Τι είναι ένας μόνιμος μαγνήτης και ποιες είναι οι κατηγορίες

Ένας μόνιμος μαγνήτης, επίσης γνωστός ως σκληρός μαγνήτης, είναι ένα υλικό που μπορεί να διατηρήσει τις μαγνητικές του ιδιότητες για μεγάλο χρονικό διάστημα μόλις μαγνητοποιηθεί. Αυτή η ικανότητα να διατηρεί ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο από τους μαλακούς μαγνήτες, οι οποίοι χάνουν τον μαγνητισμό τους όταν αφαιρείται το εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Οι μόνιμοι μαγνήτες μπορούν να βρεθούν φυσικά, όπως ο μαγνητίτης (ένας τύπος οξειδίου του σιδήρου), ή μπορούν να κατασκευαστούν τεχνητά. Αυτοί οι μαγνήτες χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορες εφαρμογές, όπως ηλεκτρονικά, ηλεκτρολόγια μηχανικά, μηχανήματα, μεταφορές, υγειονομική περίθαλψη και προϊόντα καθημερινής ζωής.

Οι μόνιμοι μαγνήτες χαρακτηρίζονται από τον ευρύ βρόχο υστέρησης, την υψηλή εξαναγκαστικότητα και την υψηλή αναδιάρθρωση. Λειτουργούν στο δεύτερο τεταρτημόριο της καμπύλης απομαγνητικοποίησης αφού είναι κορεσμένα και φορτισμένα μαγνητικά. Για να εξασφαλιστεί η μέγιστη αποθηκευμένη μαγνητική ενέργεια και ο σταθερός μαγνητισμός, οι μόνιμοι μαγνήτες θα πρέπει να έχουν όσο το δυνατόν υψηλότερη εξαναγκαστικότητα (HC), Recanence (BR) και μέγιστο ενεργειακό προϊόν ((BH) M).

Οι μόνιμοι μαγνήτες μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο μεγάλες κατηγορίες με βάση τη σύνθεση υλικού τους: κράμα μόνιμα μαγνητικά υλικά και μόνιμα μαγνητικά υλικά φερρίτη.

Μόνιμα μαγνητικά υλικά κράματος περιλαμβάνουν:

1. Μόνιμοι Μόνιμοι Νεοδυμίου Σπάνιων γαιών (π.χ. ND2FE14B, ή Οι μαγνήτες νεοδυμίου ): Αυτοί είναι από τους ισχυρότερους μαγνήτες που είναι εμπορικά διαθέσιμοι. Έχουν εξαιρετικά υψηλές μαγνητικές ιδιότητες, με μέγιστο ενεργειακό προϊόν (BHMAX) πάνω από 10 φορές υψηλότερο από αυτό του φερρίτη. Οι μαγνήτες NDFEB μπορούν να χωριστούν περαιτέρω σε συνδεδεμένο NDFEB, Sintered NDFEB και NDFEB με έγχυση με βάση τις διαδικασίες παραγωγής. Οι συνδεδεμένοι μαγνήτες NDFEB κατασκευάζονται με ανάμειξη της σκόνης NDFEB με συνδετικά όπως η ρητίνη, το πλαστικό ή τα μέταλλα χαμηλής μείωσης και στη συνέχεια σχηματίζονται μέσω συμπίεσης, εξώθησης ή χύτευσης με έγχυση. Οι πυροσυσσωρευμένοι μαγνήτες NDFEB παράγονται μέσω άλεσης και πυροσυσσωμάτωσης αέρα, με αποτέλεσμα την υψηλή εξαναγκαστικότητα και τις εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες. Οι μαγνήτες NDFEB με έγχυση προσφέρουν υψηλή ακρίβεια και μπορούν εύκολα να κατασκευαστούν σε σύνθετα σχήματα.

2. Samarium Cobalt (SMCO): Οι μαγνήτες SMCO χωρίζονται σε SMCO5 και SM2CO17 με βάση τη σύνθεσή τους. Ως μόνιμος μαγνήτης σπάνιας γης δεύτερης γενιάς, το SMCO όχι μόνο έχει υψηλό μέγιστο ενεργειακό προϊόν (14-28 MGOE) και αξιόπιστη εξαναγκαστικότητα, αλλά παρουσιάζει επίσης καλά χαρακτηριστικά θερμοκρασίας. Σε σύγκριση με το NDFEB, το SMCO είναι πιο κατάλληλο για εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας (πάνω από 200 ° C).

3. Αλουμινίου νικελίου κοβάλτιο (Alnico): Το Alnico είναι ένα κράμα που αποτελείται από αλουμίνιο, νικέλιο, κοβάλτιο, σίδηρο και άλλα μεταλλικά στοιχεία ιχνοστοιχείων. Μπορεί να παραχθεί μέσω διαδικασιών πυροσυσσωμάτωσης ή χύτευσης, επιτρέποντας την παραγωγή διαφόρων μεγεθών και σχημάτων. Χύτευση Οι μόνιμοι μαγνήτες ALNICO έχουν το χαμηλότερο αναστρέψιμο συντελεστή θερμοκρασίας και μπορούν να λειτουργούν σε θερμοκρασίες μέχρι πάνω από 600 ° C.

Μόνιμα μαγνητικά υλικά Ferrite (Ferrite): Οι μαγνήτες φερρίτη είναι κυρίως κατασκευασμένα από πρώτες ύλες όπως το BAFE12O19 και το SRFE12O19 μέσω της κεραμικής επεξεργασίας. Είναι σκληρά και εύθραυστα, με καλή αντοχή στη θερμοκρασία και χαμηλό κόστος, καθιστώντας τους τους πιο ευρέως χρησιμοποιημένους μόνιμους μαγνήτες.

Συνοπτικά, οι μόνιμοι μαγνήτες διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο σε πολυάριθμες εφαρμογές λόγω της ικανότητάς τους να διατηρούν τον μαγνητισμό με την πάροδο του χρόνου. Οι ποικίλες συνθέσεις υλικού και οι διαδικασίες παραγωγής προσφέρουν μια σειρά ιδιοτήτων κατάλληλες για διάφορες εφαρμογές.