基于氧化铝掺杂的烧结钕铁硼磁体电阻率优化方法及系统与流程

本发明涉及磁性材料领域，尤其涉及一种基于氧化铝掺杂的烧结钕铁硼磁体电阻率优化方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、钕铁硼磁体因其优异的磁性能广泛应用于电机、发电机、传感器等领域。然而，钕铁硼磁体的电阻率相对较低，在工作时产生的涡流较大，从而在涡流的热效应下出现热损耗，进而影响钕铁硼磁体性能和寿命。

2、目前，提高烧结钕铁硼磁体电阻率的方法通常为：在钕铁硼磁体掺杂氧化物，使掺杂材料在钕铁硼的晶界处形成稳定的氧化物层，从而抑制电子在晶界的流动，增加电阻。

3、虽然现有的掺杂方法可以提高烧结钕铁硼磁体电阻率，但在掺杂氧化物时未考虑不同的掺杂比例对钕铁硼磁体的磁性能产生的影响，当掺杂比例过高时，钕铁硼磁体的磁性能会严重下降，因此如何选取合适的掺杂比例，平衡电阻率和磁性能的权重，提高钕铁硼磁体的综合品质，成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于氧化铝掺杂的烧结钕铁硼磁体电阻率优化方法、计算机可读存储介质，其主要目的在于优化钕铁硼磁体的电阻率，提高钕铁硼磁体的综合品质。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种基于氧化铝掺杂的烧结钕铁硼磁体电阻率优化方法，包括：获取钕铁硼磁粉及氧化铝粉末，对预设的掺杂比例范围执行均匀采样操作，得到多个掺杂比例，对多个掺杂比例中每一个掺杂比例均执行如下操作：利用预设的钕铁硼质量及钕铁硼磁粉获取钕铁硼样本，利用钕铁硼质量及掺杂比例计算氧化铝质量，利用氧化铝质量及氧化铝粉末获取氧化铝样本；利用预构建的混料机对氧化铝样本及钕铁硼样本执行混合操作，得到初级混合磁粉，利用初级混合磁粉获取钕铁硼磁体；利用钕铁硼磁体获取磁体样本，利用预构建的永磁测量仪对磁体样本执行检测操作，得到测试剩磁及样本矫顽力，比较测试剩磁与预设的剩磁阈值且比较样本矫顽力与预设的矫顽力阈值；若测试剩磁大于等于剩磁阈值且样本矫顽力大于等于矫顽力阈值，则将磁体样本对应的钕铁硼磁体作为目标磁体；汇总目标磁体，得到多个目标磁体，对多个目标磁体中每一个目标磁体均执行如下操作：利用目标磁体获取磁能测试样本、电阻测试样本及温度测试样本，利用磁能测试样本获取磁体能效积，利用电阻测试样本获取磁体电阻率及磁阻感应速率，利用温度测试样本获取高温磁损率；根据高温磁损率、磁阻感应速率及磁体电阻率计算磁温响应系数，根据磁温响应系数及所述磁体能效积计算磁能平衡效率；汇总磁能平衡效率，得到多个磁能平衡效率，将多个磁能平衡效率中最大的磁能平衡效率作为成功磁能效率，将成功磁能效率对应的掺杂比例作为成功比例，基于钕铁硼磁粉、氧化铝粉末及成功比例获取优化钕铁硼磁体，完成对烧结钕铁硼磁体的电阻率优化。

3、可选地，所述利用初级混合磁粉获取钕铁硼磁体，包括：对初级混合磁粉执行气流粉碎操作，得到中级混合磁粉，从中级混合磁粉中提取出中级磁粉样本；利用预构建的激光粒度分析仪对中级磁粉样本执行检测操作，得到测试磁粉粒度；比较测试磁粉粒度与预设的磁粉粒度阈值，若测试磁粉粒度大于磁粉粒度阈值，则将中级混合磁粉作为初级混合磁粉，返回所述对初级混合磁粉执行气流粉碎操作的步骤，直到测试磁粉粒度小于等于磁粉粒度阈值；若测试磁粉粒度小于等于磁粉粒度阈值，则将中级混合磁粉作为目标混合磁粉；对目标混合磁粉执行取向压制操作，得到初步压制磁块，对初步压制磁块执行冷等静压操作，得到目标压制磁块；对目标压制磁块执行真空烧结操作，得到烧结磁块，对烧结磁块执行分级回火操作，得到钕铁硼磁体。

