微波環行器和隔離器主要用于雷達和通信系統。這些設備通常由地面、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重要的作用。
隔離器類似于直流電路中的二極管。循環器增加第三端口,主要用于將發射機和接收機與單個端口隔離。
在Dexter公司,我們還提供了校準循環器磁鐵和/或在高溫環境下預先穩定它們的能力。
材料
釤鈷磁體材料由于具有較高的溫度穩定性和較高的場強而被廣泛應用于循環器中。其他經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。
在為惡劣環境設計設備時,我應該考慮哪些因素?釤鈷或Alnico通常是惡劣環境下的首選材料。雖然它們的強度不如釹鐵硼,但它們具有優良的耐腐蝕性能。
我需要電鍍還是鍍膜來保護磁鐵?對于SamariumCobalt或Alnico,一般不會。對于釹鐵硼來說,絕對是的。
ALNICO磁體
阿爾尼科是在20世紀30年代早期發展起來的,二戰期間它被用于軍事電子應用。戰后,它迅速擴展到民用版本的這些應用中,并在許多應用中取代了磁鐵鋼。由于AlNiO的低溫系數(0.02%/°C),具有較高的抗退磁性能和穩定性,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傳感器的應用。Alnico有多種牌號,從Alnico 1到Alnico 12,最受歡迎的是2、5和8級。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。如果使用獨立于其他電路元件,如在安全應用中,有效長徑比(與滲透系數有關)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。對于關鍵的應用,Alnico磁體可以校準到一個既定的參考磁通密度值。低矯頑力的副產物是由外部磁場、沖擊和應用溫度引起的退磁效應的敏感性。對于關鍵的應用,Alnico磁鐵可以穩定溫度,以減少這些影響。
Alnico磁體是由鋁、鎳、鈷與鐵合金化而成。一些等級還含有銅和/或鈦。合金化過程是鑄造或燒結。優化磁學性能所需的工藝和熱處理可產生硬(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。燒結僅限于尺寸小于1立方英寸的大體積零件,有效壓長直徑比在4以下。
為了使應用程序所需磁體材料的體積最小化,必須考慮整個磁路。優化電路設計的結果是電路滲透系數,使磁體在其退磁曲線的膝蓋上方運行,其裕度足夠大,足以抵消預期的操作退磁效果。優化后的鋼構件產生的有效磁長大于磁體本身,但只有當磁體在組裝到電路后才能磁化,這才是有效的。另一種方法是設計磁鐵形狀,以產生一條負載線,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,由于自消磁因子的影響,會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,磁化脈沖必須足夠寬,使鋼中的渦流在低于這些值之前衰減。
參數:
陶瓷(硬鐵氧體)磁體
鐵氧體磁體,有時被稱為陶瓷,因為他們的生產過程,是最便宜的類別永磁體材料。這種材料在20世紀50年代中期開始商業化,并在無數的應用中找到了途徑,包括用于電機、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,磨成細粉狀。然后將粉末與陶瓷粘結劑混合,然后通過壓縮或擠壓成型技術生產磁體,然后進行燒結。制造過程的本質導致產品經常含有裂紋、孔隙率、晶片等缺陷。幸運的是,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受到磁場的偏置。這種偏置在磁體內部產生了一個優選的磁化方向,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,在需要復雜磁化模式的情況下,通常采用各向同性級的鐵氧體陶瓷1,而在此過程中,偏置會使成本過高。
陶瓷磁體本質上是易碎的,強烈建議在任何應用中都不要將它們作為結構元素使用。它們的熱穩定性是所有磁性家族中最差的,但它們可在300°C(570°F)以下的環境中使用。AS壓制部件的尺寸重復性很難控制,因此,需要嚴格公差的部件需要進行二次磨削操作,以確保合格。
釹鐵硼磁體
Dexter只在所有應用中使用許可的釹和許可的磁鐵材料。
燒結釹-鐵-硼(Nd-Fe-B)磁體是獲得許可的稀土磁體,是當今最強大的商業化永磁體,最大能量產品從26 MGOe到52 MGOe。釹鐵硼是20世紀80年代發展起來的第三代永磁材料。它有一個非常高的剩磁和矯頑力的結合,具有廣泛的等級,大小和形狀。Nd-Fe-B以其優異的磁特性,為新的設計提供了靈活性,或作為陶瓷、Alnico和Sm-Co等傳統磁體材料的替代品,以實現更高的效率和更緊湊的器件。
采用粉末冶金工藝制備燒結釹磁體。雖然燒結釹比釤鈷磁體具有更強的機械強度和較低的脆性,但不應用作結構部件。Nd-Fe-B由于其不可逆損耗和Br、HCI的中高可逆溫度系數而受到溫度的限制。高矯頑力等級的最高使用溫度為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侵蝕介質中,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Nd-Fe-B,是無取向的,沒有擇優方向,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。當它們向晶粒方向磁化時,它們將表現出最佳的磁性能。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建項目的磁化模式: