相變是材料科學(xué)的一個重要組成部分，相圖是了解相關(guān)系、組織結(jié)構(gòu)變化、材料的成分的基礎(chǔ)，是改進(jìn)材料的性能、制作材料和制造工藝的重要依據(jù)。

17種稀土元素（除Pm外）與周期表中（除超鈾族元素，惰性氣體和其他極稀有的元素外）60個左右其他元素間的二元相圖共有1000多個。已實(shí)驗測定的二元相圖已近600多個。

強(qiáng)磁性的微觀來源是由于磁矩間具有強(qiáng)的相互作用，使原子磁矩有序的排列起來。強(qiáng)磁物質(zhì)的主要宏觀特點(diǎn)是，在未受外加磁場作用的原始狀態(tài)下都不表現(xiàn)強(qiáng)磁性。以鐵磁物質(zhì)為例，因為鐵磁物質(zhì)中的原子磁矩受到物質(zhì)內(nèi)部強(qiáng)的互相作用而排列起來，稱為自發(fā)磁化，可顯示強(qiáng)的磁性。在退磁狀態(tài)或中性狀態(tài)下，由于要保持鐵磁物質(zhì)內(nèi)部的總自由能為最低的穩(wěn)定狀態(tài)，鐵磁物質(zhì)中的原子磁矩不能全部在同一方向平行排列起來，形成許多微小的永久磁體。這些微小的永久磁體為了使總自由能最低而又互相混亂無規(guī)的排列，使小永磁體的磁性相互抵消而在這物質(zhì)外面不顯示出宏觀強(qiáng)磁性。這些原子磁矩平行排列類似小永磁體的小區(qū)域，即為磁疇，由于鐵磁物質(zhì)的自發(fā)磁化和形成磁疇，使鐵磁物質(zhì)在未受磁場作用時和退磁狀態(tài)下不顯示強(qiáng)的磁性，但是只要施加外磁場便可使鐵磁物質(zhì)內(nèi)部的磁疇改變排列而顯露出強(qiáng)的磁性。

在單相的多疇的永磁材料中，一旦形成一個臨界大小的反磁化疇核，就會迅速地長大，實(shí)現(xiàn)反磁化，形成一個臨界大小的反磁化疇核所需要的的反磁化場就是材料的矯頑力。

反磁化疇核長大的能量條件如下：

2HMsuodV-γwds-dEd≥2HoMsuodV

由此式可以求得形成一個臨界大小的反磁化疇核所需要的磁場

Hs=Ho+5π/8uoMs×Υw/d

Hs是形核場（或稱為發(fā)動場）也就是矯頑力

當(dāng)反磁化核長大時，設(shè)其疇壁面積增加dS，則疇壁能增加Sdyw,由于反磁化疇核的磁矩與周圍環(huán)境的磁矩方向相反，反磁化核的表面存在自由磁荷，即存在退磁場。當(dāng)反磁化疇核長大時，退磁場能增加dEd。反磁化疇核的長大是疇壁的位移過程，它要克服疇壁位移阻力而做功。疇壁位移克服最大阻力所作的功為2HoMsuodV，其中Ho為臨界磁場。它是反磁化疇核發(fā)生不可逆長大（疇壁不可逆壁移）時所需要的磁場。該磁場可認(rèn)為是釘扎場。

即Ho=H′pdV為反磁化疇核長大時體積的增量。反磁化疇核的長大，是在反磁化場的作用下進(jìn)行的，其靜磁場能的變化為2HMsuodV。

20世紀(jì)40年代Kondorsky等人的：得到最大矯頑力的條件，這個理論得到了發(fā)展，1943年他以碳鋼中的碳化物為例，加入秋裝碳化物按簡單立方點(diǎn)陣分布，對于剛性180°疇壁位移的矯頑力為

當(dāng) R＜δ時，Hcj=K?/2uoMs×R/δ×β?

當(dāng) R＞δ時，Hcj=K?/2uoMs×δ/R×β?

