Kaj je trajni magnet in katere so kategorije

Trajni magnet, znan tudi kot trdi magnet, je material, ki lahko ohrani svoje magnetne lastnosti v daljšem časovnem obdobju, ko je bil magnetiziran. Ta sposobnost vzdrževanja stalnega magnetnega polja je posledica mehkih magnetov, ki izgubijo svoj magnetizem, ko se zunanje magnetno polje odstrani. Trajne magnete lahko najdemo v naravi, na primer magnetit (vrsta železovega oksida), lahko pa jih izdelamo umetno. Ti magneti se pogosto uporabljajo v različnih aplikacijah, vključno z elektroniko, elektrotehniko, stroji, transportom, zdravstvenim varstvom in izdelki za vsakdanje življenje.

Za trajne magnete je značilna široka histerezna zanka, visoka koercitivnost in visoka remanenca. Delujejo v drugem kvadrantu krivulje demagnetizacije, potem ko so nasičeni in magnetno nabiti. Za zagotovitev največje shranjene magnetne energije in stabilnega magnetizma morajo imeti trajni magneti čim večjo koercitivnost (Hc), remanenco (Br) in največji produkt energije ((BH)m).

Trajne magnete je mogoče razvrstiti v dve veliki kategoriji glede na njihovo materialno sestavo: trajni magnetni materiali iz zlitin in feritni trajni magnetni materiali.

Trajni magnetni materiali iz zlitin vključujejo:

1. Redki zemeljski trajni neodimovi magneti (npr. Nd2Fe14B ali Neodimski magneti ): Sodijo med najmočnejše komercialno dostopne magnete. Imajo izjemno visoke magnetne lastnosti, z največjim energijskim produktom (BHmax) več kot 10-krat višjim kot pri feritu. NdFeB magnete lahko nadalje razdelimo na vezane NdFeB, sintrane NdFeB in brizgane NdFeB na podlagi proizvodnih postopkov. Vezani magneti NdFeB so izdelani z mešanjem prahu NdFeB z vezivi, kot so smola, plastika ali kovine z nizkim tališčem, in nato oblikovani s stiskanjem, ekstrudiranjem ali brizganjem. Sintrani NdFeB magneti so proizvedeni z mletjem in sintranjem z zračnim curkom, kar ima za posledico visoko koercitivnost in odlične mehanske lastnosti. Brizgani NdFeB magneti ponujajo visoko natančnost in jih je mogoče preprosto oblikovati v kompleksne oblike.

2. Samarijev kobalt (SmCo): magneti SmCo so glede na sestavo razdeljeni na SmCo5 in Sm2Co17. Kot redki zemeljski trajni magnet druge generacije ima SmCo ne samo visok produkt maksimalne energije (14-28 MGOe) in zanesljivo koercitivnost, ampak ima tudi dobre temperaturne značilnosti. V primerjavi z NdFeB je SmCo bolj primeren za uporabo pri visokih temperaturah (nad 200 °C).

3. Aluminijev nikelj kobalt (AlNiCo): AlNiCo je zlitina, sestavljena iz aluminija, niklja, kobalta, železa in drugih kovinskih elementov v sledovih. Lahko se proizvaja s postopki sintranja ali litja, kar omogoča izdelavo različnih velikosti in oblik. Liti AlNiCo trajni magneti imajo najnižji reverzibilni temperaturni koeficient in lahko delujejo pri temperaturah do več kot 600°C.

Feritni trajni magnetni materiali (Ferit): Feritni magneti so v osnovi izdelani iz surovin, kot sta BaFe12O19 in SrFe12O19, s keramično obdelavo. So trdi in krhki, z dobro temperaturno odpornostjo in nizkimi stroški, zaradi česar so najbolj razširjeni trajni magneti.

Če povzamemo, imajo trajni magneti ključno vlogo v številnih aplikacijah zaradi svoje sposobnosti, da skozi čas ohranijo magnetizem. Njihova raznolika materialna sestava in proizvodni procesi ponujajo vrsto lastnosti, primernih za različne uporabe.