稀土永磁體的熱膨脹和磁致伸縮現(xiàn)象均會(huì)使其尺寸出現(xiàn)不同程度的變化。若與磁性組件中其他裝配材料的熱脹冷縮差異較大,這種尺寸變化會(huì)對(duì)磁體產(chǎn)生一定的應(yīng)力,將有可能使磁體出現(xiàn)機(jī)械損傷或性能惡化。在尺寸較大的永磁材料應(yīng)用中,熱膨脹和磁致伸縮現(xiàn)象需給予充分關(guān)注。
常規(guī)的金屬和非金屬材料均有正線膨脹系數(shù),故常有熱脹冷縮的說(shuō)法,如鋼、銅和鋁的線膨脹系數(shù)分別為12 x 10-6/℃、17 x -6/℃和24 x -6/℃。燒結(jié)鐵氧體和燒結(jié)釤鈷磁體的線膨脹系數(shù)在(10~15) x 10-6/℃的范圍之內(nèi),與鋼十分接近,故這兩種磁體在與鐵軛裝配生產(chǎn)磁性組件時(shí),無(wú)需擔(dān)心熱膨脹引起的失配問(wèn)題。但SmCo和鐵氧體的強(qiáng)磁晶各向異性會(huì)導(dǎo)致需要取向的燒結(jié)磁體的熱膨脹系數(shù)也存在各向異性,這是磁體制備和應(yīng)用中需要考慮的現(xiàn)象。釹鐵硼磁體的熱脹冷縮行為更為詭異,在低于居里溫度下,其主相Nd2Fe14B相存在明顯的因瓦效應(yīng),垂直于其c軸方向上的線膨脹系數(shù)為負(fù),平行于其c軸方向上的線膨脹系數(shù)在低于居里溫度約70℃后變回正值,線膨脹系數(shù)的平均值為1 x 10-6/℃。釹鐵硼磁體反常的熱膨脹源于鐵原子的3d電子磁性特征,如應(yīng)用粘結(jié)方式將磁體與其他材料組裝成磁性組件,裝配和使用過(guò)程中的失配情況較為嚴(yán)重。