Cum afectează timpul și temperatura stabilitatea magneților permanenți

Capacitatea unui magnet permanent de a susține un câmp magnetic extern se datorează anizotropiei cristalelor din materialul magnetic care „blochează” mici domenii magnetice în loc.Odată ce magnetizarea inițială este stabilită, aceste poziții rămân aceleași până când se aplică o forță care depășește domeniul magnetic blocat, iar energia necesară pentru a interfera cu câmpul magnetic produs de magnetul permanent variază pentru fiecare material.Magneții permanenți pot genera coercivitate extrem de mare (Hcj), menținând alinierea domeniului în prezența câmpurilor magnetice externe mari.

Stabilitatea poate fi descrisă ca proprietăți magnetice repetitive ale unui material în condiții specificate pe durata de viață a magnetului.Factorii care afectează stabilitatea magnetului includ timpul, temperatura, modificările reticenței, câmpurile magnetice adverse, radiațiile, șocurile, stresul și vibrațiile.

Timpul are un efect redus asupra magneților permanenți moderni, despre care studiile au arătat că se schimbă imediat după magnetizare.Aceste schimbări, cunoscute sub numele de „fluaj magnetic”, apar atunci când domeniile magnetice mai puțin stabile sunt afectate de fluctuațiile energiei termice sau magnetice, chiar și în medii stabile termic.Această variație scade pe măsură ce numărul de regiuni instabile scade.

Este puțin probabil ca magneții de pământuri rare să experimenteze acest efect din cauza coercității lor extrem de ridicate.Un studiu comparativ al timpului mai lung față de fluxul magnetic arată că magneții permanenți nou magnetizați pierd o cantitate mică de flux magnetic în timp.Pentru mai mult de 100.000 de ore, pierderea materialului samariu-cobalt este practic zero, în timp ce pierderea materialului Alnico cu permeabilitate scăzută este mai mică de 3%.

Efectele temperaturii se împart în trei categorii: pierderi reversibile, pierderi ireversibile, dar recuperabile și pierderi ireversibile și irecuperabile.

Pierderi reversibile: Acestea sunt pierderile care se recuperează atunci când magnetul revine la temperatura inițială, stabilizarea permanentă a magnetului nu poate elimina pierderile reversibile.Pierderile reversibile sunt descrise de coeficientul de temperatură reversibil (Tc), după cum se arată în tabelul de mai jos.Tc este exprimat ca procent pe grad Celsius, aceste numere variază în funcție de gradul specific al fiecărui material, dar sunt reprezentative pentru clasa de material în ansamblu.Acest lucru se datorează faptului că coeficienții de temperatură ai Br și Hcj sunt semnificativ diferiți, astfel încât curba de demagnetizare va avea un „punct de inflexiune” la temperatură ridicată.

Pierderi ireversibile dar recuperabile: Aceste pierderi sunt definite ca demagnetizarea parțială a unui magnet din cauza expunerii la temperaturi ridicate sau scăzute, aceste pierderi pot fi recuperate doar prin remagnetizare, magnetismul nu se poate recupera atunci când temperatura revine la valoarea inițială.Aceste pierderi apar atunci când punctul de funcționare al magnetului este sub punctul de inflexiune al curbei de demagnetizare.Un design eficient de magnet permanent ar trebui să aibă un circuit magnetic în care magnetul funcționează cu o permeabilitate mai mare decât punctul de inflexiune al curbei de demagnetizare la temperatura ridicată așteptată, ceea ce va preveni modificările de performanță la temperaturi ridicate.

Pierdere ireversibilă irecuperabilă: Magneții expuși la temperaturi extrem de ridicate suferă modificări metalurgice care nu pot fi recuperate prin remagnetizare.Următorul tabel arată temperatura critică pentru diverse materiale, unde: Tcurie este temperatura Curie la care momentul magnetic fundamental este randomizat și materialul este demagnetizat;Tmax este temperatura maximă practică de funcționare a materialului primar din categoria generală.

Magneții sunt stabiliți la temperatură prin demagnetizarea parțială a magneților prin expunerea lor la temperaturi ridicate într-un mod controlat.Scăderea ușoară a densității fluxului îmbunătățește stabilitatea magnetului, deoarece domeniile mai puțin orientate sunt primele care își pierd orientarea.Astfel de magneți stabili vor prezenta flux magnetic constant atunci când sunt expuși la temperaturi egale sau mai scăzute.În plus, un lot stabil de magneți va prezenta o variație mai mică a fluxului în comparație unul cu celălalt, deoarece partea de sus a curbei clopot cu caracteristici normale de variație va fi mai aproape de valoarea fluxului lotului.


Ora postării: Iul-07-2022