上式公式中符號：

Ms——材料的自發(fā)磁化強(qiáng)度

Β——摻雜物的體積分?jǐn)?shù)

R——摻雜物的半徑

δ——疇壁的厚度

K?——磁晶各向異性常數(shù)

當(dāng)摻雜物R與疇壁厚度δ相當(dāng)時，有最大的矯頑力

從上式看出：非鐵磁性摻雜也能阻礙疇壁的運(yùn)動，表面矯頑力理論又向前發(fā)展一步?？駪?zhàn)了矯頑力的應(yīng)力理論，發(fā)展到矯頑力的摻雜理論。

20世紀(jì)30年代初期，Kersten和Kondorsky先后獨(dú)立的提出材料內(nèi)部周期性分布的內(nèi)應(yīng)力對180°疇壁位移的矯頑力公式

當(dāng)L＜＜δ時 ??Hcj=πλsσ/μoMs×L/δ

當(dāng)L＞＞δ時 ??Hcj=πλsσ/μoMs×δ/L

式中，λ為磁致伸縮系數(shù)；σ為材料的內(nèi)應(yīng)力；L為應(yīng)力波的波長；δ為疇壁厚度。當(dāng)應(yīng)力波長L與疇壁厚度δ相當(dāng)時，有最大的矯頑力。

場的一種，它的特征是對運(yùn)動著的帶電粒子具有作用力。

? ? 若干永磁材料的典型磁性列于下圖表，從表中看出：

（1）稀土永磁材料、金屬永磁材料、鐵氧體永磁材料和Fe-Co-N、Pt-Co永磁材料，最大磁能積最高的是Nd-Fe-B系永磁材料。

（2）矯頑力、內(nèi)稟矯頑力最高的是釹鐵硼系永磁材料。

（3）居里溫度最高的是釤鈷2:17系永磁材料。

1、矯頑力高

2、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度高

3、最大磁能積高

4、高的穩(wěn)定性。即對外加干擾磁場和溫度、振動等非磁性環(huán)境因素變化的穩(wěn)定性

當(dāng)前，按成分和磁性能特點(diǎn)分為：稀土永磁材料、金屬永磁材料、鐵氧體永磁材料和其他永磁材料。

從圖表中還看出：稀土元素的最外兩層的電子組態(tài)基本相似，在化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)出典型的金屬性質(zhì)，容易失去三個電子，呈正三價。稀土元素比其他金屬元素活潑，其中的鑭最活潑，其活性由鑭到镥遞減，與酸作用反應(yīng)最激烈，不與堿起反應(yīng)，稀土金屬與水作用可以放出氫氣。

矯頑力和內(nèi)稟矯頑力的由來

因需求的不同，磁鐵分為很多等級；當(dāng)磁鐵毛坯生產(chǎn)出來后，生產(chǎn)廠家都會通過BH檢測儀器，得出曲線圖和四種檢測數(shù)據(jù)。請通過BH曲線圖了解。

而判斷磁鐵的等級就是由剩磁BR、最大磁能積(BH)max、矯頑力Hcb、內(nèi)稟矯頑力Hcj的四種數(shù)據(jù)而定。

矯頑力詳解

矯頑力（coercivity）也稱為矯頑性或保磁力，是磁性材料的特性之一，是指在磁性材料已經(jīng)磁化到磁飽和后，要使其磁化強(qiáng)度減到零所需要的磁場強(qiáng)度。矯頑力代表磁性材料抵抗退磁的能力，會用Hcb的符號表示，單位為A/m（國際標(biāo)準(zhǔn)制）或Oe（高斯單位制）。矯頑力可以用磁強(qiáng)計或是B-H分析儀量測。

通俗來講，一個磁鐵通過充磁機(jī)，磁化后達(dá)到飽和狀態(tài)后；假如要使磁鐵的磁力退化到0的所需要那個力，叫做矯頑力。

比如說：N35 D10*10 的磁力是5000高斯，要讓5000高斯退化到0高斯的那個力，叫做矯頑力。

實(shí)例

大家都知道磁鐵是通過充磁機(jī)磁化，他是電流通過線圈，產(chǎn)生的磁場來對磁鐵進(jìn)行磁化。它的磁路是設(shè)定好的，通常磁化后厚度的上方為S極，下方為N極。但是如果你把磁化好了的N極放置在上方，那么就會出現(xiàn)弱磁的現(xiàn)象。

