Co je to permanentní magnet a jaké jsou kategorie

Permanentní magnet, také známý jako tvrdý magnet, je materiál, který si po zmagnetování může po dlouhou dobu zachovat své magnetické vlastnosti. Tato schopnost udržovat konstantní magnetické pole je způsobena měkkými magnety, které po odstranění vnějšího magnetického pole ztrácejí svůj magnetismus. Permanentní magnety lze nalézt přirozeně, jako je magnetit (druh oxidu železa), nebo je lze vyrobit uměle. Tyto magnety jsou široce používány v různých aplikacích včetně elektroniky, elektrotechniky, strojů, dopravy, zdravotnictví a produktů každodenního života.

Permanentní magnety se vyznačují širokou hysterezní smyčkou, vysokou koercitivitou a vysokou remanencí. Po nasycení a magnetickém nabití pracují ve druhém kvadrantu demagnetizační křivky. Pro zajištění maximální akumulované magnetické energie a stabilního magnetismu by permanentní magnety měly mít co nejvyšší koercitivitu (Hc), remanenci (Br) a maximální energetický produkt ((BH)m).

Permanentní magnety lze rozdělit do dvou hlavních kategorií na základě jejich materiálového složení: slitinové permanentní magnetické materiály a feritové permanentní magnetické materiály.

Mezi slitinové permanentní magnetické materiály patří:

1. Permanentní neodymové magnety vzácných zemin (např. Nd2Fe14B nebo Neodymové magnety : Patří mezi nejsilnější komerčně dostupné magnety. Mají extrémně vysoké magnetické vlastnosti, s maximálním energetickým produktem (BHmax) více než 10krát vyšším než u feritu. Magnety NdFeB lze dále rozdělit na vázané NdFeB, slinuté NdFeB a vstřikované NdFeB na základě výrobních procesů. Lepené magnety NdFeB se vyrábějí smícháním prášku NdFeB s pojivy, jako je pryskyřice, plasty nebo kovy s nízkou teplotou tání, a poté se formují lisováním, vytlačováním nebo vstřikováním. Slinuté magnety NdFeB jsou vyráběny tryskovým frézováním a slinováním, což vede k vysoké koercitivitě a vynikajícím mechanickým vlastnostem. Vstřikované magnety NdFeB nabízejí vysokou přesnost a lze je snadno vyrobit do složitých tvarů.

2. Samarium Cobalt (SmCo): Magnety SmCo se podle složení dělí na SmCo5 a Sm2Co17. Jako permanentní magnet ze vzácných zemin druhé generace má SmCo nejen produkt s vysokou maximální energií (14-28 MGOe) a spolehlivou koercitivitu, ale také vykazuje dobré teplotní charakteristiky. Ve srovnání s NdFeB je SmCo vhodnější pro vysokoteplotní aplikace (nad 200 °C).

3. Aluminium Nickel Cobalt (AlNiCo): AlNiCo je slitina složená z hliníku, niklu, kobaltu, železa a dalších stopových kovových prvků. Lze jej vyrábět slinováním nebo odléváním, což umožňuje výrobu různých velikostí a tvarů. Permanentní magnety lité AlNiCo mají nejnižší reverzibilní teplotní koeficient a mohou pracovat při teplotách až nad 600 °C.

Feritové permanentní magnetické materiály (Ferrit): Feritové magnety se primárně vyrábějí ze surovin jako BaFe12O19 a SrFe12O19 prostřednictvím keramického zpracování. Jsou tvrdé a křehké, s dobrou teplotní odolností a nízkou cenou, což z nich dělá nejrozšířenější permanentní magnety.

Stručně řečeno, permanentní magnety hrají klíčovou roli v mnoha aplikacích kvůli jejich schopnosti udržet magnetismus v průběhu času. Jejich různorodé materiálové složení a výrobní procesy nabízejí řadu vlastností vhodných pro různé aplikace.