Lorsque le champ magnétique change dans l'ordre de Hm→Hc→O→-Hc→-Hm→-Hc→O→Hc→Hm, l'induction magnétique B correspondante change le long d'une courbe fermée, appelée boucle d'hystérésis (en bleu dans la figure ci-dessus) courbe de couleur).
courbe d'aimantation initiale
L'origine 0 sur la figure signifie que la substance magnétique dure est dans un état magnétiquement neutre avant l'aimantation, c'est-à-dire B=H=0. Lorsque le champ magnétique H augmente à partir de zéro, l'induction magnétique B augmente lentement, comme le montre le segment de droite Oa, suivi par B. Avec l'augmentation rapide de H, comme le montre ab, la croissance de B tend à ralentir, et lorsque H augmente jusqu'à Hm, B atteint la valeur de saturation Bm. Cette courbe rouge est appelée courbe d'aimantation initiale.
Hystérésis
Lorsque le champ magnétique diminue progressivement de Hs à zéro, l'intensité de l'induction magnétique B ne revient pas au point "0" le long de la courbe d'aimantation initiale, mais diminue le long d'une nouvelle courbe Sr. En comparant les segments de droite OS et Sr, on peut constater que H diminue B en conséquence Il diminue également, mais le changement de B est en retard par rapport au changement de H. Ce phénomène est appelé hystérésis. La caractéristique évidente de l'hystérésis est que lorsque H=0, B n'est pas nul, mais la rémanence Br est conservée.
Courbe de démagnétisation
Lorsque le champ magnétique s'inverse progressivement de O à -Hc, l'intensité de l'induction magnétique B disparaît, ce qui indique que pour éliminer la rémanence, il faut appliquer un champ magnétique inverse. Hc est appelée force coercitive et sa taille reflète la capacité du matériau magnétique à maintenir l'état de rémanence. La ligne violette est la courbe de démagnétisation.
courbe de base de l'aimantation
L'aimantation répétée d'un même matériau ferromagnétique avec différentes intensités de champ magnétique H permet d'obtenir plusieurs boucles d'hystérésis de tailles différentes, comme le montre la figure ci-dessous. En reliant les sommets des boucles d'hystérésis, la courbe obtenue est appelée courbe d'aimantation de base ou courbe d'aimantation moyenne. La courbe d'aimantation de base et la courbe d'aimantation initiale ne sont pas des lignes, mais il y a peu de différence entre les deux. La courbe d'aimantation utilisée dans le calcul du circuit magnétique à courant continu est la courbe d'aimantation de base.
Courbe intrinsèque
L'intensité de l'induction magnétique intrinsèque générée par le matériau magnétique permanent après avoir été magnétisé sous l'action d'un champ magnétique externe est appelée intensité de l'induction magnétique intrinsèque Bi, également connue sous le nom de polarisation magnétique J. La courbe décrivant la relation entre l'intensité de l'induction magnétique intrinsèque Bi (J) et l'intensité du champ magnétique H est la courbe qui F reflète les propriétés magnétiques intrinsèques du matériau magnétique permanent, appelée courbe de désaimantation intrinsèque, ou courbe intrinsèque en abrégé.
Lorsque l'intensité de l'induction magnétique B sur la courbe de désaimantation intrinsèque est égale à 0, l'intensité du champ magnétique correspondant est appelée force coercitive intrinsèque Hcj. La valeur de la force coercitive intrinsèque reflète la capacité d'anti-démagnétisation du matériau de l'aimant permanent.
La quadrature ou l'équerrage de la courbe de désaimantation intrinsèque dont on entend souvent parler se réfère au rapport entre Hk et Hcj dans la courbe intrinsèque. Plus ce rapport est élevé, plus la ligne orange du graphique est courte, plus les propriétés magnétiques sont stables. Hk est la valeur de l'intensité du champ magnétique de désaimantation correspondant à Bi=0,9Br sur la courbe de désaimantation intrinsèque, et c'est l'un des paramètres qui doit être mesuré pour les matériaux à aimant permanent.
En règle générale, les fabricants de matériaux à aimants permanents fournissent les courbes de démagnétisation de diverses marques de produits à différentes températures de fonctionnement, comme le montre la figure ci-dessous. Cela semble compliqué, mais l'essentiel est de placer plusieurs courbes de démagnétisation et courbes intrinsèques sur un même graphique.
Principaux paramètres des aimants permanents
La forme et les caractéristiques de la courbe d'hystérésis des matériaux à aimants permanents peuvent être exprimées par plusieurs paramètres. Dans les applications pratiques, les matériaux magnétiques peuvent être classés en fonction des différences dans le nombre de ces paramètres et leurs utilisations peuvent être déterminées. Ces paramètres sont également les principaux paramètres de la conception des circuits magnétiques. en accord avec.
