當(dāng)前的技術(shù)更新使設(shè)備變得越來越薄，這給每個相關(guān)行業(yè)帶來了壓力，要求他們制造盡可能少使用體積的組件。由于永磁體的制造和物理特性，這對磁學(xué)提出了許多挑戰(zhàn)。磁鐵最大的擔(dān)憂是退磁。如果在設(shè)計時沒有考慮到預(yù)期的電路，那么保持永磁體磁化是非常困難的。

三個主要成分有助于磁體的退磁：溫度、形狀和相反的外部磁場。所有這三個都?xì)w結(jié)為磁鐵的矯頑力對磁鐵施加的壓力。決定磁鐵抗退磁能力的特性。矯頑力越高，保持磁鐵磁化就越容易。我們可能無法對磁鐵的溫度和反向磁場(磁鐵周圍的環(huán)境和電路)進(jìn)行大量控制，但希望我們可以控制其形狀并選擇材料等級，以確保我們處于矯頑力的安全工作區(qū)域。

通常，在電子產(chǎn)品中，假設(shè)環(huán)境溫度在 65 到 80 攝氏度之間。通常沒有任何相反的外部場，但如果有另一個磁鐵，電線圈，或改變附近的電場是可能的，不能忽視。偶爾會故意存在相反的磁場(電動機(jī)、致動器、諧振或振動電機(jī)、變壓器、充電線圈)。

一旦我們考慮了電路的溫度和反向場，就該考慮磁鐵的形狀了。磁鐵在曲線上運(yùn)行，很像電機(jī)的功率或扭矩曲線。磁體在更好的電路中更強(qiáng)，在較差的電路中更弱(并且更接近退磁)。我們將沒有反向磁場的露天電路中的工作點(diǎn)稱為磁體的磁導(dǎo)系數(shù)(平均 B/ μ磁鐵的 H)，這讓我們可以計算磁鐵的內(nèi)部反磁場。磁鐵總是在內(nèi)部與自己戰(zhàn)斗以保持磁化。我們將跳過磁導(dǎo)系數(shù)(Pc 或負(fù)載線)的數(shù)學(xué)細(xì)節(jié)，但它在很大程度上取決于極面面積與磁體厚度的比率(對于各向異性磁體，具有設(shè)定磁化軸的磁體，例如燒結(jié)釹鐵硼(新磁鐵)或釤鈷)。磁體越薄，極面也不會顯著縮小，將大大降低 Pc，導(dǎo)致磁體變?nèi)趸蛲舜拧?/p>

在電子產(chǎn)品中，我們通常會看到厚度小于 1 毫米的磁鐵，但在其他方向上要大很多倍(形成大磁極面和薄磁鐵)。這是磁鐵 PC 的最壞情況。我們必須嘗試使磁鐵盡可能厚(與預(yù)期用例的磁極面平衡)以提高 Pc(稍微提高磁鐵的強(qiáng)度，但大大降低其退磁的機(jī)會)。我們可以通過簡單形狀的簡單計算來確定這些風(fēng)險(參見 磁性計算器 對于一些示例)并使用 FEA 來處理更復(fù)雜的形狀和電路。我們可以選擇具有更大矯頑力的材料等級來解決其中的一些問題，但我們不能無限提高矯頑力，它只能讓我們做到這一點(diǎn)，這確實(shí)會增加成本和負(fù)面影響強(qiáng)度(通量密度)。磁鐵的形狀和電路在永磁體設(shè)計中至關(guān)重要。

其他一些考慮因素是制造小型磁鐵的挑戰(zhàn)。燒結(jié)釹鐵硼(新磁鐵)非常脆。它們很容易在壓力下破裂，尤其是當(dāng)它們具有大表面積和薄橫截面時。釹鐵硼易氧化，所以必須鍍膜以防腐蝕。為了避免磁鐵邊緣電鍍的狗骨效應(yīng)，它們會被翻滾以使邊緣變圓并提供平滑的涂層過渡。這種在研磨介質(zhì)中的翻滾通常是安全的，但當(dāng)磁鐵很薄且面積較大時，很容易破壞磁鐵。切割非常薄的磁鐵也是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。新磁體由較大的燒結(jié)材料塊切割而成，但通常可以克服這一挑戰(zhàn)。由于矯頑力和結(jié)構(gòu)的物理限制，與退磁和磁性能相比，加工能力的考慮要少得多。仔細(xì)考慮薄磁鐵的機(jī)械公差。0.5mm磁鐵和0.4mm磁鐵的Pc差異很大!

這種尺寸的磁鐵通常不考慮的一個方面是我們對具有不同工藝的磁鐵表面的影響。這些影響可以忽略不計，并且在表面積與體積比很小的磁體(大多數(shù)磁體)中可以安全地忽略。但是，一旦我們開始生產(chǎn)與表面積相比很薄或很小的磁鐵，中心就沒有很多未被觸及的磁質(zhì)量。如果您對其表面區(qū)域造成一些損壞(幾十微米的損壞)，大型磁鐵將按預(yù)期工作，但如果磁鐵只有幾百微米厚，則內(nèi)部幾乎沒有材料不受影響。這似乎是一個顯而易見的結(jié)論，但隨著磁鐵體積的減小，效果會被放大，并且通常不會被考慮在內(nèi)。當(dāng)磁鐵變薄時，表面積以比體積低得多的速度減少。這種損害來自多個來源，我們將簡要介紹最大的考慮因素。研磨加工會損壞磁體的外部，通常會破壞其晶體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致磁通量輸出低或矯頑力低(更容易使表面退磁)。電鍍前的脫氧(酸浴)可以去除一些賦予這些晶體額外矯頑力的晶間材料。最后，涂層本身不是磁鐵的一部分。充其量，它增加了磁體的氣隙并減少了有用的磁體積。例如，具有 10 微米涂層的 0.5 毫米厚的磁鐵將只有 0.48mm(兩面都有涂層)有用的磁鐵(其中一些被其他工藝損壞)，由于涂層厚度，磁鐵吸引的任何東西默認(rèn)距離更遠(yuǎn) 0.01mm。距離對磁性能有非常大的影響。涂層本身也可能是鐵磁性的(在鎳涂層的情況下)，它將磁通量從您的預(yù)期電路中帶走，并為其提供通往磁鐵另一側(cè)的路徑(有效地增加磁路的泄漏)。

結(jié)論：

從這個簡短的概述中可以看出，磁體中有許多考慮因素可能會被典型的磁體設(shè)計師或工程師忽略，甚至沒有深入探討磁路其余部分和預(yù)期功能的巨大影響。