BmHm）=0，表示此時(shí)磁體對(duì)外做功的能力為0，即磁能積為0；磁體在某一狀態(tài)下（BmHm）的值*大，表示此時(shí)磁體對(duì)外做功的能力*大，稱(chēng)為該磁體的*大磁能積，或簡(jiǎn)稱(chēng)磁能積，記為(BH)max或(BH)m。因此，人們通常都希望磁路中的磁體能在其*大磁能積狀態(tài)下工作。磁能積的單位在SI制中為J/m3(焦耳/立方米)，在CGS制中為MGOe(兆高奧斯特)，100/4πJ/m3=1 MGOe。
8、什么叫居里溫度(Tc)，什么叫磁體的可工作溫度Tw，二者有何關(guān)系？
隨著溫度的升高，由于物質(zhì)內(nèi)部基本粒子的熱振蕩加劇，磁性材料內(nèi)部的微觀磁偶極矩的排列逐步紊亂，宏觀上表現(xiàn)為材料的磁極化強(qiáng)度J隨著溫度的升高而減小，當(dāng)溫度升高至某一值時(shí)，材料的磁極化強(qiáng)度J降為0，此時(shí)磁性材料的磁特性變得同空氣等非磁性物質(zhì)一樣，將此溫度稱(chēng)為該材料的居里溫度Tc。居里溫度Tc只與合金的成分有關(guān)，與材料的顯微組織形貌及其分布無(wú)關(guān)。
在某一溫度下永磁材料的磁性能指標(biāo)與室溫相比降低一規(guī)定的幅度，將該溫度稱(chēng)為該磁體的可工作溫度Tw。由于磁性能的這一降低幅度需要視該磁體的應(yīng)用條件及要求而定，因此，所謂的磁體的可工作溫度Tw對(duì)于同一磁體來(lái)說(shuō)是一個(gè)待定值，也就是說(shuō)同一永磁體在不同的應(yīng)用場(chǎng)合可以有不同的可工作溫度Tw。
顯然，磁性材料的居里溫度Tc代表著該材料的理論工作溫度極限。事實(shí)上，永磁材料的實(shí)際可工作Tw遠(yuǎn)低于Tc。例如，純?nèi)?/span>Nd-Fe-B磁體的Tc為312℃，而其實(shí)際可工作Tw通常不到100℃。通過(guò)在Nd-Fe-B合金中添加重稀土金屬以及Co、Ga等元素，可顯著提高Nd-Fe-B磁體的Tc和可工作Tw。值得注意的是，任何永磁體的可工作Tw不僅與磁體的Tc有關(guān)，還與磁體的jHc等磁性能指標(biāo)、以及磁體在磁路中的工作狀態(tài)有關(guān)。
9、什么叫永磁體的回復(fù)導(dǎo)磁率(μrec.)，什么叫J退磁曲線方形度(Hk/jHc)，它們有何意義？
當(dāng)磁體處在動(dòng)態(tài)工作條件下時(shí)，外部反向磁場(chǎng)H或磁體內(nèi)部的退磁場(chǎng)Hd呈周期性變化，此時(shí)如圖2所示的工作點(diǎn)D亦呈周期性往復(fù)變化，定義在磁體的B退磁曲線上工作點(diǎn)D往復(fù)變化的軌跡為磁體的動(dòng)態(tài)回復(fù)線，該線的斜率為回復(fù)導(dǎo)磁率μrec.。顯然，回復(fù)導(dǎo)磁率μrec.表征了磁體在動(dòng)態(tài)工作條件下的穩(wěn)定性，它也是永磁體的B退磁曲線方形度，因此它是永磁體的一個(gè)重要的磁特性指標(biāo)之一。對(duì)于Nd-Fe-B燒結(jié)磁體，B退磁曲線為直線且bHc約等于Br，其回復(fù)導(dǎo)磁率μrec.等于B退磁曲線的斜率且μrec.=1.03~1.10。μrec越小，磁體在動(dòng)態(tài)工作條件下的穩(wěn)定性就越好。 值得注意的是，若磁體的B退磁曲線不是直線，則磁體的回復(fù)導(dǎo)磁率μrec.在不同工作點(diǎn)就有不同的值，此時(shí)如何把磁體設(shè)計(jì)在*穩(wěn)定的工作狀態(tài)，就顯得非常重要。
定義磁體的J退磁曲線上，J=0.9Jr時(shí)的反向磁場(chǎng)大小為Hk，Hk/jHc可以直觀地表示磁體的J退磁曲線方形度。對(duì)于具有高jHc的Nd-Fe-B燒結(jié)磁體，jHc遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于bHc，當(dāng)反向磁場(chǎng)大于bHc但小于jHc時(shí)，相應(yīng)的B退磁曲線已進(jìn)入第三象限。由（1-1）式可知，此時(shí)若磁體的J退磁曲線仍為直線，則相應(yīng)第三象限的B退磁曲線亦保持直線，此時(shí)磁體的?rec仍保持較小值，在反向外磁場(chǎng)撤消后，磁體的工作點(diǎn)仍能恢復(fù)到原來(lái)的位置。因此，Hk/jHc也是永磁體的一個(gè)重要的磁特性指標(biāo)之一，它和μrec一樣，表征了磁體在動(dòng)態(tài)工作條件下的穩(wěn)定性。
