评价永磁材料磁性能的几个参数，像剩磁、矫顽力、最大磁能积等，都颇为专业不易理解，今天我们就来聊聊“最大磁能积”，这个听起来有些高深的名词，到底是什么意思呢？为什么它对磁铁性能这么重要？
一、最大磁能积的由来——为什么会提出这个概念？
在19世纪末到20世纪初，随着电机、发电机和扬声器的兴起，磁性材料的性能成为设备效率和体积的关键。早期的铁氧体磁铁体积大、磁力弱，要做出强力电机，往往需要一大块磁铁，导致设备笨重，成本高昂。工程师们开始思考：能不能用更小的磁铁，产生更强的磁场？
虽然剩磁（Br）告诉你磁铁被充分充磁后的磁场强度，矫顽力（Hc）告诉你磁铁抗退磁的能力，但是单凭这两个指标无法直接解决“磁铁能提供多少能量”，以及“磁铁能否在有限的空间内提供足够强的磁场”这些问题。
于是，科学家们提出了“最大磁能积(BH)max”的概念，用来综合衡量磁铁在实际工作中能“输出”的能量效率。
二、最大磁能积是什么？——从退磁曲线说起
在永磁材料的退磁曲线上，不同的点对应磁体处在不同的工作状态，退磁曲线上的某一点所对应的Bd和Hd（横坐标和纵坐标）分别代表磁体在该状态下，磁体内部的磁感应强度和磁场的大小，Bd和Hd的绝对值的乘积（Bd x Hd）代表磁体在该状态下对外做功的能力，等同于磁体所贮存的磁能量，称为磁能积。
当磁体处在最佳工作点时，磁能积（B×H）达到最大值，这个值就是我们所说的“最大磁能积”(BH)max。这个值越大，说明磁体单位体积内存储的磁能越大，意味着在同样体积的情况下，磁铁能提供的磁能就越大，也就能产生更强的磁场或驱动更大的负载。
这个概念的提出，解决了永磁体在磁路设计中如何实现能量效率最大化的需求，将材料本身的磁性能与实际应用中的磁路设计紧密结合起来，使工程师在设计磁路时，能够有一个明确的目标去优化磁体的形状和尺寸，使其工作点尽量在 (BH)max附近，从而达到最佳性能。
三、最大磁能积与磁性材料的发展历史
回顾永磁材料的发展历程，其实也是其“最大磁能积”不断突破的过程：
• 20世纪初：最早的永磁材料是碳钢和钨钢，最大磁能积不到1 MGOe，性能非常有限；
• 1930年代：铝镍钴（AlNiCo）合金问世，磁能积提高到5 MGOe以上，开启工程应用时代；
• 1950年代：铁氧体磁钢登场，虽然磁能积不高（3~5 MGOe），但因其低成本和优异的电绝缘性能被广泛采用；
• 1970年代：钐钴（SmCo）磁钢诞生，首次将磁能积提升到20 MGOe以上，适应高温、高性能场合需求；
• 1980年代至今：钕铁硼（NdFeB）磁钢横空出世，最大磁能积突破50 MGOe，成为现代高性能磁铁的主力军。
可以说，最大磁能积每一次的突破，都直接推动了永磁材料在航空航天、电机、电子、医疗等领域的应用飞跃。
永磁材料磁能积性能发展历程
四、为什么选择磁铁要关注最大磁能积？
选磁铁时，最大磁能积不仅决定了磁铁的吸力强弱，更直接影响磁铁的尺寸设计与系统整体性能。比如在高端音响或耳机中，厂商为了在极小的体积内实现强劲音效，往往选择磁能积非常高的钕铁硼磁钢。这样不仅可以缩小音圈系统的体积，还能提升音效响应效率，实现小巧与高性能的平衡。
相反，如果选择磁能积较低的磁材，就可能需要更大的体积来提供相同的驱动能力，影响产品的外观设计与用户体验。如果钕铁硼没有发明，Airpods的体积可能要翻好几遍，戴在耳朵上就会像挂了个收音机。
距磁体N极5mm处产生1000Gs磁场所需磁体体积
此外，在钕铁硼磁体中，磁能积的大小通常会直接体现在磁铁的牌号中，例如常见的N35、N42、N52等。这里的数字大致对应其最大磁能积的范围，
• N35：33-36 MGOe
• N42：40-43 MGOe
• N52：49-53 MGOe
了解这些牌号背后的含义，有助于我们在选型过程中快速判断磁铁的性能等级和应用适配度。
五、最大磁能积是如何测量的？
最大磁能积一般通过磁滞回线测量仪测定。将磁铁样品置于测量仪的磁场线圈中，仪器对样品施加逐渐变化的磁场，使磁体经历从饱和磁化到逐步退磁的过程，获得磁体的完整磁滞回线。在磁滞回线上，记录B和H对应数值，计算所有工作点的B×H值。找出其中的最大值，这就是该磁体的最大磁能积。
磁滞曲线仪与退磁曲线
总结一下
• 最大磁能积是衡量磁铁性能的重要指标，决定磁铁储存磁能的能力。
• 它最初提出是为了解决磁铁设计中的空间与性能平衡问题，体现了磁体能释放磁场的最大潜力。
• 磁铁的牌号一般直接体现了其最大磁能积的大小。
• 最大磁能积通过磁滞回线测量仪器测定。
• 永磁材料的发展史，本质上也是磁能积不断突破的过程。
想更深入了解磁铁的性能或如何选择合适的磁铁吗？可以参考[永磁材料选择指南]
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发布时间: 25-08-22