铁氧体磁铁原理

铁氧体磁铁的磁性能在硬铁氧体和软铁氧体之间有所不同。首先，我将解释磁性。图 1 显示了每个磁自旋状态。

1. 磁性

铁磁材料：即使不施加磁场，磁矩（代表磁体强度和方向的矢量）也沿同一方向排列的材料称为铁磁材料。

亚铁磁材料：由于相邻原子的磁矩方向相反但大小不同而整体具有磁化强度的材料称为亚铁磁材料。所有铁氧体磁铁都是亚铁磁性的。

顺磁材料：无磁场时磁矩指向不同方向，但施加磁场时磁矩沿同一方向排列的材料称为顺磁材料。

图 1. 每种磁性的自旋状态

图2显示了每种铁氧体磁铁的类型和特性。饱和磁化强度是指即使加强磁场，材料的磁化强度也不会增加的最大磁化强度。居里温度是材料从铁磁性转变为顺磁性的温度。

图2. 铁氧体的特性

2. 硬磁铁氧体

硬磁铁氧体是一种铁磁材料，也是一种永磁体。根据分子磁极的取向，硬磁铁氧体可以进一步分为两类：各向同性磁体和各向异性磁体。

各向同性磁铁：磁矩沿不同方向定向。由于磁化方向不同，可以从任意方向磁化，但磁力会变弱。

各向异性磁铁：由于分子的磁矩沿同一方向排列，因此虽然具有方向性，但仍能提供强大的磁力。它是通过在烘烤过程中施加磁场来排列每个铁氧体分子的磁极而制造的。

3、软磁铁氧体

软磁铁氧体只有在施加外部磁场时才具有磁力。虽然磁场比硬磁铁氧体小，但在较宽的频率范围内具有优异的磁性能。

例如，具有尖晶石型晶体结构的材料在宽频率范围内具有高磁导率（材料被磁化的程度）。石榴石型具有单晶，在微波频段很难破碎。

与铝镍钴磁铁的比较

铝镍钴磁铁是在铁中添加铝（Al）、镍（Ni）、钴（Co）等添加元素，采用铸造方法或粉末烧结制造而成的磁铁。

铝镍钴磁铁的一个特点是其居里温度（不再是永磁体的温度），达到 860°C，使其可以在高温环境中使用。如果温度从室温到400℃左右，当温度回到室温时，磁性几乎可以恢复到原来的强度。铸造制造的产品还具有优异的机械强度。

铝镍钴磁铁用于电动机、传感器、扬声器单元和电吉他的磁性拾音器。

与铁氧体磁铁的区别

铁氧体磁铁以氧化铁为主要成分，而铝镍钴磁铁以铁为主要成分，添加铝、镍、钴。铝镍钴磁铁的磁吸力小，容易退磁。

由于磁极之间的距离必须很长，因此存在必须很长的限制。铁氧体磁铁也比较便宜，因为原材料钴的供应不稳定且价格昂贵。

与钐钴磁铁比较

钐钴磁铁是由钐（Sm）和钴（Co）组成的稀土磁铁。根据成分比例分为SmCo5（1-5系列）和Sm2Co17（2-17系列）两种，目前应用较多的是含钐量较少的1-5系列。

钐钴磁铁的一个特点是其居里温度高达800°C。由于具有优异的耐腐蚀性，因此无需表面处理即可直接使用，并且还具有形状选择性高的特点。磁性能高于铁氧体磁铁，仅次于钕磁铁。

与铁氧体磁铁的区别

由于可在高达350℃左右的环境中使用，因此可用于需要比铁氧体磁铁更高磁力的节省空间的高温环境。另一方面，由于强度低，它也有容易开裂和碎裂的缺点。原材料钐和钴都比较稀有，因此与铁氧体磁铁相比，它们的价格非常昂贵。

与钕磁铁的比较

钕铁硼磁铁是一种主要成分为钕（Nd）、铁（Fe）、硼（B）的磁铁。钕磁铁的特点是易氧化、热依赖性高。

由于容易氧化，使用前表面镀镍。一般在80℃以下使用。由于其强度相对较高，因此也不易开裂和碎裂。