這種反向磁場的力就是矯頑力。

矯頑力越好的磁性材料，越不會出現(xiàn)弱磁的現(xiàn)象。

矯頑力越差的磁性材料，越會出現(xiàn)弱磁的現(xiàn)象。這種材料通過反向充磁有可能被改變磁路，N極會變成S極。

內(nèi)稟矯頑力詳解

使磁體內(nèi)部微觀磁偶極矩矢量和降為0時施加的反向磁場強(qiáng)度，稱為內(nèi)稟矯頑力（Hcj）。

大家可以這樣理解：內(nèi)稟指的是磁鐵內(nèi)部，內(nèi)稟矯頑力就是磁鐵內(nèi)部的矯頑力。

內(nèi)稟矯頑力和矯頑力的區(qū)別

當(dāng)反向磁場H=Hcb時，雖然對外磁感應(yīng)強(qiáng)度表現(xiàn)為零，但此時磁體本身的剩余磁化強(qiáng)度（Br）并不為零,只是所加的反向磁場與Br的作用相互抵消。而當(dāng)反向磁場H=Hcj時，磁體的剩余磁化強(qiáng)度降為0。

內(nèi)稟矯頑力的特點(diǎn)

內(nèi)稟矯頑力的大小與稀土永磁體的溫度穩(wěn)定性密切相關(guān)，內(nèi)稟矯頑力越高，溫度穩(wěn)定性越好。

其表現(xiàn)為：N檔（80℃）的內(nèi)稟矯頑力為大于或等于12KOe

M檔（100℃）的內(nèi)稟矯頑力為大于或等于14KOe

H檔（120℃）的內(nèi)稟矯頑力為大于或等于17KOe

參閱：釹鐵硼牌號表

鐵氧體永磁材料在所有磁鐵類型中，性價比是最高的，用量也是最大的。它因磁化方向的不同可分：同性鐵氧體和異性鐵氧體。

同性鐵氧體和異性鐵氧體磁化方向的區(qū)別

它們區(qū)別在于：各向同性和各向異性。

關(guān)于各向同性和各向異性的名詞解釋，可查看：磁鐵術(shù)語

各向同性的鐵氧體永磁是指成型壓制時沒有線圈做磁化取向，磁化方向是不定的。也就是說當(dāng)你產(chǎn)品燒結(jié)好后，充磁時，你可以各個方向磁化，傾斜著，那他的磁化方向就是斜。

而各向異性的鐵氧體磁鐵是指成型壓制時是線圈做磁化取向的，也就是說異性產(chǎn)品在成型好后磁化方向是固定了，當(dāng)你產(chǎn)品燒結(jié)好后充磁，你再怎么傾斜各個角度充磁，但是他的磁化方向是不變的。

同性鐵氧體和異性鐵氧體磁性和價格的區(qū)別

異性鐵氧體磁鐵最大的優(yōu)勢就是性能相對同性產(chǎn)品要好的多，磁性要強(qiáng)。從生產(chǎn)工藝上就可以看出來，因為異性產(chǎn)品需要更多的生產(chǎn)環(huán)節(jié)來保證他在成型的時候磁化取向最大程度的一致。所以異性產(chǎn)品相對來說價格高，同性的產(chǎn)品價格低。實(shí)際應(yīng)用中各有所需，所以也就沒有可比性了。

了解了這些，就可以明白了，同性鐵氧體一般性能相對低，對應(yīng)的牌號就小了。我們買材料的材料有Y30,Y30BH，Y35的牌號，如果你用同性工藝做，可能用Y30的料只能做出Y25的產(chǎn)品，而你用Y30的料，用異性的工藝可以做出Y30BH,及Y35的性能。如果你從成品來說牌號的話，現(xiàn)在用的最多的牌號是Y30BH，C8,這個性價格最高了。不過各向同性的工藝很難做出來這種性能，除非你用更好的材料來做。

