Mi az állandó mágnes és milyen kategóriák vannak

Az állandó mágnes, más néven kemény mágnes, olyan anyag, amely mágnesezés után hosszú ideig megőrzi mágneses tulajdonságait. Ez az állandó mágneses mező fenntartásának képessége a lágy mágnesektől származik, amelyek elveszítik mágnesességüket, amikor a külső mágneses mezőt eltávolítják. Az állandó mágnesek megtalálhatók a természetben is, mint például a magnetit (a vas-oxid egy fajtája), vagy mesterségesen is előállíthatók. Ezeket a mágneseket széles körben használják különféle alkalmazásokban, beleértve az elektronikát, az elektrotechnikát, a gépeket, a szállítást, az egészségügyet és a mindennapi élethez szükséges termékeket.

Az állandó mágneseket széles hiszterézis hurok, nagy koercitivitás és nagy remanencia jellemzi. A lemágnesezési görbe második kvadránsában működnek, miután telítettek és mágnesesen feltöltöttek. A maximálisan tárolt mágneses energia és a stabil mágnesesség biztosítása érdekében az állandó mágneseknek a lehető legnagyobb koercitivitással (Hc), remanenciával (Br) és maximális energiatermékkel ((BH)m) kell rendelkezniük.

Az állandó mágnesek anyagösszetételük alapján két nagy kategóriába sorolhatók: ötvözött állandó mágneses anyagok és ferrit állandó mágneses anyagok.

Az ötvözött állandó mágneses anyagok a következők:

1. Ritkaföldfém neodímium állandó mágnesek (pl. Nd2Fe14B, vagy Neodímium mágnesek ): Ezek a kereskedelemben kapható legerősebb mágnesek közé tartoznak. Rendkívül magas mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek, maximális energiatermékük (BHmax) több mint 10-szer magasabb, mint a ferrité. Az NdFeB mágnesek a gyártási folyamatok alapján tovább oszthatók kötött NdFeB-re, szinterezett NdFeB-re és fröccsöntött NdFeB-re. A ragasztott NdFeB mágneseket az NdFeB por kötőanyagokkal, például gyantával, műanyaggal vagy alacsony olvadáspontú fémekkel való összekeverésével állítják elő, majd sajtolással, extrudálással vagy fröccsöntéssel alakítják ki. A szinterezett NdFeB mágneseket légsugaras marással és szintereléssel állítják elő, ami nagy koercitivitást és kiváló mechanikai tulajdonságokat eredményez. A fröccsöntött NdFeB mágnesek nagy pontosságot kínálnak, és könnyen alakíthatók összetett formákká.

2. Szamárium-kobalt (SmCo): Az SmCo mágneseket összetételük alapján SmCo5-re és Sm2Co17-re osztják. Második generációs ritkaföldfém állandó mágnesként az SmCo nemcsak magas maximális energiatermékkel (14-28 MGOe) és megbízható koercitivitással rendelkezik, hanem jó hőmérsékleti jellemzőkkel is rendelkezik. Az NdFeB-hez képest az SmCo alkalmasabb magas hőmérsékletű alkalmazásokhoz (200 °C felett).

3. Alumínium-nikkel-kobalt (AlNiCo): Az AlNiCo alumíniumból, nikkelből, kobaltból, vasból és egyéb fémes nyomelemekből álló ötvözet. Szinterezési vagy öntési eljárásokkal állítható elő, lehetővé téve különféle méretű és formájú gyártását. Az öntött AlNiCo állandó mágnesek a legalacsonyabb reverzibilis hőmérsékleti együtthatóval rendelkeznek, és akár 600 °C feletti hőmérsékleten is működhetnek.

Ferrit állandó mágneses anyagok (ferrit): A ferritmágnesek elsősorban olyan nyersanyagokból készülnek, mint a BaFe12O19 és SrFe12O19 kerámiafeldolgozással. Kemények és törékenyek, jó hőállósággal és alacsony költséggel rendelkeznek, így a legszélesebb körben használt állandó mágnesek.

Összefoglalva, az állandó mágnesek döntő szerepet játszanak számos alkalmazásban, mivel képesek megőrizni a mágnesességet az idő múlásával. Változatos anyagösszetételük és gyártási folyamataik a különféle alkalmazásokhoz megfelelő tulajdonságok széles skáláját kínálják.