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燒結釹鐵硼的力學性能表現 抗彎強度單位

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燒結釹鐵硼永磁體的應用主要是使用其磁性能 ， 但是由于使用環境和條件的不同 ， 對磁體除了有磁性能要求外 ， 還有力學性能與化學性能的要求 。例如 ， 有些永磁體在高速轉動機械中使用 ， 要經受很大的離心力 ， 或在震動環境、或承受極高加速度（3g~5g）條件下使用 ， 或者在安裝磁體時 ， 受到應力的作用 ， 磁體可能剝落、掉邊、掉角或開裂等 ， 所以對磁體的力學性能有要求是理所當然的 。
什么是材料的力學性能？
材料的力學性能一般包括強度、硬度、塑性和韌性 ， 這幾個力學性能參量有不同的物理意義 。
強度指材料抵抗外力破壞作用的最大能力 。強度按外力作用形式的不同分為：
抗拉強度（抗張強度） ， 指外力是拉力時的強度極限
抗壓強度 ， 指外力是壓力時的強度極限
抗彎強度 ， 指外力與材料軸線垂直 ， 并在作用后使材料呈彎曲時的強度極限
硬度是指材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力 ， 是比較各種材料軟硬的指標 ， 硬度越高表明金屬抵抗塑性變形的能力越強 。
塑性是指在一定外力下 ， 固體物質抵抗變形的能力 ， 是材料在外力作用下 ， 永久變形而不被破壞的能力
韌性表示材料在塑性變形和破裂過程中吸收能量的能力 。韌性越好 ， 則發生脆性斷裂的可能性越小 。在材料科學及冶金學上 ， 韌性是指材料受到使其發生形變的力時 ， 對折斷的抵抗能力 ， 是材料在斷裂前所能吸收的能量與體積的比值 。
燒結釹鐵硼的力學性能表現
燒結釹鐵硼屬于脆性材料 ， 其力學性能特性是硬而脆 ， 即強度大、韌性低 ， 在斷裂之前幾乎沒有塑性變形 ， 也就是在彈性形變階段就斷裂了 。
下圖是各種永磁材料磁能積(BH)m和斷裂韌性的比較 。我們可以發現 ， 燒結釹鐵硼具有最高的磁能積(BH)m ， 而斷裂韌性仍與Sm2Tm17、SmCo5 、鐵氧體永磁體相當 ， 因為他們都是以金屬間化合物為基體的永磁材料 ， 屬于脆性材料 。粘結稀土永磁材料、Fe-Cr-Co、和磁鋼的斷裂韌性最好 ， 但他們的磁能積(BH)m要比燒結釹鐵硼低得多 。

燒結釹鐵硼的力學性能表現 抗彎強度單位

文章插圖

脆性材料常用三個指標來描述材料的力學性能：
斷裂韌性 ， 通常反映材料中存在裂紋擴張時的強度 ， 單位是MPa·m1/2 。材料的斷裂韌性的測試要用拉伸試驗機、應力傳感器、引伸計、信號放大動態應變儀等 ， 另外試樣要做成薄片狀 。
沖擊強度（沖擊斷裂韌性）反應材料在沖擊應力作用下 ， 材料斷裂過程吸收的能量 ， 單位是J/m2 。沖擊強度的測量值對試樣的尺寸、形狀、加工精度與試驗環境等過于敏感 ， 測量值分散性會比較大 。
抗彎強度是用三點彎曲法測量材料抗彎曲斷裂強度 ， 因試樣加工容易、測量簡單 ， 最常用來描述燒結釹鐵硼磁體的力學性能 。
懂磁帝找到了一些學者綜合不同試驗給出的燒結釹鐵硼力學性能指標的大致波動范圍 ， 由于是脆性材料 ， 所以試驗數據分散性較大 。

燒結釹鐵硼的力學性能表現 抗彎強度單位

文章插圖

燒結釹鐵硼永磁材料表現出的強度大、韌性低的特性是由其自身的晶體結構所決定的 ， 此外以下兩種因素會影響燒結釹鐵硼的抗彎強度 ， 也是提高其強度的途徑 。
Nd含量對燒結釹鐵硼的強度有一定的影響 ， 實驗結果表明 ， 在一定條件下 ， Nd含量越高 ， 材料強度越高 。
添加其他金屬元素對燒結釹鐵硼的強度有一定的影響 。添加一定量的Ti鈦、Nb鈮或Cu銅時 ， 永磁體的沖擊斷裂韌性有提高；添加少量Co鈷時 ， 永磁體的抗彎強度提高 。
【燒結釹鐵硼的力學性能表現 抗彎強度單位】燒結釹鐵硼的綜合力學性能不夠高是限制其在更廣領域應用的重要原因之一 ， 如果在保證磁性能提高或不變的情況下 ， 能夠改善產品韌性 ， 將會使燒結釹鐵硼在軍事、航天等領域發揮更大的作用 ， 進入一個全新的發展時期 。