10、金屬磁性材料分為幾大類(lèi)，它們是如何劃分的？金屬磁性材料分為永磁材料、軟磁材料二大類(lèi)。通常將內(nèi)稟矯頑力大于0.8kA/m的材料稱(chēng)為永磁材料，將內(nèi)稟矯頑力小于0.8kA/m的材料稱(chēng)為軟磁材料。
11、什么叫Nd-Fe-B永磁體，它分幾大類(lèi)？
Nd-Fe-B永磁體是1982年發(fā)現(xiàn)的迄今為止磁性能*強(qiáng)的永磁材料。其主要化學(xué)成分為Nd（釹）、Fe（鐵）、B（硼），其主相晶胞在晶體學(xué)上為四方結(jié)構(gòu)，分子式為Nd2Fe14B（簡(jiǎn)稱(chēng)2:14:1相）。除主相Nd2Fe14B外，Nd-Fe-B永磁體中還含有少量的富Nd相、富B相等其它相。其中主相和富Nd相是決定Nd-Fe-B磁體永磁特性的*重要的二個(gè)相。今天，Nd-Fe-B永磁體已廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、醫(yī)療器械、通訊器件、電子器件、磁力機(jī)械等領(lǐng)域。
Nd-Fe-B磁體分為燒結(jié)和粘結(jié)二大類(lèi)。通常的Nd-Fe-B燒結(jié)磁體是用粉末冶金方法制造的各向異性致密磁體；而通常的Nd-Fe-B粘結(jié)磁體是用激冷的方法獲得微晶粉末，每個(gè)粉末內(nèi)含有多個(gè)Nd-Fe-B微晶晶粒，再用聚合物或其它粘結(jié)劑將粉末粘結(jié)成大塊磁體，因而通常的Nd-Fe-B粘結(jié)磁體是非致密的各向同性磁體。因此，通常的Nd-Fe-B燒結(jié)磁體的磁性能遠(yuǎn)高于Nd-Fe-B粘結(jié)磁體，但Nd-Fe-B粘結(jié)磁體有著許多Nd-Fe-B燒結(jié)磁體不可替代的優(yōu)點(diǎn)：可以用壓結(jié)、注射等成型方法制作尺寸小、形狀復(fù)雜、幾何精度高的永磁體，并容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)；另外，Nd-Fe-B粘結(jié)磁體還便于任意方向充磁，能方便制作多極乃至無(wú)數(shù)極的整體磁體，而這對(duì)于Nd-Fe-B燒結(jié)磁體來(lái)說(shuō)通常很難實(shí)現(xiàn)；由于Nd-Fe-B粘結(jié)磁體中主相Nd2Fe14B呈微晶狀態(tài)，因此它還具有比燒結(jié)磁體耐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)。
12、什么叫Nd2Fe14B主相？
主相Nd2Fe14B是 Nd-Fe-B永磁體中**的具有單軸各向異性的硬磁性相，其體積分?jǐn)?shù)占磁體中各相的90%以上，因而稱(chēng)為主相。其晶體結(jié)構(gòu)如圖3所示：晶格常數(shù)a＝0.882nm，c＝1.224nm，c軸為易磁化軸，每個(gè)單胞含有4個(gè)分子式的68個(gè)原子。Nd2Fe14B相的內(nèi)稟磁性是：居里溫度Tc=585K，室溫各向異性常數(shù)K1＝4.2MJ/m3，K2＝0.7MJ/m3，各向異性場(chǎng)Ha＝7.3T，室溫飽和磁極化強(qiáng)度Js＝1.61T。Nd2Fe14B的基本磁疇結(jié)構(gòu)參數(shù)為：疇壁能密度d=30MJ/m2，疇壁厚度d=5.2nm，單疇粒子臨界尺寸Dc=0.26?m。 若磁體的成分中添加了合金元素，主相的晶體結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生變化，但其內(nèi)稟磁性會(huì)發(fā)生一定的改變，添加合金元素的目的是為了改善磁體的內(nèi)稟矯頑力或其它特性。值得注意的是：在磁體中添加任何合金元素都會(huì)降低主相Nd2Fe14B的飽和磁極化強(qiáng)度Js。
