Kuinka aika ja lämpötila vaikuttavat kestomagneettien stabiilisuuteen

Kestomagneetin kyky tukea ulkoista magneettikenttää johtuu magneettisen materiaalin kiteen anisotropiasta, joka "lukitsee" pienet magneettiset alueet paikoilleen.Kun alkuperäinen magnetointi on muodostettu, nämä asennot pysyvät samoina, kunnes kohdistetaan lukitun magneettialueen ylittävä voima, ja kestomagneetin tuottaman magneettikentän häiritsemiseen tarvittava energia vaihtelee kunkin materiaalin osalta.Kestomagneetit voivat tuottaa äärimmäisen korkean koersitiivin (Hcj) säilyttäen alueen kohdistuksen korkeiden ulkoisten magneettikenttien läsnä ollessa.

Stabiilius voidaan kuvata materiaalin toistuvina magneettisina ominaisuuksina tietyissä olosuhteissa magneetin käyttöiän aikana.Magneetin vakauteen vaikuttavia tekijöitä ovat aika, lämpötila, muutokset reluktanssissa, haitalliset magneettikentät, säteily, isku, jännitys ja tärinä.

Aika ei juurikaan vaikuta nykyaikaisiin kestomagneetteihin, jotka tutkimukset ovat osoittaneet muuttuvan välittömästi magnetoinnin jälkeen.Nämä muutokset, jotka tunnetaan nimellä "magneettinen viruminen", tapahtuvat, kun lämpö- tai magneettisen energian vaihtelut vaikuttavat vähemmän vakaisiin magneettisiin alueisiin, jopa termisesti stabiileissa ympäristöissä.Tämä vaihtelu pienenee, kun epävakaiden alueiden määrä vähenee.

Harvinaisten maametallien magneetit eivät todennäköisesti koe tätä vaikutusta niiden erittäin korkean koersitiivisuuden vuoksi.Vertaileva tutkimus pidemmästä ajasta verrattuna magneettivuon osoittaa, että äskettäin magnetoidut kestomagneetit menettävät pienen määrän magneettivuotaan ajan myötä.Yli 100 000 tunnin ajan samariumkobolttimateriaalin häviö on periaatteessa nolla, kun taas alhaisen läpäisevyyden Alnico-materiaalin häviö on alle 3%.

Lämpötilavaikutukset jakautuvat kolmeen luokkaan: palautuvat häviöt, peruuttamattomat mutta korvattavissa olevat häviöt sekä peruuttamattomat ja peruuttamattomat häviöt.

Palautettavat häviöt: Nämä ovat häviöitä, jotka palautuvat, kun magneetti palaa alkuperäiseen lämpötilaansa, kestomagneettistabilointi ei voi poistaa palautuvia häviöitä.Palautettavat häviöt kuvataan palautuvalla lämpötilakertoimella (Tc), kuten alla olevassa taulukossa on esitetty.Tc ilmaistaan ​​prosentteina Celsius-astetta kohden, nämä luvut vaihtelevat kunkin materiaalin tietyn laadun mukaan, mutta edustavat materiaaliluokkaa kokonaisuudessaan.Tämä johtuu siitä, että Br:n ja Hcj:n lämpötilakertoimet ovat merkittävästi erilaiset, joten demagnetointikäyrällä on "käännepiste" korkeassa lämpötilassa.

Peruuttamattomat mutta palautettavissa olevat häviöt: Nämä häviöt määritellään magneetin osittaiseksi demagnetoitumiseksi altistumisesta korkeille tai matalille lämpötiloille, nämä häviöt voidaan palauttaa vain uudelleenmagnetoimalla, magnetismi ei voi palautua, kun lämpötila palaa alkuperäiseen arvoonsa.Nämä häviöt tapahtuvat, kun magneetin toimintapiste on demagnetisaatiokäyrän käännepisteen alapuolella.Tehokas kestomagneettirakenne tulisi sisältää magneettipiirin, jossa magneetti toimii läpäisevyydellä, joka on korkeampi kuin demagnetointikäyrän käännepiste odotetussa korkeassa lämpötilassa, mikä estää suorituskyvyn muutokset korkeassa lämpötilassa.

Peruuttamaton ja peruuttamaton menetys: Erittäin korkeille lämpötiloille altistuvat magneetit käyvät läpi metallurgisia muutoksia, joita ei voida palauttaa uudelleenmagnetoinnilla.Seuraavassa taulukossa esitetään eri materiaalien kriittinen lämpötila, jossa: Tcurie on Curie-lämpötila, jossa perusmagneettinen momentti satunnaistetaan ja materiaali demagnetoidaan;Tmax on primäärimateriaalin suurin käytännöllinen käyttölämpötila yleisessä kategoriassa.

Magneetit tehdään lämpötilastabiileiksi demagnetoimalla magneetit osittain altistamalla ne korkeille lämpötiloille hallitusti.Vuon tiheyden lievä lasku parantaa magneetin vakautta, koska vähemmän orientoidut alueet menettävät orientaationsa ensimmäisenä.Tällaisilla stabiileilla magneeteilla on vakio magneettivuo, kun ne altistetaan yhtäläisille tai alemmille lämpötiloille.Lisäksi vakaalla magneettierällä on pienempi vuon vaihtelu toisiinsa verrattuna, koska kellokäyrän huippu, jolla on normaalit vaihteluominaisuudet, on lähempänä erän vuon arvoa.


Postitusaika: 7.7.2022