Cos'è un magnete permanente e quali sono le categorie

Un magnete permanente, noto anche come magnete duro, è un materiale che può mantenere le sue proprietà magnetiche per un lungo periodo di tempo una volta magnetizzato. Questa capacità di mantenere un campo magnetico costante è dovuta ai magneti morbidi, che perdono il loro magnetismo quando il campo magnetico esterno viene rimosso. I magneti permanenti possono essere trovati naturalmente, come la magnetite (un tipo di ossido di ferro), oppure possono essere prodotti artificialmente. Questi magneti sono ampiamente utilizzati in varie applicazioni tra cui elettronica, ingegneria elettrica, macchinari, trasporti, sanità e prodotti per la vita quotidiana.

I magneti permanenti sono caratterizzati da un ampio ciclo di isteresi, da un'elevata coercività e da un'elevata rimanenza. Operano nel secondo quadrante della curva di smagnetizzazione dopo essere stati saturati e caricati magneticamente. Per garantire la massima energia magnetica immagazzinata e un magnetismo stabile, i magneti permanenti dovrebbero avere la massima coercività (Hc), rimanenza (Br) e il massimo prodotto energetico ((BH)m) possibile.

I magneti permanenti possono essere classificati in due categorie principali in base alla composizione del materiale: materiali magnetici permanenti in lega e materiali magnetici permanenti in ferrite.

I materiali magnetici permanenti in lega includono:

1. Magneti permanenti al neodimio per terre rare (ad esempio, Nd2Fe14B o Magneti al neodimio ): questi sono tra i magneti più potenti disponibili in commercio. Hanno proprietà magnetiche elevatissime, con un prodotto energetico massimo (BHmax) oltre 10 volte superiore a quello della ferrite. I magneti NdFeB possono essere ulteriormente suddivisi in NdFeB legato, NdFeB sinterizzato e NdFeB stampato ad iniezione in base ai processi di produzione. I magneti NdFeB legati sono realizzati mescolando polvere di NdFeB con leganti come resina, plastica o metalli a basso punto di fusione e quindi formati mediante compressione, estrusione o stampaggio a iniezione. I magneti NdFeB sinterizzati sono prodotti mediante fresatura e sinterizzazione a getto d'aria, con conseguente elevata coercività ed eccellenti proprietà meccaniche. I magneti NdFeB stampati a iniezione offrono un'elevata precisione e possono essere facilmente trasformati in forme complesse.

2. Samario Cobalto (SmCo): i magneti SmCo si dividono in SmCo5 e Sm2Co17 in base alla loro composizione. Essendo un magnete permanente di terre rare di seconda generazione, SmCo non solo ha un prodotto energetico massimo elevato (14-28 MGOe) e una coercività affidabile, ma mostra anche buone caratteristiche di temperatura. Rispetto a NdFeB, SmCo è più adatto per applicazioni ad alta temperatura (superiore a 200°C).

3. Alluminio Nichel Cobalto (AlNiCo): AlNiCo è una lega composta da alluminio, nichel, cobalto, ferro e altri oligoelementi metallici. Può essere prodotto tramite processi di sinterizzazione o fusione, consentendo la produzione di varie dimensioni e forme. I magneti permanenti fusi in AlNiCo hanno il coefficiente di temperatura reversibile più basso e possono funzionare a temperature fino a oltre 600°C.

Materiali magnetici permanenti in ferrite (ferrite): i magneti in ferrite sono realizzati principalmente con materie prime come BaFe12O19 e SrFe12O19 attraverso la lavorazione della ceramica. Sono duri e fragili, con una buona resistenza alla temperatura e un basso costo, che li rendono i magneti permanenti più utilizzati.

In sintesi, i magneti permanenti svolgono un ruolo cruciale in numerose applicazioni grazie alla loro capacità di trattenere il magnetismo nel tempo. Le loro diverse composizioni di materiali e processi di produzione offrono una gamma di proprietà adatte a varie applicazioni.