根据磁滞回线特性,磁铁分为永磁体与软磁体两类。永磁体(如钕铁硼、钐钴、铝镍钴)具有高矫顽力(Hc)和高剩磁(Br),充磁后能长期保持磁性,矫顽力通常大于 100kA/m,适用于需要持续磁场的场景(如电机、传感器)。软磁体(如硅钢片、坡莫合金、铁氧体)则矫顽力低(通常小于 1kA/m)、磁导率(μ)高,易被磁化也易退磁,主要用于交变磁场环境,如变压器铁芯、电感线圈。两者的本质区别在于磁畴结构的稳定性:永磁体的磁畴壁移动阻力大,而软磁体的磁畴壁可在弱磁场下自由转动。磁铁可用于检测金属材料的缺陷,通过磁场变化判断材料内部是否存在裂纹、空洞。上海特殊磁铁工程技术

磁铁周围存在的特殊物质形态称为磁场,其基本性质是对放入其中的磁体或运动电荷产生力的作用,可用磁感应强度(单位:特斯拉 T)衡量磁场强弱。为直观描述磁场分布,物理学引入磁感线模型:磁感线从磁铁 N 极出发,回到 S 极,形成闭合曲线,且任意两条磁感线不相交。实际测量中,可通过铁屑实验观察磁感线形态 —— 将磁铁置于铺有铁屑的白纸下,铁屑会沿磁感线方向排列,呈现出中间稀疏、两极密集的分布特征,这也印证了 “磁铁两极磁场强,中间弱” 的规律。此外,磁场具有叠加性,多个磁铁的磁场会相互作用,形成复杂的合磁场,这一特性在磁悬浮列车、核磁共振设备中被利用。上海特殊磁铁工程技术防窥屏幕保护膜边缘嵌入细小花纹磁铁,贴合手机时增强吸附力,不易脱落。

永磁体是现代工业中应用非常广的磁铁类型,不同材质的永磁体在磁性能、成本、耐环境性上各有优势。钕铁硼磁铁(NdFeB)是目前磁能积(BHmax)高的永磁材料,磁能积可达 30~50 MGOe,具有 “小体积、强磁性” 的特点,成本相对较低,大多用于新能源汽车驱动电机、风力发电机、智能手机振动马达等领域,但缺点是耐腐蚀性差,需通过镀锌、镀镍等表面处理提升寿命。钐钴磁铁(SmCo)磁能积略低于钕铁硼(15~30 MGOe),但具有极高的耐温性和抗腐蚀性,适用于航空发动机、卫星姿态控制系统等高温、高真空环境,不过因稀土元素钐价格昂贵,成本较高。铁氧体磁铁(SrO・6Fe₂O₃)磁能积比较低(2~5 MGOe),但成本低廉、稳定性好,常用于冰箱贴、玩具、小型电机等对磁性要求不高的场景,是用量比较大的永磁材料之一。
异形磁铁的精密制造体现了磁体加工的技术水平。采用粉末冶金工艺的磁铁可通过模具压制成型获得初步形状,再经精密磨削加工达到微米级尺寸精度;注塑磁体则能直接成型复杂结构,如带齿槽、通孔的异形件,适合大批量生产。超硬材料砂轮是磁铁磨削的关键工具,需根据磁体硬度选择合适的磨料,如金刚石砂轮用于加工高硬度的钕铁硼。异形磁铁的检测需采用三坐标测量仪和磁强计,同时验证尺寸精度和磁场分布是否符合设计要求。在微型磁铁加工中,激光切割技术可实现 0.1mm 以下的细微结构,满足医疗微电机等高级领域需求。发电机通过旋转线圈切割磁铁产生的磁场,将机械能转化为电能,实现发电。

磁性联轴器利用磁铁间的作用力实现无接触力矩传递,在特殊场合具有独特优势。永磁联轴器通过主动轮与从动轮上磁铁的异性相吸、同性相斥原理传递动力,无需机械接触,可实现完全密封,适用于化工泵、反应釜等需要零泄漏的设备;磁滞联轴器则利用磁滞材料在磁场中产生的磁滞 torque 传递动力,具有过载保护功能。磁性联轴器的传递效率可达 98% 以上,但存在比较大的传递力矩限制,需根据负载选择合适的尺寸和磁体牌号。在精密传动系统中,磁性联轴器可消除机械连接带来的振动传递和同轴度要求,提高系统运行平稳性。核磁共振设备中,强磁铁产生均匀磁场,帮助获取人体内部组织的清晰影像。四川特殊磁铁产品介绍
电子门锁的锁舌驱动机构常用电磁铁,通电后推动锁舌伸缩,实现门锁的开启与关闭。上海特殊磁铁工程技术
磁铁的关键特性源于其内部有序排列的磁矩,这种微观磁矩的集体作用形成宏观磁场。根据麦克斯韦方程组,磁场强度(H)与磁感应强度(B)的关系为 B=μ₀(H+M),其中 μ₀为真空磁导率(4π×10⁻⁷H/m),M 为磁化强度。在实际应用中,磁通量密度(B)是关键指标,例如钕铁硼磁铁在室温下的 B 值可达 1.45T,而传统铁氧体磁铁约为 0.45T。通过霍尔效应传感器可精确测量磁场分布,该技术大多用于电机磁路设计与磁共振成像(MRI)设备的磁场校准。上海特殊磁铁工程技术