13、什么叫富Nd相，它有何意義？
除主相Nd2Fe14B外，Nd-Fe-B磁體中的另一重要的相就是富Nd相。富Nd相的成分和結(jié)構(gòu)都非常復(fù)雜：Nd含量可以從55%到95%以上，其晶體結(jié)構(gòu)可以是fcc(面心立方)、dhcp(雙六方)或非晶態(tài)。其結(jié)構(gòu)和成分隨磁體合金的成分、工藝而變化。例如，鑄錠中的富Nd相的成分、結(jié)構(gòu)與燒結(jié)態(tài)磁體是不同的；而燒結(jié)態(tài)磁體中的富Nd相的成分、結(jié)構(gòu)與回火態(tài)磁體又不相同。富Nd相的存在是大塊Nd-Fe-B磁體具有高矯頑力的重要原因，永磁材料工作者的重要任務(wù)之一就是認(rèn)識(shí)、了解和控制富Nd相。
由13Q可知，若磁體中只存在主相Nd2Fe14B，則磁體在磁化或反磁化過(guò)程中，內(nèi)部的疇壁很容易移動(dòng)，在宏觀上表現(xiàn)為磁體很容易被磁化或反磁化，Nd-Fe-B磁體的矯頑力就很低；若主相Nd2Fe14B晶粒周?chē)环谴判缘母籒d相包圍，則磁體在磁化或反磁化過(guò)程中，磁體內(nèi)部疇壁的移動(dòng)便只限于一個(gè)晶粒內(nèi)進(jìn)行，在宏觀上表現(xiàn)為磁體較難被磁化或反磁化，Nd-Fe-B磁體的矯頑力就較高。
Nd-Fe-B磁體中的氧主要富集在富Nd相內(nèi)，起著破壞富Nd相對(duì)主相Nd2Fe14B晶粒的隔離作用，因此氧對(duì)Nd-Fe-B磁體的矯頑力的影響很大。此外，氧對(duì)富Nd相在燒結(jié)后冷卻時(shí)的共晶行為以及富Nd相與主相之間的邊界特征產(chǎn)生重要影響。
14、Nd-Fe-B燒結(jié)磁體的制作工藝是什么樣的流程？
在中國(guó)，通常的Nd-Fe-B燒結(jié)磁體制作工藝流程是：
熔煉合金----制粉----取向壓型-----燒結(jié)-----回火-----磁性能檢測(cè)-----毛坯精整-----切割-----精磨-----半成品檢驗(yàn)-----電鍍-----成品檢驗(yàn)-----包裝入庫(kù)。
15、燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的機(jī)械性能有何特點(diǎn)？
燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的基本機(jī)械性能如下：
抗彎強(qiáng)度
N/mm2 | 抗壓強(qiáng)度
N/mm2 | 楊氏模量
kN/mm2 | 延伸率
% | 硬度
HV |
250-345 | 1100 | 150-160 | ~0 | 600-620 |
可見(jiàn)，燒結(jié)Nd-Fe-B磁體是一種典型的脆性材料。在磁體的加工、組裝、使用過(guò)程中，需注意防止磁體承受劇烈的沖擊、碰撞、和過(guò)大的張應(yīng)力，以免磁體開(kāi)裂或崩邊掉角。值得注意的是，由于充磁狀態(tài)的燒結(jié)Nd-Fe-B磁體磁力很強(qiáng)，在操作磁化狀態(tài)的磁體時(shí)，還需特別注意人身**。對(duì)于尺寸較大的磁化狀態(tài)磁體的組裝，必須事先配備好相應(yīng)的組裝工具，防止因磁體的強(qiáng)吸合力扎傷手指。
16、Q：燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的深加工工藝有何特點(diǎn)？
燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的深加工工藝流程是：
磁體毛坯----外輪廓精整----切割----精磨----倒角----電鍍----檢驗(yàn)、測(cè)試----成品
磁體的外輪廓精整一般用無(wú)心磨床（圓柱形磁體）或平面磨床（方形磁體）完成，使毛坯磁體具有規(guī)整的外輪廓度并達(dá)到規(guī)定的幾何尺寸；
