Vad är det vetenskapliga förhållandet mellan storleken på en neodymmagnetring och dess magnetiska styrka?

1. Grundläggande definition av magnetisk styrka
Ytmagnetfältstyrka (enhet: Gauss eller Tesla): Anger storleken på magnetfältet på magnetens yta, som direkt påverkar adsorptionskraften eller kraften på det yttre objektet.
Magnetflöde (enhet: Weber): relaterad till magnetens volym. Ju större volym, desto högre är det totala magnetiska flödet.
Magneten Energy Product (BHMAX): En parameter som mäter magnetens energilagringskapacitet, som bestäms av remance (BR) och tvångskraft (HC) i själva materialet.

Neodymringmagnet

2. Påverkan av storleksparametrar på magnetisk kraft
Yttre diameter (OD) och inre diameter (ID):
Ökning i yttre diameter: Öka magnetens tvärsnittsarea (cirkulärt tvärsnittsarea = π × (OD²-ID²)/4) ökar det totala magnetflödet i enlighet därmed, men ytmagnetfältstyrkan kan minskas något på grund av diffusionen av magnetfältfördelningen.
Ökning i inre diameter: Under samma ytterdiameter kommer ökningen i inre diameter att minska magnetens volym, vilket resulterar i en minskning av det totala magnetflödet, men magnetfältet i det centrala området kan vara mer koncentrerad (till exempel när det axiellt magnetiseras).
Tjocklek (höjd):
Ökning av tjockleken kommer direkt att öka magnetens volym och därmed öka det totala magnetflödet. Emellertid ökar ytmagnetfältstyrkan inte linjärt, eftersom dämpningen av magnetfältet är omvänt proportionell mot kvadratet på avståndet, och överdriven tjocklek kan leda till att magnetfältfördelningen sprids mer.

3. Magnetiseringsriktning och magnetfältfördelning
Axiell magnetisering (magnetfält längs ringens tjocklek):
Magnetfältet är koncentrerat i båda ändarna av ringen (topp- och bottenytor), och magnetfältet i mitthålområdet är svagt. Att öka tjockleken kommer att förlänga magnetfältvägen och kan något minska ytmagnetfältstyrkan något.
Radiell magnetisering (magnetfält längs ringens omkrets):
Magnetfältet är koncentrerat på de inre och ytterdiameterytorna på ringen. För närvarande kommer storleksskillnaden mellan den inre diametern och ytterdiametern att påverka magnetfältets enhetlighet, och en mindre inre diameter kan leda till en starkare inre magnetfältkoncentration.

4. Demagnetizing Field Effect (Demagnetizing Field)
Det omvända magnetfältet som genereras av formen på magneten själv försvagar den effektiva magnetfältstyrkan.
Demagnetiseringsfaktorn för en ringmagnet är relaterad till dess bildförhållande (tjocklek/diameter). Tunnare magnetiska ringar har starkare demagnetiseringsfält, vilket kan göra att den faktiska magnetiska kraften är lägre än det teoretiska värdet; Tjockare magnetiska ringar har en svagare demagnetiseringseffekt, och den magnetiska kraften är närmare materialets teoretiska prestanda.

5. Matematisk modell och empirisk lag
Magnetflödesformel: Totalt magnetflöde φ ≈ BR × A (A är tvärsnittsområdet), vilket indikerar att den yttre diametern och inre diametern indirekt bestämmer magnetflödet genom att påverka tvärsnittsområdet.
Uppskattning av ytmagnetfältstyrka: För axiellt magnetiserade ringmagneter, närmar sig ytmagnetfältstyrkan (b) resterna (BR) när tjockleken ökar, men påverkas av demagnetiseringsfältet, är det faktiska värdet vanligtvis 50% ~ 80% av BR.
Storleksgräns: När magnetstorleken är för liten (såsom mikroringar) kan materialets gränseffekt och bearbetningsnoggrannheten orsaka en signifikant minskning av magnetiska egenskaper.

6. Avvägningar i praktiska tillämpningar
Motorer och generatorer: Högt magnetiskt flöde krävs, och magnetiska ringar med större yttre diametrar och tjocklekar väljs vanligtvis, men rymdbegränsningar och virvelströmförluster måste beaktas.
Sensorer och magnetkoppling: Att förlita sig på hög ytmagnetfältstyrka, mindre inre diametrar och tunnare magnetiska ringar kan väljas för att koncentrera magnetfältet.
Magnetisk adsorption: Det totala magnetiska flödet (adsorptionskraft) och magnetfältgradienten (verkningsavstånd) måste balanseras. Till exempel kan ökning av tjockleken förlänga adsorptionsavståndet, men det måste optimeras med det magnetiska ledande materialet.

7. Experimentell verifieringsfall
Yttre diameter är fixerad, inre diameterförändringar: Den inre diametern ökar från 5 mm till 15 mm (yttre diameter 30 mm), det totala magnetiska flödet minskar med cirka 40%, men magnetfältstyrkan i det centrala området ökar med 20% (axiell magnetisering).
Tjockleken fördubblats: tjockleken ökar från 5 mm till 10 mm (yttre diameter 20 mm, inre diameter 10 mm), ytmagnetfältstyrkan ökar från 4500 Gauss till 6000 Gauss, men när den fortsätter att öka till 15 mm ökar den bara till 6300 Gauss, och ökningen går ner.