各向同性鐵氧體與各向異性鐵氧體主要是用途不同。我們應(yīng)該根據(jù)需求來選擇相應(yīng)的鐵氧體永磁材料。

更多的鐵氧體介紹可以查看：鐵氧體永磁

各向異性-具有“優(yōu)先”磁化方向的材料。 這些材料通常在制造時已經(jīng)具備磁化方向，不會受到其他強(qiáng)磁場而改變磁化方向。 釹鐵硼和釤鈷磁鐵是各向異性的。磁各向異性是指物質(zhì)的磁性隨方向而變的現(xiàn)象。主要表現(xiàn)為弱磁體的磁化率及鐵磁體的磁化曲線隨磁化方向而變。

BH?最大值?（最大磁能積）?-磁場強(qiáng)度的磁性材料的最大磁能積的點(diǎn)。?完全飽和的磁性材料中兆高奧斯特，兆高斯奧斯特測得的磁場強(qiáng)度。

磁感矯頑力（Hcb)-永磁體磁性飽后，永磁體的B（磁感應(yīng)強(qiáng)度）降低至零所需要的反向磁場強(qiáng)度稱為磁感矯頑力。 居里溫度-是指材料可以在鐵磁體和順磁體之間改變的溫度。

最高工作溫度Tw?℃?–?其中一款磁鐵達(dá)到這個溫度將失去磁力。

退磁曲線-磁滯回線的第二象限中，通常描述的磁特性在實(shí)際使用中的行為。?也被稱為BH曲線。 退磁曲線方形圖是永磁體的一個重要的磁特性指標(biāo)。當(dāng)磁體處在動態(tài)工作條件下時，外部反向磁場H或磁體內(nèi)部的退磁場Hd呈周期性變化，對于Nd-Fe-B燒結(jié)磁體，B退磁曲線越接近直線，磁體在動態(tài)工作條件下的穩(wěn)定性就越好。

尺寸-磁體包括任何鍍層或涂層的物理尺寸。

尺寸公差-給一個產(chǎn)品確定在可允許的尺寸范圍內(nèi)生產(chǎn)。?公差的目的是指定磁鐵制造允許的缺陷余地。

高斯-磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位。釹鐵硼磁鐵的磁力表現(xiàn)方式。

內(nèi)稟矯頑力（Hcj）-使磁體的剩余磁化強(qiáng)度Mr降為零所需施加的反向磁場強(qiáng)度。單位為奧斯特（Oe）或安/米（A/m）。內(nèi)稟矯頑力的大小與稀土永磁體的溫度穩(wěn)定性有密切關(guān)系，磁體矯頑力越高，溫度穩(wěn)定性越好。

各向同性材料-可以沿著任意軸或方向（無取向磁性的材料）被磁化的材料。?與各向異性磁鐵相反。

磁場強(qiáng)度-在歷史上最先由磁荷觀點(diǎn)引出。類比于電荷的庫侖定律，人們認(rèn)為存在正負(fù)兩種磁荷，并提出磁荷的庫侖定律。單位正點(diǎn)磁荷在磁場中所受的力被稱為磁場強(qiáng)度H。

磁通密度-磁感應(yīng)強(qiáng)度的一個別名，它表示垂直穿過單位面積的磁力線的多少。通常以高斯（CGS）來測量磁通線。

磁感應(yīng)強(qiáng)度B-描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量，是矢量，常用符號B表示，國際通用單位為特斯拉（符號為T）。磁感應(yīng)強(qiáng)度也被稱為磁通量密度或磁通密度。在物理學(xué)中磁場的強(qiáng)弱使用磁感應(yīng)強(qiáng)度來表示，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大表示磁應(yīng)感越強(qiáng)；磁感應(yīng)強(qiáng)度越小，表示磁感應(yīng)越弱。

材料等級-釹（釹鐵硼）磁鐵生產(chǎn)時制造的分級。?一般而言，較高檔次的材料磁力越強(qiáng)。同款磁鐵的情況下，N50材質(zhì)的磁鐵比N35材質(zhì)的磁鐵，磁力要超出不少。