4、可选地，所述对烧结磁块执行分级回火操作，得到钕铁硼磁体，包括：利用预构建的红外线测温仪对烧结磁块执行测温操作，得到初始磁块温度，以得到初始磁块温度的时间为起点并实时记录时间，得到第一冷却时间；对烧结磁块执行自然冷却操作，并利用红外线测温仪实时监测自然冷却操作中的烧结磁块，得到实时温度；获取当前室温，当实时温度达到当前室温时，将所述烧结磁块作为第一冷却磁块，并利用第一冷却时间计算第一保温时间，其中，第一保温时间为第一冷却时间的两倍；利用当前室温及初始磁块温度计算第一阶段温度，计算公式如下所示：

5、，其中，为当前室温，为初始磁块温度，为第一阶段温度；设定预构建的真空回火炉执行加热并保温的温度为第一阶段温度，得到第一回火炉，利用第一回火炉对第一冷却磁块进行加热并保温，得到第一保温磁块，其中，对第一冷却磁块进行保温的时间为第一保温时间；以得到第一保温磁块的时间为起点并实时记录时间，得到第二冷却时间，基于第一保温磁块及第二冷却时间获取第二冷却磁块及第二保温时间，基于当前室温及第一阶段温度计算第二阶段温度；基于第二冷却磁块、第二阶段温度及第二保温时间获取钕铁硼磁体。

6、可选地，所述利用磁能测试样本获取磁体能效积，包括：对磁能测试样本执行称重操作，得到测试质量；利用永磁测量仪对磁能测试样本执行检测操作，得到测试磁能积及测试矫顽力；利用磁能测试样本对应的测试剩磁、样本矫顽力、测试矫顽力、测试质量及测试磁能积计算磁体能效积，计算公式如下所示：

7、，其中，为磁体能效积，为测试剩磁，为样本矫顽力，为测试矫顽力，为测试质量，为测试磁能积，为自然对数。

8、可选地，所述利用电阻测试样本获取磁体电阻率及磁阻感应速率，包括：启动预构建的恒温测试箱，设定启动后的恒温测试箱的温度为当前室温，得到第一恒温箱；将电阻测试样本置入第一恒温箱，以电阻测试样本置入第一恒温箱的时间为起点并实时记录时间，得到恒温时间，当恒温时间达到预设的恒温时间阈值时，得到第一测温样本；在第一恒温箱中对第一测温样本执行四探针法测试，得到磁体电阻率；将第一恒温箱所对应的当前室温更新为预设的第二实验温度，得到第二恒温箱，其中，第二实验温度大于当前室温；基于第一测温样本及第二恒温箱获取第二测温样本及第二电阻率；利用当前室温、第二实验温度、磁体电阻率及第二电阻率计算磁体温变系数，计算公式如下所示：

9、，其中，为磁体温变系数，及分别为磁体电阻率及第二电阻率，为第二实验温度；利用磁体温变系数、第二实验温度及第二测温样本获取磁阻感应速率。

10、可选地，所述利用磁体温变系数、第二实验温度及第二测温样本获取磁阻感应速率，包括：将第二测温样本置入预构建的交变磁场发生器中，得到磁场测试样本，其中，交变磁场发生器包括：交流电源及空心螺线管，其中，空心螺线管包括：卷绕导线，且空心螺线管中卷绕导线的两端均与交流电源相连；启动交变磁场发生器，以启动交变磁场发生器的时间为起点，并实时记录时间，得到升温时间；利用启动后的交变磁场发生器对磁场测试样本执行涡流加热操作，当升温时间达到预设的升温时间阈值时，关闭交变磁场发生器，得到磁场目标样本；利用红外线测温仪对磁场目标样本执行测温操作，得到磁场感应温度；利用第二实验温度、磁场感应温度及升温时间阈值计算温度变化速率，计算公式如下所示：