1. Champ magnétique de saturation Hm
Pendant le processus de magnétisation des matériaux magnétiques, l'intensité du champ magnétique dont l'intensité d'induction B atteint la valeur de saturation Bm est appelée intensité du champ magnétique de saturation Hm. Le matériau magnétique doit être entièrement magnétisé pendant l'aimantation, c'est-à-dire que l'intensité du champ magnétique d'aimantation H doit atteindre la valeur Hm, afin d'obtenir la courbe de désaimantation la plus élevée possible. Une telle courbe de désaimantation est la plus stable et peut montrer les propriétés magnétiques optimales du matériau. Si l'intensité du champ magnétique de magnétisation H est inférieure à la valeur de Hm, il y aura des courbes d'hystérésis de formes différentes, la courbe de démagnétisation sera instable et les performances magnétiques de l'aimant seront faibles.
On constate que la valeur Hm du matériau magnétique utilisé doit être connue dès le processus de production du matériau magnétique, et que le champ magnétique doit atteindre ou même dépasser cette valeur pendant le processus de magnétisation.
2. Induction magnétique résiduelle Br
Le point d'intersection de la courbe d'hystérésis et de l'axe des ordonnées, c'est-à-dire la valeur B du point de départ de la courbe de démagnétisation, est appelé intensité de l'induction magnétique résiduelle, ou magnétisme résiduel, et est représenté par Br. Il s'agit de la valeur de l'induction magnétique dans l'aimant après que le matériau magnétique a été retiré du champ magnétique externe.
3. Force coercitive de l'induction magnétique Hc
Sous l'action d'un champ magnétique négatif, l'induction magnétique B dans l'aimant diminue avec l'augmentation du champ magnétique de démagnétisation. L'intensité du champ magnétique de démagnétisation nécessaire pour que l'intensité de l'induction magnétique B dans l'aimant atteigne zéro est appelée force coercitive de l'induction magnétique, ou force coercitive tout court, exprimée par Hc ou Hcb.
4. Perméabilité magnétique
La pente d'un point quelconque de la courbe d'aimantation initiale et de la courbe d'hystérésis, c'est-à-dire le rapport des incréments de B et H en un point quelconque, est appelée perméabilité magnétique et varie en fonction du point de fonctionnement. La perméabilité magnétique des matériaux magnétiques doux est importante, tandis que la perméabilité magnétique des matériaux magnétiques permanents/matériaux magnétiques durs est faible.
D'une manière générale, plus le rapport entre l'induction magnétique résiduelle Br et la force coercitive Hc est faible, plus la perméabilité magnétique est faible. Pour les aimants permanents, les gens s'intéressent généralement aux trois quantités que sont la perméabilité initiale, la perméabilité maximale et la perméabilité réversible, qui seront expliquées en détail dans un proche avenir.
On peut dire que la courbe d'aimantation et la boucle d'hystérésis constituent la base principale de la classification et de la sélection des matériaux magnétiques. La figure suivante montre plusieurs boucles d'hystérésis typiques.
Le produit de l'énergie magnétique à une certaine position au milieu de la courbe de démagnétisation atteint la valeur maximale, qui devient le produit de l'énergie magnétique maximale (BH) max. Pour le matériau à aimant permanent dont la courbe de démagnétisation est une ligne droite, le produit d'énergie magnétique est le plus élevé à (Br/2, Hc/2).
Le champ d'application des aimants est extrêmement vaste : capteurs de signaux sur les distributeurs automobiles, capteurs de vitesse dans les systèmes ABS, compteurs de vitesse et compteurs kilométriques automobiles, détecteurs de quantité physique de liquide, détection de courant et diagnostic de l'état de fonctionnement de diverses charges électriques, capteur de vitesse du moteur et d'angle du vilebrequin, divers interrupteurs, etc.
Depuis l'avènement des matériaux magnétiques permanents NdFeB, ceux-ci ont attiré beaucoup d'attention en raison de leurs propriétés magnétiques supérieures. promouvoir.
Le magnétisme fort du NdFeB, comme son nom l'indique, est un matériau magnétique composé de néodyme, un métal de terre rare, de fer pur et de bore utilisant la technologie de la métallurgie des poudres. Afin d'améliorer encore les propriétés magnétiques du NdFeB, il peut être basé sur le système ternaire Nd-Fe-B. D'autres éléments peuvent être ajoutés, mais l'influence de l'ajout d'éléments sur les performances de l'aimant peut être bidirectionnelle, et l'ajout d'éléments doit être déterminé en fonction des exigences spécifiques des performances du matériau magnétique dans l'application de ce qu'est un aimant ndfeb à fort magnétisme.
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