切割工序是用金剛石內(nèi)圓切片機(jī)或線切割機(jī)，將精整后的毛坯磁體切割成接近成品的形狀和尺寸；
精磨工序是將切割好的磁體用平面磨床、雙面磨床或其它磨床將磁體的尺寸、形位公差加工到成品所規(guī)定的要求；
倒角是電鍍前的預(yù)處理工序，為減緩在電鍍過(guò)程中磁體棱邊因電流密度相對(duì)集中而造成的鍍層厚度不均勻。由于通常的燒結(jié)Nd-Fe-B成品磁體尺寸小、形狀不一，因此采用自由滾磨光整工藝*為適合該產(chǎn)品的大批量倒角加工。自由滾磨光整技術(shù)有：振動(dòng)式滾磨光整、渦流式滾磨光整、離心式滾磨光整、主軸式滾磨光整等多種方法。其中，振動(dòng)式滾磨光整生產(chǎn)效率高、倒角速度快，已廣泛為燒結(jié)Nd-Fe-B磁體深加工廠家所采用；
電鍍是為了在磁體表面形成對(duì)磁體的保護(hù)層，通常采用自由滾鍍工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于尺寸較大的磁體，則采用掛鍍工藝。燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的鍍層視磁體的使用環(huán)境和外觀要求分鍍Ni、鍍Zn、磷化、電泳、合金鍍、復(fù)合鍍等。
燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的表面保護(hù)層除電鍍外，還有物**相沉積(PVD)法，物**相沉積又分蒸發(fā)鍍、濺射鍍、離子鍍?nèi)?lèi)，可形成Al、Zn、Cr等鍍層；化學(xué)氣相沉積(CVD)則可形成Ti、Cr等的氮化物、碳化物鍍層。此外，燒結(jié)Nd-Fe-B磁體還可以用表面化學(xué)鈍化、化學(xué)鍍、熱浸漬、熱噴涂等方法獲得各種不同的表面保護(hù)層。
檢驗(yàn)、測(cè)試工序是對(duì)磁體成品的尺寸和形位公差、外觀狀態(tài)、鍍層耐蝕性、磁性能等產(chǎn)品規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。
17、Q：燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的電鍍工藝有何特點(diǎn)？
燒結(jié)Nd-Fe-B磁體電鍍的基本工藝大致可分為如下三個(gè)階段：
1. 鍍前表面處理
磁體鍍前要進(jìn)行除油、清洗、浸蝕（活化）、再清洗等表面處理，電鍍前磁體的表面要做到無(wú)油污、無(wú)氧化皮及銹蝕物等，鍍前磁體的表面狀況直接影響產(chǎn)品的鍍層質(zhì)量。
2. 電鍍
經(jīng)表面處理后的磁體進(jìn)行電鍍時(shí)，鍍層質(zhì)量的好壞主要取決于鍍液配方和操作條件等因素。因此，在電鍍操作過(guò)程中必須嚴(yán)格遵守工藝規(guī)范，控制好鍍液成分、添加劑配比、工作溫度、電流密度等參數(shù)，并根據(jù)鍍層厚度要求和沉積速度，控制好電鍍時(shí)間。
3. 鍍后處理
鍍后處理也是電鍍中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。例如，磁體在電鍍后一般要進(jìn)行中和處理和清洗，有時(shí)還要進(jìn)行光澤處理（出光）、鈍化、有機(jī)物涂覆等處理以滿(mǎn)足產(chǎn)品的特殊要求。
18、什么叫磁力線，它有何特點(diǎn)？
人們將磁力線定義為處處與磁感應(yīng)強(qiáng)度相切的線，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與磁力線方向相同，其大小與磁力線的密度成正比。了解磁力線的基本特點(diǎn)是掌握和分析磁路的的基礎(chǔ)。
理論和實(shí)踐均表明，磁力線具有下述基本特點(diǎn)：
1. 磁力線總是從N極出發(fā)，進(jìn)入與其*鄰近的S極，并形成閉合回路。這一現(xiàn)象在電磁學(xué)中稱(chēng)為磁通連續(xù)性定理，由Maxwell方程描述為：
V.B=0 (4-1)
