Як час і температура впливають на стабільність постійних магнітів

Здатність постійного магніту підтримувати зовнішнє магнітне поле пояснюється кристалічною анізотропією всередині магнітного матеріалу, який «фіксує» малі магнітні домени на місці.Після встановлення початкової намагніченості ці положення залишаються незмінними, доки не буде застосовано силу, що перевищує заблокований магнітний домен, і енергія, необхідна для взаємодії з магнітним полем, створюваним постійним магнітом, різна для кожного матеріалу.Постійні магніти можуть створювати надзвичайно високу коерцитивну силу (Hcj), зберігаючи вирівнювання доменів у присутності сильних зовнішніх магнітних полів.

Стабільність можна описати як повторювані магнітні властивості матеріалу за певних умов протягом терміну служби магніту.Фактори, які впливають на стабільність магніту, включають час, температуру, зміни в опорі, несприятливі магнітні поля, випромінювання, удари, стрес і вібрацію.

Час мало впливає на сучасні постійні магніти, які, як показали дослідження, змінюються відразу після намагнічування.Ці зміни, відомі як «магнітна повзучість», відбуваються, коли на менш стабільні магнітні домени впливають флуктуації теплової або магнітної енергії, навіть у термічно стабільних середовищах.Ця варіація зменшується зі зменшенням кількості нестабільних областей.

Рідкоземельні магніти навряд чи відчують цей ефект через їх надзвичайно високу коерцитивну силу.Порівняльне дослідження тривалого часу та магнітного потоку показує, що щойно намагнічені постійні магніти з часом втрачають невелику кількість магнітного потоку.Протягом понад 100 000 годин втрати матеріалу самарій-кобальт в основному дорівнюють нулю, тоді як втрати матеріалу Alnico з низькою проникністю становлять менше 3%.

Температурні ефекти поділяються на три категорії: оборотні втрати, незворотні, але відновлювані втрати, а також незворотні та безповоротні втрати.

Зворотні втрати: це втрати, які відновлюються, коли магніт повертається до початкової температури, стабілізація постійного магніту не може усунути оборотні втрати.Оборотні втрати описуються оборотним температурним коефіцієнтом (Tc), як показано в таблиці нижче.Tc виражається у відсотках на градус Цельсія, ці числа відрізняються залежно від конкретного сорту кожного матеріалу, але є репрезентативними для класу матеріалу в цілому.Це пояснюється тим, що температурні коефіцієнти Br і Hcj значно відрізняються, тому крива розмагнічування матиме «точку перегину» при високій температурі.

Незворотні, але відновлювані втрати: ці втрати визначаються як часткове розмагнічування магніту через вплив високих або низьких температур, ці втрати можна відновити лише повторним намагніченням, магнетизм не може відновитися, коли температура повернеться до початкового значення.Ці втрати виникають, коли робоча точка магніту знаходиться нижче точки перегину кривої розмагнічування.Ефективна конструкція постійного магніту повинна мати магнітну ланцюг, у якому магніт працює з проникністю, вищою за точку перегину кривої розмагнічування при очікуваній високій температурі, що запобігатиме змінам продуктивності при високій температурі.

Необоротна безповоротна втрата: магніти, які піддаються впливу надзвичайно високих температур, зазнають металургійних змін, які неможливо відновити повторним намагнічуванням.У наступній таблиці показано критичну температуру для різних матеріалів, де: Ткюрі — температура Кюрі, при якій основний магнітний момент рандомізується і матеріал розмагнічується;Tmax — максимальна практична робоча температура первинного матеріалу в загальній категорії.

Магніти стабилизированы температурою шляхом часткового розмагнічування магнітів під впливом високих температур у контрольований спосіб.Незначне зменшення щільності потоку покращує стабільність магніту, оскільки менш орієнтовані домени першими втрачають свою орієнтацію.Такі стабільні магніти демонструватимуть постійний магнітний потік під впливом однакових або нижчих температур.Крім того, стабільна партія магнітів демонструватиме меншу зміну потоку в порівнянні один з одним, оскільки вершина дзвоноподібної кривої з нормальними характеристиками зміни буде ближче до значення потоку партії.


Час публікації: 07 липня 2022 р