Wat is een permanente magneet en wat zijn de categorieën

Een permanente magneet, ook wel harde magneet genoemd, is een materiaal dat zijn magnetische eigenschappen gedurende een lange periode kan behouden nadat het is gemagnetiseerd. Dit vermogen om een ​​constant magnetisch veld te handhaven is afkomstig van zachte magneten, die hun magnetisme verliezen wanneer het externe magnetische veld wordt verwijderd. Permanente magneten kunnen op natuurlijke wijze worden gevonden, zoals magnetiet (een soort ijzeroxide), maar ze kunnen ook kunstmatig worden vervaardigd. Deze magneten worden veel gebruikt in verschillende toepassingen, waaronder elektronica, elektrotechniek, machines, transport, gezondheidszorg en producten voor het dagelijks leven.

Permanente magneten worden gekenmerkt door hun brede hysteresislus, hoge coërciviteit en hoge remanentie. Ze werken in het tweede kwadrant van de demagnetisatiecurve nadat ze verzadigd en magnetisch geladen zijn. Om maximale opgeslagen magnetische energie en stabiel magnetisme te garanderen, moeten permanente magneten een zo hoog mogelijke coërciviteit (Hc), remanentie (Br) en maximaal energieproduct ((BH) m) hebben.

Permanente magneten kunnen worden ingedeeld in twee hoofdcategorieën op basis van hun materiaalsamenstelling: permanente magnetische materialen van legeringen en permanente magnetische materialen van ferriet.

Legering permanente magnetische materialen omvatten:

1. Zeldzame aarde permanente neodymiummagneten (bijv. Nd2Fe14B of Neodymiummagneten ): Deze behoren tot de sterkste magneten die in de handel verkrijgbaar zijn. Ze hebben extreem hoge magnetische eigenschappen, met een maximaal energieproduct (BHmax) dat ruim 10 keer hoger is dan dat van ferriet. NdFeB-magneten kunnen op basis van productieprocessen verder worden onderverdeeld in gebonden NdFeB, gesinterd NdFeB en spuitgegoten NdFeB. Gebonden NdFeB-magneten worden gemaakt door NdFeB-poeder te mengen met bindmiddelen zoals hars, plastic of metalen met een laag smeltpunt, en vervolgens gevormd door compressie, extrusie of spuitgieten. Gesinterde NdFeB-magneten worden geproduceerd door middel van luchtstraalfrezen en sinteren, wat resulteert in een hoge coërciviteit en uitstekende mechanische eigenschappen. Spuitgegoten NdFeB-magneten bieden een hoge nauwkeurigheid en kunnen eenvoudig in complexe vormen worden gemaakt.

2. Samarium Cobalt (SmCo): SmCo-magneten zijn op basis van hun samenstelling onderverdeeld in SmCo5 en Sm2Co17. Als permanente magneet van zeldzame aardmetalen van de tweede generatie heeft SmCo niet alleen een hoog maximaal energieproduct (14-28 MGOe) en een betrouwbare coërciviteit, maar vertoont hij ook goede temperatuureigenschappen. Vergeleken met NdFeB is SmCo geschikter voor toepassingen bij hoge temperaturen (boven 200°C).

3. Aluminium-nikkel-kobalt (AlNiCo): AlNiCo is een legering bestaande uit aluminium, nikkel, kobalt, ijzer en andere metaalachtige sporenelementen. Het kan worden geproduceerd door middel van sinter- of gietprocessen, waardoor de productie van verschillende maten en vormen mogelijk is. Gegoten AlNiCo permanente magneten hebben de laagste omkeerbare temperatuurcoëfficiënt en kunnen werken bij temperaturen tot boven 600°C.

Ferriet permanente magnetische materialen (ferriet): Ferrietmagneten worden voornamelijk gemaakt van grondstoffen zoals BaFe12O19 en SrFe12O19 door middel van keramische verwerking. Ze zijn hard en bros, hebben een goede temperatuurbestendigheid en zijn goedkoop, waardoor ze de meest gebruikte permanente magneten zijn.

Samenvattend spelen permanente magneten een cruciale rol in tal van toepassingen vanwege hun vermogen om magnetisme in de loop van de tijd vast te houden. Hun uiteenlopende materiaalsamenstellingen en productieprocessen bieden een scala aan eigenschappen die geschikt zijn voor verschillende toepassingen.