上式又稱(chēng)為磁場(chǎng)的高斯定律，表示任意磁場(chǎng)的散度為0，即通過(guò)任意閉合曲面的凈磁通總是0，磁力線總是閉合的。
2. 同電流類(lèi)似，磁力線總是走磁阻*?。ù艑?dǎo)率*大）的路徑，因此磁力線通常呈直線或曲線，不存在呈直角拐彎的磁力線。
3. 任意二條同向磁力線之間相互排斥，因此不存在相交的磁力線。
4. 當(dāng)鐵磁材料未飽和時(shí)，磁力線總是垂直于鐵磁材料的極性面。當(dāng)鐵磁材料飽和時(shí)，磁力線在該鐵磁材料中的行為與在非鐵磁性介質(zhì)（如空氣、鋁、銅等）中一樣。
由于磁力線具有這樣的基本特性，因此介質(zhì)的磁化狀態(tài)取決于介質(zhì)的磁學(xué)特性和幾何形狀。顯而易見(jiàn)，在通常情況下，介質(zhì)都處于非均勻磁化狀態(tài)，也就是說(shuō)通常介質(zhì)內(nèi)部的磁力線都成曲線狀態(tài)且分布不均勻；另外，由于在自然界雖存在電的絕緣體，但不存在磁的絕緣體，使得通常的磁路都存在漏磁。介質(zhì)處于非均勻磁化狀態(tài)和磁路都存在漏磁這二個(gè)特征，就決定了磁路的準(zhǔn)確計(jì)算非常復(fù)雜。
19、什么叫磁路，什么叫磁路的開(kāi)路、閉路狀態(tài)？
磁路是指由一個(gè)或多個(gè)永磁體、載流導(dǎo)線、軟鐵按一定形狀和尺寸組合，以形成具有特定工作氣隙磁場(chǎng)的構(gòu)件。軟鐵可以是純鐵、低碳鋼、Ni-Fe合金、Ni-Co合金等具有高磁導(dǎo)率的材料。軟鐵又稱(chēng)為軛鐵，它在磁路中起著控制磁通流向、增加局部磁感應(yīng)強(qiáng)度、防止或減少漏磁、以及提高整個(gè)構(gòu)件的機(jī)械強(qiáng)度的作用。
通常將沒(méi)有軟鐵時(shí)單個(gè)磁體所處的磁狀態(tài)稱(chēng)為開(kāi)路狀態(tài)；當(dāng)磁體處在由與軟鐵一起構(gòu)成的磁通回路中時(shí)，稱(chēng)此磁體處于閉路狀態(tài)。
20、什么叫安培定律？
在麥克斯韋(Maxwell)方程組中，磁場(chǎng)強(qiáng)度H與電流密度J的關(guān)系為：
V*H=J (4 - 2)
其積分形式為：∮H×cosα×dl =ΣI （4-3）
它表示，磁場(chǎng)H沿任意回路的線積分等于以該回路為邊界的任意曲面內(nèi)的電流強(qiáng)度，這就是有名的安培環(huán)路定律。安培環(huán)路定律和磁通連續(xù)性定理是求解一切磁路問(wèn)題的二個(gè)基本關(guān)系式。
從人類(lèi)發(fā)現(xiàn)天然磁石能吸引鐵、并可作成指南針用于航海，到1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電和磁之間的關(guān)系，期間經(jīng)過(guò)了2000多年的漫長(zhǎng)歷史。1825年前后，安培和歐姆分別提出了他們劃時(shí)代的定律。同年，William Sturgeon制成了人類(lèi)歷史上**個(gè)電磁鐵。1830年，法拉第（MichaelFaraday）和亨利（JosephHenry）分別發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。1832年，William Sturgeon發(fā)明了轉(zhuǎn)動(dòng)式電磁發(fā)動(dòng)機(jī)。1856年，德國(guó)的西門(mén)子（Werner Siemens）發(fā)明了劃時(shí)代的電動(dòng)機(jī)。1873年，倫敦**科學(xué)院的麥克斯韋(J. C.Maxwell)用系統(tǒng)而**的數(shù)學(xué)形式表達(dá)了有關(guān)電和磁的全部定律----麥克斯韋方程組，至此，電磁學(xué)理論基本成熟。麥克斯韋方程組凝聚了從1820年到1860年間，許多值得人類(lèi)永遠(yuǎn)紀(jì)念的杰出科學(xué)家的貢獻(xiàn)。他們是：庫(kù)侖、安培、法拉第、高斯、韋伯、赫姆霍茲、亨利、焦耳、楞茨、泊松、麥克斯韋、洛侖茲、畢奧等。磁學(xué)知識(shí)問(wèn)答
