微波環(huán)行器和隔離器主要用于雷達(dá)和通信系統(tǒng)。這些設(shè)備通常由地面、微波鐵氧體和永磁體組成。這些器件在微波能量的交換和路由中起著至關(guān)重要的作用。
隔離器類似于直流電路中的二極管。循環(huán)器增加第三端口,主要用于將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)與單個(gè)端口隔離。
在Dexter公司,我們還提供了校準(zhǔn)循環(huán)器磁鐵和/或在高溫環(huán)境下預(yù)先穩(wěn)定它們的能力。
材料
釤鈷磁體材料由于具有較高的溫度穩(wěn)定性和較高的場(chǎng)強(qiáng)而被廣泛應(yīng)用于循環(huán)器中。其他經(jīng)常使用的材料包括釹鐵硼,?阿爾尼科和陶瓷(硬鐵氧體).
如何為我的設(shè)備選擇最好的磁鐵材料?你必須確定鐵氧體磁化所需的最小磁場(chǎng)。
在為惡劣環(huán)境設(shè)計(jì)設(shè)備時(shí),我應(yīng)該考慮哪些因素?釤鈷或Alnico通常是惡劣環(huán)境下的首選材料。雖然它們的強(qiáng)度不如釹鐵硼,但它們具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。
我需要電鍍還是鍍膜來保護(hù)磁鐵?對(duì)于SamariumCobalt或Alnico,一般不會(huì)。對(duì)于釹鐵硼來說,絕對(duì)是的。
ALNICO磁體
阿爾尼科是在20世紀(jì)30年代早期發(fā)展起來的,二戰(zhàn)期間它被用于軍事電子應(yīng)用。戰(zhàn)后,它迅速擴(kuò)展到民用版本的這些應(yīng)用中,并在許多應(yīng)用中取代了磁鐵鋼。由于AlNiO的低溫系數(shù)(0.02%/°C),具有較高的抗退磁性能和穩(wěn)定性,在合理的成本條件下,使AlNiO成為磁體材料的首選。
高工作溫度限制(550°C/1020°F)使Alnico特別適合于敏感的汽車和飛機(jī)傳感器的應(yīng)用。Alnico有多種牌號(hào),從Alnico 1到Alnico 12,最受歡迎的是2、5和8級(jí)。與新材料相比,Alnico的矯頑力很低。
如果Alnico是合適的,如果它可以在組裝到磁路后被磁化,那么磁鐵的尺寸就可以被最小化。如果使用獨(dú)立于其他電路元件,如在安全應(yīng)用中,有效長(zhǎng)徑比(與滲透系數(shù)有關(guān))必須足夠大,使磁鐵在其第二象限退磁曲線中在膝蓋以上工作。對(duì)于關(guān)鍵的應(yīng)用,Alnico磁體可以校準(zhǔn)到一個(gè)既定的參考磁通密度值。低矯頑力的副產(chǎn)物是由外部磁場(chǎng)、沖擊和應(yīng)用溫度引起的退磁效應(yīng)的敏感性。對(duì)于關(guān)鍵的應(yīng)用,Alnico磁鐵可以穩(wěn)定溫度,以減少這些影響。
Alnico磁體是由鋁、鎳、鈷與鐵合金化而成。一些等級(jí)還含有銅和/或鈦。合金化過程是鑄造或燒結(jié)。優(yōu)化磁學(xué)性能所需的工藝和熱處理可產(chǎn)生硬(Rc 45)和脆性零件,這些零件最好是通過磨料研磨成形或加工。鑄件一般在70磅以下,可以按原樣使用,但極地表面通常是平的和平行的。燒結(jié)僅限于尺寸小于1立方英寸的大體積零件,有效壓長(zhǎng)直徑比在4以下。
為了使應(yīng)用程序所需磁體材料的體積最小化,必須考慮整個(gè)磁路。優(yōu)化電路設(shè)計(jì)的結(jié)果是電路滲透系數(shù),使磁體在其退磁曲線的膝蓋上方運(yùn)行,其裕度足夠大,足以抵消預(yù)期的操作退磁效果。優(yōu)化后的鋼構(gòu)件產(chǎn)生的有效磁長(zhǎng)大于磁體本身,但只有當(dāng)磁體在組裝到電路后才能磁化,這才是有效的。另一種方法是設(shè)計(jì)磁鐵形狀,以產(chǎn)生一條負(fù)載線,該線與膝蓋上方的BH曲線相交,因此在從磁化夾具上去除時(shí),由于自消磁因子的影響,會(huì)造成最小的磁通損失。在任何一種情況下,Alnico 5磁體都必須施加3.0Koe的磁化力,Alnico 8的磁化力為7.0Koe。在磁路中磁化時(shí),磁化脈沖必須足夠?qū)挘逛撝械臏u流在低于這些值之前衰減。
