Ako čas a teplota ovplyvňujú stabilitu permanentných magnetov

Schopnosť permanentného magnetu podporovať vonkajšie magnetické pole je spôsobená kryštálovou anizotropiou v magnetickom materiáli, ktorý „uzamyká“ malé magnetické domény na mieste.Akonáhle sa vytvorí počiatočná magnetizácia, tieto polohy zostanú rovnaké, kým sa nepoužije sila presahujúca uzamknutú magnetickú doménu a energia potrebná na interferenciu s magnetickým poľom produkovaným permanentným magnetom sa mení pre každý materiál.Permanentné magnety môžu generovať extrémne vysokú koercitivitu (Hcj), pričom zachovávajú zarovnanie domén v prítomnosti vysokých vonkajších magnetických polí.

Stabilita môže byť opísaná ako opakujúce sa magnetické vlastnosti materiálu za určitých podmienok počas životnosti magnetu.Faktory, ktoré ovplyvňujú stabilitu magnetu, zahŕňajú čas, teplotu, zmeny reluktancie, nepriaznivé magnetické polia, žiarenie, otrasy, stres a vibrácie.

Čas má malý vplyv na moderné permanentné magnety, ktoré štúdie ukázali zmenu bezprostredne po magnetizácii.Tieto zmeny, známe ako „magnetické tečenie“, sa vyskytujú, keď sú menej stabilné magnetické domény ovplyvnené tepelnými alebo magnetickými výkyvmi energie, dokonca aj v tepelne stabilnom prostredí.Táto odchýlka sa zmenšuje so znižovaním počtu nestabilných oblastí.

Je nepravdepodobné, že by magnety vzácnych zemín zažili tento efekt, pretože majú extrémne vysokú koercitivitu.Porovnávacia štúdia dlhšieho času oproti magnetickému toku ukazuje, že novomagnetizované permanentné magnety strácajú v priebehu času malé množstvo magnetického toku.Počas viac ako 100 000 hodín je strata materiálu kobaltu samária v podstate nulová, zatiaľ čo strata materiálu Alnico s nízkou priepustnosťou je menšia ako 3 %.

Teplotné vplyvy spadajú do troch kategórií: reverzibilné straty, nevratné, ale návratné straty a nezvratné a nenahraditeľné straty.

Reverzibilné straty: Ide o straty, ktoré sa obnovia, keď sa magnet vráti na pôvodnú teplotu, stabilizácia permanentným magnetom nedokáže odstrániť reverzibilné straty.Reverzibilné straty sú opísané pomocou reverzibilného teplotného koeficientu (Tc), ako je uvedené v tabuľke nižšie.Tc je vyjadrené ako percento na stupeň Celzia, tieto čísla sa líšia podľa konkrétnej triedy každého materiálu, ale reprezentujú triedu materiálov ako celok.Je to preto, že teplotné koeficienty Br a Hcj sú výrazne odlišné, takže demagnetizačná krivka bude mať „inflexný bod“ pri vysokej teplote.

Nevratné, ale obnoviteľné straty: Tieto straty sú definované ako čiastočná demagnetizácia magnetu v dôsledku vystavenia vysokým alebo nízkym teplotám, tieto straty je možné obnoviť iba opätovnou magnetizáciou, magnetizmus sa nemôže obnoviť, keď sa teplota vráti na svoju pôvodnú hodnotu.K týmto stratám dochádza, keď je pracovný bod magnetu pod inflexným bodom demagnetizačnej krivky.Efektívna konštrukcia permanentného magnetu by mala mať magnetický obvod, v ktorom magnet pracuje s permeabilitou vyššou ako je inflexný bod demagnetizačnej krivky pri očakávanej vysokej teplote, čo zabráni zmenám výkonu pri vysokej teplote.

Ireverzibilná nenahraditeľná strata: Magnety vystavené extrémne vysokým teplotám podliehajú metalurgickým zmenám, ktoré nie je možné obnoviť remagnetizáciou.Nasledujúca tabuľka ukazuje kritickú teplotu pre rôzne materiály, kde: Tcurie je Curieova teplota, pri ktorej je základný magnetický moment randomizovaný a materiál je demagnetizovaný;Tmax je maximálna praktická prevádzková teplota primárneho materiálu vo všeobecnej kategórii.

Magnety sú teplotne stabilné čiastočnou demagnetizáciou magnetov tým, že sú kontrolovaným spôsobom vystavené vysokým teplotám.Mierny pokles hustoty toku zlepšuje stabilitu magnetu, pretože ako prvé strácajú orientáciu menej orientované domény.Takéto stabilné magnety budú vykazovať konštantný magnetický tok, keď sú vystavené rovnakým alebo nižším teplotám.Okrem toho stabilná dávka magnetov bude vykazovať nižšie kolísanie toku v porovnaní s ostatnými, pretože horná časť zvonovej krivky s normálnymi variačnými charakteristikami bude bližšie k hodnote toku dávky.


Čas odoslania: júl-07-2022