最大磁能積（BH?最大?）?-磁場強(qiáng)度的磁性材料的最大磁能積的點(diǎn)。

磁化曲線-磁滯回線（B?/?H）的曲線的磁性材料的第一象限的部分。

北極-磁鐵的北極是一個吸引到地球的磁北極。通常用字母N表示。

南極-磁鐵的南極是一個吸引到地球的南極。通常由字母S表示。

奧斯特（OE）?-以CGS單位磁化力。

鐵磁材料-鐵、鋼、鎳、鈷等為鐵磁材料，沒有受外磁場的作用時，其分子電流所產(chǎn)生的合成磁矩在宏觀上等于零，因而不呈現(xiàn)磁性。

方向-用來描述材料的磁化方向。?取向方向?–?在其中各向異性磁體應(yīng)以實(shí)現(xiàn)最佳的磁特性進(jìn)行磁化的方向。

永磁-一個磁鐵，從磁場去除后保持它的磁性。?永久磁鐵是“永遠(yuǎn)保持磁力”。?釹鐵硼磁鐵是永久磁鐵。

磁極-永久磁鐵的一個特定位置上的特性。?區(qū)分北（N)，南極(s)。

順磁材料-即沒有被吸引到磁場（木材，塑料，鋁等）的材料。?具有透氣性略大于1的材料。

電鍍/涂層-大多數(shù)釹鐵硼永磁電鍍或涂以保護(hù)磁體材料免受腐蝕。 釹磁鐵主要由釹，鐵和硼三種材料組成。 如果沒有鍍層，磁體中的鐵會生銹。 大多數(shù)磁鐵是三重電鍍鎳 – 銅 – 鎳，但也有一些鍍金，銀，或黑鎳，而其他也有被涂覆環(huán)氧樹脂，塑料或橡膠的釹磁體。

特斯拉-國際單位的磁感應(yīng)強(qiáng)度（磁通密度）。?一個特斯拉等于10000高斯。

重量-單個磁體的重

相對磁導(dǎo)率-媒介磁導(dǎo)率相對于真空磁導(dǎo)率的比值，即μr?=?μ/μo。在CGS單位制中，μo=1。另外，空氣的相對磁導(dǎo)率在實(shí)際使用中往往值取為1，另外銅、鋁和不銹鋼材料的相對磁導(dǎo)率也近似為1。

磁導(dǎo)-磁通Φ與磁動勢F的比值，類似于電路中的電導(dǎo)。是反映材料導(dǎo)磁能力的一個物理量。

磁導(dǎo)系數(shù)Pc?–又為退磁系數(shù)，在退磁曲線上，磁感應(yīng)強(qiáng)度Bd與磁場強(qiáng)度Hd的比率，即Pc?=Bd/Hd，磁導(dǎo)系數(shù)可用來估計各種條件下的磁通值。對于孤立磁體Pc只與磁體的尺寸有關(guān)，退磁曲線和Pc線的交點(diǎn)就是磁體的工作點(diǎn)，Pc越大磁體工作點(diǎn)越高，越不容易被退磁。一般情況下對于一個孤立磁體取向長度相對越大Pc越大。因此Pc是永磁磁路設(shè)計中的一個重要的物理量。

磁能積(BH)-單位為焦/米3（J/m3）或高?奧（GOe）?1?MGOe≈7.?96k?J/m3?退磁曲線上任何一點(diǎn)的B和H的乘積既BH我們稱為磁能積,而B×H的最大值稱之為最大磁能積(BH)max。磁能積是恒量磁體所儲存能量大小的重要參數(shù)之一，(BH)max越大說明磁體蘊(yùn)含的磁能量越大。

剩磁（Br）–單位為特斯拉（T）和高斯（Gs）?1Gs?=0.0001T將一個磁體在閉路環(huán)境下被外磁場充磁到技術(shù)飽和后撤消外磁場，此時磁體表現(xiàn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度我們稱之為剩磁。它表示磁體所能提供的最大的磁通值。從退磁曲線上可見，它對應(yīng)于氣隙為零時的情況，故在實(shí)際磁路中磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度都小于剩磁。釹鐵硼是現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的Br最高的實(shí)用永磁材料。

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