稀土永磁体的热膨胀

        稀土永磁体的热膨胀和磁致伸缩现象均会使其尺寸出现不同程度的变化。若与磁性组件中其他装配材料的热胀冷缩差异较大,这种尺寸变化会对磁体产生一定的应力,将有可能使磁体出现机械损伤或性能恶化。在尺寸较大的永磁材料应用中,热膨胀和磁致伸缩现象需给予充分关注。

稀土永磁体的热膨胀

        常规的金属和非金属材料均有正线膨胀系数,故常有热胀冷缩的说法,如钢、铜和铝的线膨胀系数分别为12 x 10-6/℃、17 x -6/℃和24 x -6/℃。烧结铁氧体烧结钐钴磁体的线膨胀系数在(10~15) x 10-6/℃的范围之内,与钢十分接近,故这两种磁体在与铁轭装配生产磁性组件时,无需担心热膨胀引起的失配问题。但SmCo和铁氧体的强磁晶各向异性会导致需要取向的烧结磁体的热膨胀系数也存在各向异性,这是磁体制备和应用中需要考虑的现象。钕铁硼磁体的热胀冷缩行为更为诡异,在低于居里温度下,其主相Nd2Fe14B相存在明显的因瓦效应,垂直于其c轴方向上的线膨胀系数为负,平行于其c轴方向上的线膨胀系数在低于居里温度约70℃后变回正值,线膨胀系数的平均值为1 x 10-6/℃。钕铁硼磁体反常的热膨胀源于铁原子的3d电子磁性特征,如应用粘结方式将磁体与其他材料组装成磁性组件,装配和使用过程中的失配情况较为严重。