آهنربای دائم چیست و چه دسته بندی هایی دارد

آهنربای دائمی که به عنوان آهنربای سخت نیز شناخته می شود، ماده ای است که پس از مغناطیسی شدن می تواند خواص مغناطیسی خود را در مدت زمان طولانی حفظ کند. این توانایی برای حفظ یک میدان مغناطیسی ثابت، آن را از آهنرباهای نرم ناشی می‌کند که با حذف میدان مغناطیسی خارجی، مغناطیس خود را از دست می‌دهند. آهنرباهای دائمی را می توان به طور طبیعی یافت، مانند مگنتیت (نوعی اکسید آهن)، یا می توان آنها را به صورت مصنوعی ساخت. این آهنرباها به طور گسترده در کاربردهای مختلف از جمله الکترونیک، مهندسی برق، ماشین آلات، حمل و نقل، مراقبت های بهداشتی و محصولات زندگی روزمره استفاده می شوند.

آهنرباهای دائمی با حلقه هیسترزیس گسترده، اجباری بالا و ماندگاری زیاد مشخص می شوند. آنها پس از اشباع شدن و بارگیری مغناطیسی در ربع دوم منحنی مغناطیس زدایی عمل می کنند. برای حصول اطمینان از حداکثر انرژی مغناطیسی ذخیره شده و مغناطیس پایدار، آهنرباهای دائمی باید تا حد امکان دارای اجبار (Hc)، ماندگاری (Br) و حداکثر محصول انرژی ((BH)m) باشند.

آهنرباهای دائمی را می توان بر اساس ترکیب مواد به دو دسته عمده تقسیم کرد: مواد مغناطیسی دائمی آلیاژی و مواد مغناطیسی دائمی فریت.

مواد مغناطیسی دائمی آلیاژی عبارتند از:

1. آهنرباهای نئودیمیوم دائمی زمین کمیاب (مانند Nd2Fe14B یا آهنرباهای نئودیمیم : این آهنرباها یکی از قوی ترین آهنرباهای تجاری موجود هستند. آنها دارای خواص مغناطیسی بسیار بالایی هستند، با حداکثر محصول انرژی (BHmax) بیش از 10 برابر بیشتر از فریت. آهنرباهای NdFeB را می توان بر اساس فرآیندهای تولید به NdFeB پیوندی، NdFeB متخلخل و NdFeB قالب گیری تزریقی تقسیم کرد. آهنرباهای پیوندی NdFeB با مخلوط کردن پودر NdFeB با چسب هایی مانند رزین، پلاستیک یا فلزات با نقطه ذوب پایین ساخته می شوند و سپس از طریق فشرده سازی، اکستروژن یا قالب گیری تزریقی تشکیل می شوند. آهنرباهای NdFeB تف جوشی شده از طریق فرز و تف جوشی با جت هوا تولید می شوند و در نتیجه قدرت اجباری بالا و خواص مکانیکی عالی دارند. آهنرباهای NdFeB قالب گیری تزریقی دقت بالایی دارند و به راحتی می توان آنها را به اشکال پیچیده تبدیل کرد.

2. ساماریوم کبالت (SmCo): آهنرباهای SmCo بر اساس ترکیب خود به SmCo5 و Sm2Co17 تقسیم می شوند. به عنوان یک آهنربای دائمی خاکی کمیاب نسل دوم، SmCo نه تنها دارای حداکثر انرژی بالا (14-28 MGOe) و اجبار قابل اعتماد است، بلکه ویژگی های دمایی خوبی را نیز نشان می دهد. در مقایسه با NdFeB، SmCo برای کاربردهای با دمای بالا (بالای 200 درجه سانتیگراد) مناسب تر است.

3. آلومینیوم نیکل کبالت (AlNiCo): AlNiCo آلیاژی است که از آلومینیوم، نیکل، کبالت، آهن و سایر عناصر فلزی کمیاب تشکیل شده است. می توان آن را از طریق فرآیندهای پخت یا ریخته گری تولید کرد که امکان تولید اندازه ها و اشکال مختلف را فراهم می کند. آهنرباهای دائمی Cast AlNiCo کمترین ضریب دمایی برگشت پذیر را دارند و می توانند در دمای بیش از 600 درجه سانتیگراد کار کنند.

مواد مغناطیسی دائمی فریت (فریت): آهنرباهای فریت عمدتاً از مواد خام مانند BaFe12O19 و SrFe12O19 از طریق پردازش سرامیکی ساخته می شوند. آنها سخت و شکننده هستند، با مقاومت دمایی خوب و هزینه کم، آنها را به پرمصرف ترین آهنرباهای دائمی تبدیل می کند.

به طور خلاصه، آهنرباهای دائمی به دلیل توانایی آنها در حفظ مغناطیس در طول زمان، نقش مهمی در کاربردهای متعدد بازی می کنند. ترکیبات متنوع مواد و فرآیندهای تولید آنها طیف وسیعی از خواص مناسب برای کاربردهای مختلف را ارائه می دهد.