Čo je to permanentný magnet a aké sú kategórie

Permanentný magnet, tiež známy ako tvrdý magnet, je materiál, ktorý si po zmagnetizovaní dokáže zachovať svoje magnetické vlastnosti po dlhú dobu. Táto schopnosť udržiavať konštantné magnetické pole je spôsobená mäkkými magnetmi, ktoré po odstránení vonkajšieho magnetického poľa strácajú svoj magnetizmus. Permanentné magnety možno nájsť prirodzene, ako je magnetit (druh oxidu železa), alebo sa dajú vyrobiť umelo. Tieto magnety sa široko používajú v rôznych aplikáciách vrátane elektroniky, elektrotechniky, strojov, dopravy, zdravotníctva a produktov každodenného života.

Permanentné magnety sa vyznačujú širokou hysteréznou slučkou, vysokou koercitivitou a vysokou remanenciou. Po nasýtení a magnetickom nabití pracujú v druhom kvadrante demagnetizačnej krivky. Aby sa zabezpečila maximálna uložená magnetická energia a stabilný magnetizmus, permanentné magnety by mali mať čo najvyššiu koercitivitu (Hc), remanenciu (Br) a maximálny energetický produkt ((BH)m).

Permanentné magnety možno rozdeliť do dvoch hlavných kategórií na základe ich materiálového zloženia: zliatinové permanentné magnetické materiály a feritové permanentné magnetické materiály.

Zliatinové permanentné magnetické materiály zahŕňajú:

1. Permanentné neodymové magnety vzácnych zemín (napr. Nd2Fe14B, príp Neodymové magnety : Patria medzi najsilnejšie komerčne dostupné magnety. Majú extrémne vysoké magnetické vlastnosti, s maximálnym energetickým produktom (BHmax) viac ako 10-krát vyšším ako ferit. NdFeB magnety možno ďalej rozdeliť na viazané NdFeB, spekané NdFeB a vstrekované NdFeB na základe výrobných procesov. Lepené magnety NdFeB sa vyrábajú zmiešaním prášku NdFeB so spojivami, ako je živica, plast alebo kovy s nízkou teplotou topenia, a potom sa formujú lisovaním, vytláčaním alebo vstrekovaním. Spekané magnety NdFeB sa vyrábajú frézovaním a spekaním prúdom vzduchu, výsledkom čoho je vysoká koercivita a vynikajúce mechanické vlastnosti. Vstrekované magnety NdFeB ponúkajú vysokú presnosť a dajú sa ľahko vyrobiť do zložitých tvarov.

2. Samarium Cobalt (SmCo): Magnety SmCo sa na základe zloženia delia na SmCo5 a Sm2Co17. Ako permanentný magnet zo vzácnych zemín druhej generácie má SmCo nielen vysoký maximálny energetický produkt (14-28 MGOe) a spoľahlivú koercitivitu, ale vykazuje aj dobré teplotné charakteristiky. V porovnaní s NdFeB je SmCo vhodnejší pre vysokoteplotné aplikácie (nad 200°C).

3. Aluminium Nickel Cobalt (AlNiCo): AlNiCo je zliatina zložená z hliníka, niklu, kobaltu, železa a iných stopových kovových prvkov. Môže sa vyrábať procesom spekania alebo odlievania, čo umožňuje výrobu rôznych veľkostí a tvarov. Liate AlNiCo permanentné magnety majú najnižší reverzibilný teplotný koeficient a môžu pracovať pri teplotách až nad 600°C.

Feritové permanentné magnetické materiály (Ferrit): Feritové magnety sa primárne vyrábajú zo surovín ako BaFe12O19 a SrFe12O19 prostredníctvom keramického spracovania. Sú tvrdé a krehké, s dobrou teplotnou odolnosťou a nízkou cenou, čo z nich robí najpoužívanejšie permanentné magnety.

Stručne povedané, permanentné magnety hrajú kľúčovú úlohu v mnohých aplikáciách kvôli ich schopnosti udržať magnetizmus v priebehu času. Ich rôznorodé materiálové zloženie a výrobné procesy ponúkajú celý rad vlastností vhodných pre rôzne aplikácie.