11、，其中，为温度变化速率，为磁场感应温度，为升温时间阈值；利用温度变化速率及磁体温变系数计算磁阻感应速率，计算公式如下所示：

12、，其中，为磁阻感应速率。

13、可选地，所述利用温度测试样本获取高温磁损率，包括：利用预构建的磁通计对温度测试样本执行检测操作，得到初始磁通；启动预构建的亥姆霍兹线圈，利用启动后的亥姆霍兹线圈对温度测试样本执行充磁操作，得到充磁测试样本；利用磁通计对充磁测试样本执行检测操作，得到测试磁通，利用测试磁通及初始磁通计算充磁差值，比较充磁差值与预设的差值阈值；若充磁差值大于差值阈值，则将测试磁通作为初始磁通，将充磁测试样本作为温度测试样本，返回所述利用启动后的亥姆霍兹线圈对温度测试样本执行充磁操作的步骤，直到充磁差值小于等于差值阈值；若充磁差值小于等于差值阈值，则将充磁测试样本作为目标测试样本，将测试磁通作为目标磁通；获取测试温度序列，从测试温度序列中提取出第个测试温度，其中，测试温度序列中包含个测试温度，的初始值为，且≤；设定预构建真空烘烤炉执行烘烤操作的温度为第个测试温度，得到第个烘烤炉；利用第个烘烤炉对目标测试样本执行烘烤操作，得到第个烘烤样本，对第个烘烤样本执行自然冷却操作，得到第个退磁样本；利用磁通计对第个退磁样本执行检测操作，得到第个温度磁通，将预构建的烘烤测试数列中第项替换为第个温度磁通，得到更新烘烤数列，其中，烘烤测试数列如下所示：

14、，其中，为烘烤测试数列中的第一项，为烘烤测试数列中的第二项，为烘烤测试数列的第项；将更新烘烤数列作为烘烤测试数列，将第个退磁样本作为目标测试样本，令i=+1，将i作为，返回所述从测试温度序列中提取出第个测试温度的步骤，直到i=+1，将更新烘烤数列作为目标烘烤数列；利用目标烘烤数列计算高温磁损率，计算公式如下所示：

15、，其中，为高温磁损率，为目标磁通，为目标烘烤数列中的第个温度磁通，为目标烘烤数列中温度磁通的数量。

16、可选地，所述磁温响应系数的计算公式如下所示：

17、，其中，为磁温响应系数，为双曲正切函数。

18、可选地，所述磁能平衡效率的计算公式如下所示：

19、，其中，为磁能平衡效率，为自然常数。

20、为实现上述目的，本发明还提供一种基于氧化铝掺杂的烧结钕铁硼磁体电阻率优化系统，包括：钕铁硼磁体获取模块，用于获取钕铁硼磁粉及氧化铝粉末，对预设的掺杂比例范围执行均匀采样操作，得到多个掺杂比例，对多个掺杂比例中每一个掺杂比例均执行如下操作：利用预设的钕铁硼质量及钕铁硼磁粉获取钕铁硼样本，利用钕铁硼质量及掺杂比例计算氧化铝质量，利用氧化铝质量及氧化铝粉末获取氧化铝样本，利用预构建的混料机对氧化铝样本及钕铁硼样本执行混合操作，得到初级混合磁粉，利用初级混合磁粉获取钕铁硼磁体；磁体性能筛分模块，用于利用钕铁硼磁体获取磁体样本，利用预构建的永磁测量仪对磁体样本执行检测操作，得到测试剩磁及样本矫顽力，比较测试剩磁与预设的剩磁阈值且比较样本矫顽力与预设的矫顽力阈值，若测试剩磁大于等于剩磁阈值且样本矫顽力大于等于矫顽力阈值，则将磁体样本对应的钕铁硼磁体作为目标磁体；目标磁体测试模块，用于汇总目标磁体，得到多个目标磁体，对多个目标磁体中每一个目标磁体均执行如下操作：利用目标磁体获取磁能测试样本、电阻测试样本及温度测试样本，利用磁能测试样本获取磁体能效积，利用电阻测试样本获取磁体电阻率及磁阻感应速率，利用温度测试样本获取高温磁损率，根据高温磁损率、磁阻感应速率及磁体电阻率计算磁温响应系数，根据磁温响应系数及所述磁体能效积计算磁能平衡效率；优化磁体生产模块，用于汇总磁能平衡效率，得到多个磁能平衡效率，将多个磁能平衡效率中最大的磁能平衡效率作为成功磁能效率，将成功磁能效率对应的掺杂比例作为成功比例，基于钕铁硼磁粉、氧化铝粉末及成功比例获取优化钕铁硼磁体，完成对烧结钕铁硼磁体的电阻率优化。

