永磁体的退磁

永磁体的退磁

退磁是指磁铁磁性的降低或完全丧失。永磁体的退磁是一个复杂的过程，受到多种因素的影响，包括温度、碰撞、外部磁场等。本文将详细介绍永磁体退磁的原因、影响因素以及预防措施，帮助读者更好地理解和应对这一现象。

退磁是指磁铁磁性的降低或完全丧失。

如何消磁永磁体

永磁体的工作原理是基于合金材料内微区域的排列；这些小区域称为磁畴，每个磁畴在较大的整体内充当着微观磁体的作用。
生产永磁体的一个步骤是磁化磁性材料：通常是 NdFeB、SmCo、AlNiCo 或铁氧体。在磁化过程中，通常指向不同方向的各个磁畴会沿着磁场方向排列。当几乎所有的磁畴都与外部磁场对齐时，磁性材料就会变成具有一定磁化方向。
当磁体被退磁时，其磁畴不再完全排列，磁畴排列被打乱时，磁体就被退磁了，可以用退磁曲线表现出来。

图片来源：Hsmagnets

永磁体退磁的影响因素

高温

退磁最常见的原因之一是温度升高。温度升高意味着原子运动增加，最终会破坏磁畴的排列。
磁铁有两个温度阈值：工作温度和居里温度。这是评估磁铁受热性能和抵抗力的重要参数。
工作温度|工作温度是磁铁能够长期承受的最高温度，不会导致磁性能暂时或永久丧失。
居里温度 | 居里温度是磁体永久失去所有磁化强度的温度。在这种情况下，结构损坏无法修复，无法重新磁化。当磁体的温度接近其居里点时，退磁会发生在不同程度上。退磁程度因特定磁体的材料和等级而异，并由该磁体的退磁曲线描述。
标准钕磁铁的工作温度为 80°C。特殊钕磁铁具有更高的耐高温性。磁铁等级后面的字母表示这一点。
温度类型 最高工作温度 居里温度
N 80°C 310°C
M 100°C 340°C
H 120°C 340°C
SH 150°C 340°C
UH 180°C 350°C
EH 200°C 350°C
注：M：中。H：高。SH：超高。UH：极高。EH：极高

如果热量达到略高于最高工作温度的值，磁铁会在保持高温的同时损失部分磁场强度。每超过工作阈值 1°C，钕磁铁的强度就会损失约 0.11%。这种损失可以通过冷却磁铁来恢复。最终的磁强度不受暴露时间和磁铁加热和冷却次数的影响。但要小心，因为反复快速的加热和冷却循环可能会导致磁铁断裂。
如果热量达到远高于最高工作温度的水平，磁体将永久变弱。冷却可能会恢复部分磁化强度，但会导致部分磁性永久丧失。
如果热量超过居里温度，磁体的结构将永久改变，磁化强度的损失将无法恢复。它无法重新磁化。需要注意的是，磁体的形状和大小以及磁化方向会显著改变其耐热性。

低温

除了高温，极低的温度实际上也会导致退磁。根据磁性材料的不同，退磁方式可能大不相同。铁氧体磁铁很容易损坏，而钕磁铁的行为则完全不同。
事实上，在-125°C的温度下，钕磁铁的磁力会稍微增强一些。随着温度的降低，磁力会逐渐减小。在-196°C时，例如当磁铁浸入液氮中时，仅保留约85-90％的磁化强度。当温度恢复到125°C以上时，磁力将完全恢复到其原始值。
当铁氧体磁铁暴露在低于 -40°C 的温度下时，可能会导致永久磁化丧失。
与标准磁铁不同的磁性产品更容易受到低温的影响。例如，磁带在-20°C的温度下就会损坏。

碰撞和体积损失

永磁体的磁性基本不受振动的影响。只要磁铁不断裂，其磁化强度就不会受到影响。磁力越强，其抗磁化强度损失的能力就越强。但是，永磁体通常非常脆，如果磁铁的一部分碎裂或断裂，这必然会导致磁化损失。
导致永磁体消磁的另一个因素是碰撞。例如，用锤子反复敲击磁铁会干扰其原子的运动，影响磁铁的南北极的排列，并导致其消磁。

外部磁场

长时间接触或靠近较强磁铁产生的磁场必然会削弱另一块磁铁的磁场。因此，应避免将不同方向的强磁铁放在一起，将永磁铁以相同方向堆叠在一起才是正确的存放方式。
我们知道，直流电可用于磁化铁磁材料，但如果将同一块磁铁置于交流电中，频率的变化会破坏先前获得的结构排列。如果将磁铁置于足以克服其矫顽力的交流电流中，磁铁就会慢慢减弱，最终将其磁场降至零。这就是商用消磁器的工作原理，通常用于对工具和硬盘进行消磁。

