Как времето и температурата влияят върху стабилността на постоянните магнити

Способността на постоянен магнит да поддържа външно магнитно поле се дължи на кристална анизотропия в магнитния материал, който „заключва“ малки магнитни домейни на място.След като се установи първоначалното намагнитване, тези позиции остават същите, докато не се приложи сила, надвишаваща заключената магнитна област, и енергията, необходима за намеса в магнитното поле, произведено от постоянния магнит, варира за всеки материал.Постоянните магнити могат да генерират изключително висока коерцитивност (Hcj), поддържайки подравняването на домейна в присъствието на силни външни магнитни полета.

Стабилността може да се опише като повтарящи се магнитни свойства на даден материал при определени условия през целия живот на магнита.Факторите, които влияят на стабилността на магнита, включват време, температура, промени в нежеланието, неблагоприятни магнитни полета, радиация, удар, стрес и вибрации.

Времето има малък ефект върху съвременните постоянни магнити, чиито изследвания показват промяна веднага след намагнитването.Тези промени, известни като „магнитно пълзене“, възникват, когато по-малко стабилните магнитни домейни са засегнати от флуктуации на термична или магнитна енергия, дори в термично стабилни среди.Тази вариация намалява с намаляване на броя на нестабилните региони.

Редкоземните магнити е малко вероятно да изпитат този ефект поради тяхната изключително висока коерцитивност.Сравнително изследване на по-дълго време спрямо магнитен поток показва, че наскоро магнетизираните постоянни магнити губят малко количество магнитен поток с течение на времето.За повече от 100 000 часа загубата на самарий-кобалтов материал е основно нула, докато загубата на материал Alnico с ниска пропускливост е по-малко от 3%.

Температурните ефекти попадат в три категории: обратими загуби, необратими, но възстановими загуби и необратими и невъзстановими загуби.

Обратими загуби: Това са загубите, които се възстановяват, когато магнитът се върне към първоначалната си температура, стабилизирането на постоянния магнит не може да премахне обратимите загуби.Обратимите загуби се описват чрез обратимия температурен коефициент (Tc), както е показано в таблицата по-долу.Tc се изразява като процент за градус по Целзий, тези числа варират в зависимост от конкретната степен на всеки материал, но са представителни за класа на материала като цяло.Това е така, защото температурните коефициенти на Br и Hcj са значително различни, така че кривата на размагнитване ще има „инфлексна точка“ при висока температура.

Необратими, но възстановими загуби: Тези загуби се определят като частична демагнетизация на магнит поради излагане на високи или ниски температури, тези загуби могат да бъдат възстановени само чрез повторно намагнитване, магнетизмът не може да се възстанови, когато температурата се върне към първоначалната си стойност.Тези загуби възникват, когато работната точка на магнита е под инфлексната точка на кривата на размагнитване.Ефективната конструкция с постоянен магнит трябва да има магнитна верига, в която магнитът работи с пропускливост, по-висока от инфлексната точка на кривата на размагнитване при очакваната висока температура, което ще предотврати промени в производителността при висока температура.

Необратима невъзстановима загуба: Магнитите, изложени на изключително високи температури, претърпяват металургични промени, които не могат да бъдат възстановени чрез повторно намагнитване.Следващата таблица показва критичната температура за различни материали, където: Tcurie е температурата на Кюри, при която фундаменталният магнитен момент е рандомизиран и материалът се демагнетизира;Tmax е максималната практическа работна температура на първичния материал в общата категория.

Магнитите са направени температурно стабилни чрез частично демагнетизиране на магнитите чрез излагането им на високи температури по контролиран начин.Лекото намаляване на плътността на потока подобрява стабилността на магнита, тъй като по-малко ориентираните домейни са първите, които губят своята ориентация.Такива стабилни магнити ще показват постоянен магнитен поток, когато са изложени на равни или по-ниски температури.Освен това една стабилна партида магнити ще показва по-ниска вариация на потока, когато се сравнява един с друг, тъй като горната част на камбановидната крива с нормални характеристики на вариация ще бъде по-близо до стойността на потока на партидата.


Време на публикуване: 7 юли 2022 г