21、为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：存储器，存储至少一个指令；及处理器，执行所述存储器中存储的指令以实现上述所述的基于氧化铝掺杂的烧结钕铁硼磁体电阻率优化方法。

22、为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，所述至少一个指令被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的基于氧化铝掺杂的烧结钕铁硼磁体电阻率优化方法。

23、本发明为解决背景技术所述问题，本发明通过获取钕铁硼磁粉及氧化铝粉末，对预设的掺杂比例范围执行均匀采样操作，得到多个掺杂比例，对多个掺杂比例中每一个掺杂比例均执行如下操作：利用预设的钕铁硼质量及钕铁硼磁粉获取钕铁硼样本，利用钕铁硼质量及掺杂比例计算氧化铝质量，利用氧化铝质量及氧化铝粉末获取氧化铝样本，利用预构建的混料机对氧化铝样本及钕铁硼样本执行混合操作，得到初级混合磁粉，利用初级混合磁粉获取钕铁硼磁体，可见本发明实施例通过在钕铁硼样本中掺杂氧化铝样本，提高了烧结钕铁硼磁体的电阻率，并且利用多个不同的掺杂比例制作多个钕铁硼磁体，便于后续对多个钕铁硼磁体分别测试，筛选出最佳的掺杂比例，进而利用钕铁硼磁体获取磁体样本，利用预构建的永磁测量仪对磁体样本执行检测操作，得到测试剩磁及样本矫顽力，比较测试剩磁与预设的剩磁阈值且比较样本矫顽力与预设的矫顽力阈值，若测试剩磁大于等于剩磁阈值且样本矫顽力大于等于矫顽力阈值，则将磁体样本对应的钕铁硼磁体作为目标磁体，可见本发明实施例通过检测磁体样本的测试剩磁及样本矫顽力，初步筛选出符合要求的目标磁体，提高后续筛选准确率的同时节省了测试成本，汇总目标磁体，得到多个目标磁体，对多个目标磁体中每一个目标磁体均执行如下操作：利用目标磁体获取磁能测试样本、电阻测试样本及温度测试样本，利用磁能测试样本获取磁体能效积，利用电阻测试样本获取磁体电阻率及磁阻感应速率，利用温度测试样本获取高温磁损率，可见本发明实施例通过磁能测试样本、电阻测试样本及温度测试样本测试出目标磁体的磁体能效积、磁体电阻率、磁阻感应速率及高温磁损率，便于后续根据磁体能效积、磁体电阻率、磁阻感应速率及高温磁损率对目标磁体的磁性能及电阻率进行综合评估，提高钕铁硼磁体的综合品质，根据高温磁损率、磁阻感应速率及磁体电阻率计算磁温响应系数，根据磁温响应系数及所述磁体能效积计算磁能平衡效率，可见本发明实施例通过计算磁能平衡效率，平衡了目标磁体的电阻率及磁性能的权重，量化了目标磁体的综合品质，便于后续利用磁能平衡效率筛选出最佳的掺杂比例，汇总磁能平衡效率，得到多个磁能平衡效率，将多个磁能平衡效率中最大的磁能平衡效率作为成功磁能效率，将成功磁能效率对应的掺杂比例作为成功比例，基于钕铁硼磁粉、氧化铝粉末及成功比例获取优化钕铁硼磁体，完成对烧结钕铁硼磁体的电阻率优化，可见本发明实施例通过磁能平衡效率筛选出最佳的成功比例，进而利用成功比例生产优化钕铁硼磁体，成功优化烧结钕铁硼磁体电阻率的同时，提高了钕铁硼磁体的综合品质。因此，本发明可提高优化钕铁硼磁体的电阻率，提高钕铁硼磁体的综合品质。