生锈的

大多数磁铁都含有铁，而钕铁硼磁铁的铁含量超过 60%，当暴露在潮湿和水中时，铁很容易生锈和氧化。因为氧化和生锈会改变磁性材料的化学结构，从而导致强度下降。这就是为什么钕磁铁通常需要防腐涂层来保护。
与钕铁硼磁铁不同，铁氧体磁铁由约 90% 的氧化铁组成，因此即使浸入水中也不会腐蚀。

退磁永磁体的二次磁化

如果还未达到居里温度，则根据退磁的原因和退磁的持续时间，可以通过将磁体重新引入足够强的外部磁场来恢复磁体的磁性。
恢复永磁体的一种方法是使用螺线管。当电流通过螺线管的金属线圈时，可能足以恢复磁体的磁场。
需要注意的是，第二次磁化的磁场必须高于第一次磁化的磁场，这样才能使已经退磁的磁体充电至饱和，恢复永磁体的磁性。

避免消磁的正确存储方法

为了防止磁场强度损失，磁铁需要存放在干燥且受保护的区域。
避免铁氧体磁铁的温度低于 -40°C，标准钕磁铁的温度高于 80°C。
请勿将它们暴露在强电流、磁场或强烈振动中。
如果需要将多块磁铁存放在一起，请将它们堆叠在一起，并避免将强磁铁靠近放置。
永磁体非常脆，因此强烈的冲击可能会使其结构碎裂或破裂，导致性能下降。
钕磁铁易受氧化和腐蚀，因此应避免暴露在水和湿气中。

图片来源：Stanfordmagnets & Supermagneticshop

消磁的积极一面

虽然退磁会对永磁体的性能产生影响，但为了更充分地理解退磁，有必要提及退磁在工业生产中的积极作用。
对于尺寸精度要求高的零件，加工基准面一定要清理干净，因为那是零件加工的基准面。比如一个零件的尺寸精度是0.025mm，如果这个零件带磁性，吸附了一块铁屑，这块铁屑很有可能大于0.025mm，这样这个零件就达不到尺寸精度的要求。
对于有些数显工具，由于工具的读数是采用电子感应输出，因此在制造过程中需要对相关部件进行消磁，否则磁性部件可能导致读数出现误差。

消磁方法

**交流退磁|**对于交流磁化的零件，应采用交流退磁，交流退磁方法及设备简单，操作比较容易掌握。退磁可采用通过法或衰减法进行。
传递方式：对于中小型工件的批量退磁，最好将工件放在配有轨道和拖板的退磁机上进行退磁。将工件放在距线圈30cm的拖板上。在线圈通电后，将工件沿轨道缓慢地穿过线圈并远离线圈。工件至少离开线圈1m后才断电。
衰减法：由于交流电的方向是不断变化着的，可用自动衰减退磁器将电流逐渐衰减至零进行退磁。
**直流退磁|**对于直流磁化的工件，直流退磁设备比交流复杂，需专用设备，但退磁效果比交流退磁好。可采用直流换向衰减、超低频电流自动退磁。
注意直流退磁一定要保证断电时电流换向，电流衰减次数尽量多，要求30次以上，每次衰减电流幅度尽量小，如果衰减幅度过大，达不到退磁目的。直流退磁后再用交流退磁，可获得最佳效果。

退磁器的类型

退磁机是消除机械加工产生的剩磁的一种设备，通过电磁线圈产生磁场，干扰工件的磁性，实现工件的退磁。主要有台式退磁机、便携式退磁机、框架式退磁机。
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威尔森氏症可以预防吗?

即使采用相同的退磁方法和退磁设备，对于不同的材质、形状、尺寸，其退磁效果还是有差异的，因此，在退磁完成后应进行工件的退磁测量，特别是对剩磁要求严格、形状复杂的工件。
工件的退磁效果一般可用磁场强度计或其他剩磁检测仪测量，退磁后的剩磁强度应不大于0.3mT(240A/m)或按产品技术条件的规定执行。
退磁所用的磁场强度应大于磁化所用的最大磁场强度。
对辐射磁化的零件进行退磁时，应先将工件纵向磁化，然后再纵向退磁，这样才能检测出退磁后的剩磁。