Mis on püsimagnet ja millised on kategooriad

Püsimagnet, tuntud ka kui kõva magnet, on materjal, mis võib pärast magnetiseerimist säilitada oma magnetilised omadused pika aja jooksul. See võime säilitada konstantset magnetvälja tuleneb pehmetest magnetitest, mis välise magnetvälja eemaldamisel kaotavad oma magnetilisuse. Püsimagneteid võib leida looduslikult, näiteks magnetiiti (raudoksiidi tüüp), või neid saab kunstlikult valmistada. Neid magneteid kasutatakse laialdaselt erinevates rakendustes, sealhulgas elektroonikas, elektrotehnikas, masinates, transpordis, tervishoius ja igapäevaelu toodetes.

Püsimagneteid iseloomustab nende lai hüstereesisilmus, kõrge koertsitiivsus ja kõrge remanentsus. Need töötavad demagnetiseerimiskõvera teises kvadrandis pärast küllastumist ja magnetilist laadimist. Maksimaalse salvestatud magnetenergia ja stabiilse magnetismi tagamiseks peaks püsimagnetitel olema võimalikult kõrge koertsitiivsus (Hc), remanents (Br) ja maksimaalne energiaprodukt ((BH)m).

Püsimagnetid võib nende materjali koostise alusel liigitada kahte suurde kategooriasse: sulamitest püsimagnetmaterjalid ja ferriidist püsimagnetmaterjalid.

Legeeritud püsimagnetmaterjalide hulka kuuluvad:

1. Haruldased muldmetallid neodüümpüsimagnetid (nt Nd2Fe14B või Neodüümmagnetid : need on ühed tugevaimad müügilolevad magnetid. Neil on äärmiselt kõrged magnetilised omadused ja maksimaalne energiaprodukt (BHmax) on üle 10 korra kõrgem kui ferriidil. NdFeB-magneteid saab tootmisprotsesside põhjal jagada täiendavalt ühendatud NdFeB-ks, paagutatud NdFeB-ks ja survevaluga NdFeB-ks. Ühendatud NdFeB magnetid valmistatakse NdFeB pulbri segamisel sideainetega, nagu vaik, plast või madala sulamistemperatuuriga metallid, ja seejärel moodustatakse kokkupressimise, ekstrusiooni või survevalu abil. Paagutatud NdFeB magnetid toodetakse õhujoaga jahvatamise ja paagutamise teel, mille tulemuseks on kõrge koertsitiivsus ja suurepärased mehaanilised omadused. Injektsioonvormitud NdFeB magnetid pakuvad suurt täpsust ja neid saab hõlpsasti keerukateks kujunditeks muuta.

2. Samarium Cobalt (SmCo): SmCo magnetid jagunevad nende koostise alusel SmCo5 ja Sm2Co17. Teise põlvkonna haruldaste muldmetallide püsimagnetina ei oma SmCo mitte ainult kõrget maksimaalset energiaprodukti (14–28 MGOe) ja usaldusväärset koertsitiivi, vaid sellel on ka head temperatuuriomadused. Võrreldes NdFeB-ga on SmCo sobivam kõrgel temperatuuril (üle 200 °C) kasutamiseks.

3. Alumiinium-nikkelkoobalt (AlNiCo): AlNiCo on sulam, mis koosneb alumiiniumist, niklist, koobaltist, rauast ja muudest metallist mikroelementidest. Seda saab toota paagutamise või valamise protsesside abil, mis võimaldab toota erineva suuruse ja kujuga. Valatud AlNiCo püsimagnetid on madalaima pööratava temperatuurikoefitsiendiga ja võivad töötada temperatuuridel kuni üle 600°C.

Ferriidi püsimagnetmaterjalid (ferriit): Ferriitmagnetid on peamiselt valmistatud keraamilise töötlemise teel sellistest toorainetest nagu BaFe12O19 ja SrFe12O19. Need on kõvad ja rabedad, hea temperatuuritaluvusega ja madala hinnaga, mistõttu on need kõige laialdasemalt kasutatavad püsimagnetid.

Kokkuvõttes mängivad püsimagnetid paljudes rakendustes otsustavat rolli, kuna nad suudavad aja jooksul magnetismi säilitada. Nende mitmekesine materjali koostis ja tootmisprotsessid pakuvad erinevaid omadusi, mis sobivad erinevateks rakendusteks.