永磁體的溫度穩定性：剩磁溫度系數、矯頑力溫度系數、可逆溫度系數

永磁體一般是作為磁場(chǎng)源，在一定的空間內來(lái)提供恒定磁場(chǎng)，對于一些精密的儀器儀表和磁性器件來(lái)說(shuō)，磁體磁場(chǎng)的穩定性至關(guān)重要，它會(huì )直接影響儀器的精度和可靠性。

但是，在外界條件如：溫度、時(shí)間、電磁場(chǎng)、機械振動(dòng)或沖擊、射線(xiàn)、化學(xué)作用等等變化的情況下，磁體性能可能會(huì )發(fā)生變化。環(huán)境條件變化引起的磁性能的變化主要在兩個(gè)方面：

磁疇結構變化引起的磁性能變化（也稱(chēng)為磁時(shí)效），這種變化是可逆的，當磁體再一次磁化或充磁時(shí)，磁體的性能大部分可恢復。

磁體的顯微組織變化引起的磁性能變化（也稱(chēng)為組織時(shí)效），這種變化是不可逆的，當磁體再一次磁化或充磁時(shí)，磁體性能不能恢復。

任何環(huán)境條件變化引起的磁體磁性能改變都包括磁時(shí)效和組織時(shí)效兩種。

磁體的穩定性包括了溫度穩定性、時(shí)間穩定性、振動(dòng)與沖擊穩定性、電磁場(chǎng)穩定性與化學(xué)穩定性等方面，一般用磁體性能參數的變化量來(lái)描述（如溫度每升高1℃剩磁變化百分之幾，室溫條件下磁體剩磁每年衰減多少）。

磁體的使用環(huán)境條件不同，所要求的性能穩定性也不同，例如航天器上使用的磁體普遍關(guān)注振動(dòng)和沖擊條件下的性能穩定性，同時(shí)也要求在射線(xiàn)、溫度與時(shí)間條件下穩定；要在酸、堿環(huán)境下，或在濕度較大的環(huán)境下（濕熱、鹽霧等）工作的磁體，一般要求其具有化學(xué)穩定性；而在工作環(huán)境溫度有變化的地方，都關(guān)注磁體是否具備溫度穩定性。

永磁體的溫度穩定性

用永磁材料制造的儀器設備一般很難在恒定的溫度下工作，而環(huán)境溫度改變對磁體磁性能有直接的影響，為了使儀器設備在溫度變化時(shí)能正常工作，在設計磁路時(shí)，需要知道磁體磁性能隨溫度的變化量。

為了定量的反映溫度對磁體性能的影響程度，人們定義了一些與環(huán)境溫度相關(guān)的溫度穩定性參數，如剩磁溫度系數αBr、內稟矯頑力溫度系數αHcJ、開(kāi)路磁通密度的可逆損失Lrev和不可逆損失Lirr、開(kāi)路磁通密度的可逆溫度系數、耐熱溫度或最高連續工作溫度Tm等，其中剩磁溫度系數αBr、內稟矯頑力溫度系數αHcJ是商用永磁體必須提供的性能指標之一。

剩磁溫度系數和內稟矯頑力溫度系數

溫度系數顧名思義，就是物理量隨溫度的相對變化率，從參考溫度T0到某個(gè)高溫T的溫度區間，剩磁溫度系數和內稟矯頑力溫度系數的定義如下，單位為%/℃。

其中，Br(T)和Br(T0)分別是在溫度T和參考溫度點(diǎn)T0的剩磁（HcJ同理），通常選擇室溫或20℃作為T(mén)0，而高溫T的數值需要根據使用環(huán)境由供需雙方確定。如果αBr是正的，表示隨溫度升高剩磁增高；如果它是負的，表示隨溫度升高剩磁降低。

下圖是燒結釹鐵硼永磁材料國家標準（GB/T13560-2017）中對各牌號永磁體剩磁溫度系數和內稟矯頑力溫度系數的參考值規定。

可逆溫度系數

磁體通常在有氣隙的開(kāi)路狀態(tài)下工作，開(kāi)路剩磁（或稱(chēng)開(kāi)路磁通）隨溫度變化的特征更具實(shí)際意義。當環(huán)境溫度從室溫T0開(kāi)始升高到某給定溫度T1時(shí)，開(kāi)路磁通從B(T0)下降到B(T1)，如果溫度再回到室溫T0，開(kāi)路磁通一般會(huì )恢復到比B(T0)低一些的B`(T0)值，如下圖。實(shí)驗證明當溫度在T0和T1間反復變化，并且ΔT不十分大時(shí)，B的變化是線(xiàn)性可逆的，即下圖PB`(T0)線(xiàn)。

在整個(gè)升溫過(guò)程中，磁通從室溫到高溫的總磁通損失為hT=(B(T1)- B(T0))/B(T0)×100%，它可分解為兩個(gè)部分：可逆磁通損失 hrev=(B(T1)-B`(T0))/B`(T0)×100%和不可逆磁通損失 hirr=(B`(T0)- B(T0))/B(T0)×100%。

由PB`(T0)線(xiàn)可知，當溫度在T0～T1的范圍內變化時(shí)，B的變化是線(xiàn)性的。開(kāi)路磁通的平均可逆損失以可逆溫度系數α來(lái)表示。

在溫度系數這個(gè)大的概念中要特別注意區分溫度系數、可逆溫度系數和不可逆溫度系數這幾個(gè)小概念之間的差異哦。

老化處理可以顯著(zhù)地降低hT、hirr、hrev和α。永磁體在使用或測試前進(jìn)行老化處理（在某一溫度加熱一段時(shí)間）可以使磁鐵的不穩定組織得到消除。老化處理的溫度和時(shí)間需根據磁體的種類(lèi)、用途等方面來(lái)確定。

可逆溫度系數αB (T)或剩磁溫度系數αBr (T)取決于材料的內稟磁性，通過(guò)添加一些元素可以改變磁性主相的飽和磁化強度與溫度的關(guān)系，即可改變磁體的溫度系數，例如在釹鐵硼磁體中用部分Co取代Fe，可以顯著(zhù)提高主相的居里溫度；用Dy取代部分Nd，αB (T)也會(huì )得到改善。