參數(shù):
陶瓷(硬鐵氧體)磁體
鐵氧體磁體,有時(shí)被稱為陶瓷,因?yàn)樗麄兊纳a(chǎn)過程,是最便宜的類別永磁體材料。這種材料在20世紀(jì)50年代中期開始商業(yè)化,并在無數(shù)的應(yīng)用中找到了途徑,包括用于電機(jī)、磁性卡盤和磁性工具的弧形磁鐵。
原材料–氧化鐵–這些磁鐵與鍶或鋇混合,磨成細(xì)粉狀。然后將粉末與陶瓷粘結(jié)劑混合,然后通過壓縮或擠壓成型技術(shù)生產(chǎn)磁體,然后進(jìn)行燒結(jié)。制造過程的本質(zhì)導(dǎo)致產(chǎn)品經(jīng)常含有裂紋、孔隙率、晶片等缺陷。幸運(yùn)的是,這些缺陷很少干擾磁鐵的性能。
為了提高陶瓷鐵氧體磁體的性能,在壓制過程中,鐵氧體化合物可能會(huì)受到磁場(chǎng)的偏置。這種偏置在磁體內(nèi)部產(chǎn)生了一個(gè)優(yōu)選的磁化方向,大大降低了它在任何其他方向上的性能。因此,陶瓷鐵氧體磁體可分為取向(各向異性)和非取向(各向同性).由于其較低的磁性能,在需要復(fù)雜磁化模式的情況下,通常采用各向同性級(jí)的鐵氧體陶瓷1,而在此過程中,偏置會(huì)使成本過高。
陶瓷磁體本質(zhì)上是易碎的,強(qiáng)烈建議在任何應(yīng)用中都不要將它們作為結(jié)構(gòu)元素使用。它們的熱穩(wěn)定性是所有磁性家族中最差的,但它們可在300°C(570°F)以下的環(huán)境中使用。AS壓制部件的尺寸重復(fù)性很難控制,因此,需要嚴(yán)格公差的部件需要進(jìn)行二次磨削操作,以確保合格。
釹鐵硼磁體
Dexter只在所有應(yīng)用中使用許可的釹和許可的磁鐵材料。
燒結(jié)釹-鐵-硼(Nd-Fe-B)磁體是獲得許可的稀土磁體,是當(dāng)今最強(qiáng)大的商業(yè)化永磁體,最大能量產(chǎn)品從26 MGOe到52 MGOe。釹鐵硼是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的第三代永磁材料。它有一個(gè)非常高的剩磁和矯頑力的結(jié)合,具有廣泛的等級(jí),大小和形狀。Nd-Fe-B以其優(yōu)異的磁特性,為新的設(shè)計(jì)提供了靈活性,或作為陶瓷、Alnico和Sm-Co等傳統(tǒng)磁體材料的替代品,以實(shí)現(xiàn)更高的效率和更緊湊的器件。
采用粉末冶金工藝制備燒結(jié)釹磁體。雖然燒結(jié)釹比釤鈷磁體具有更強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和較低的脆性,但不應(yīng)用作結(jié)構(gòu)部件。Nd-Fe-B由于其不可逆損耗和Br、HCI的中高可逆溫度系數(shù)而受到溫度的限制。高矯頑力等級(jí)的最高使用溫度為200℃。Nd-Fe-B磁體比其他磁性合金更容易氧化.如果要將Nd-Fe-B磁體暴露在潮濕的化學(xué)侵蝕介質(zhì)中,如酸、堿性溶液鹽類和有害氣體,則建議涂覆。在氫氣氣氛中不推薦使用。
永磁體磁化模式
各向同性磁體,如粘結(jié)Nd-Fe-B,是無取向的,沒有擇優(yōu)方向,因此可以在任意方向磁化。幾乎所有的其他材料都是各向異性的,并且具有較好的磁化方向。當(dāng)它們向晶粒方向磁化時(shí),它們將表現(xiàn)出最佳的磁性能。與各向同性磁體相比,按其取向磁化的各向異性磁體可以獲得更高的磁通密度。
可以通過以下方向創(chuàng)建項(xiàng)目的磁化模式: