Како време и температура утичу на стабилност трајних магнета

Способност трајног магнета да подржи спољашње магнетно поље је због кристалне анизотропије унутар магнетног материјала који „закључава“ мале магнетне домене на месту.Када се успостави почетна магнетизација, ови положаји остају исти све док се не примени сила која премашује закључани магнетни домен, а енергија потребна за ометање магнетног поља произведеног од перманентног магнета варира за сваки материјал.Трајни магнети могу да генеришу изузетно високу коерцитивност (Хцј), одржавајући поравнање домена у присуству високих спољашњих магнетних поља.

Стабилност се може описати као понављајућа магнетна својства материјала под одређеним условима током животног века магнета.Фактори који утичу на стабилност магнета укључују време, температуру, промене у релуктанцији, штетна магнетна поља, зрачење, удар, стрес и вибрације.

Време има мали утицај на модерне трајне магнете, за које су студије показале да се мењају одмах након магнетизације.Ове промене, познате као „магнетно пузање“, настају када су флуктуације топлотне или магнетне енергије погођене мање стабилним магнетним доменима, чак иу термички стабилним окружењима.Ова варијација се смањује како се смањује број нестабилних региона.

Мало је вероватно да ће магнети ретких земаља доживети овај ефекат због њихове изузетно високе коерцитивности.Компаративна студија дужег времена у односу на магнетни флукс показује да ново магнетизовани перманентни магнети губе малу количину магнетног флукса током времена.За више од 100.000 сати, губитак материјала самаријум кобалта је у основи нула, док је губитак материјала Алницо ниске пропустљивости мањи од 3%.

Ефекти температуре спадају у три категорије: реверзибилни губици, неповратни, али надокнадиви губици и неповратни и ненадокнадиви губици.

Реверзибилни губици: Ово су губици који се опорављају када се магнет врати на своју првобитну температуру, стабилизација перманентног магнета не може уклонити реверзибилне губитке.Реверзибилни губици су описани реверзибилним температурним коефицијентом (Тц), као што је приказано у табели испод.Тц је изражен као проценат по степену Целзијуса, ови бројеви варирају у зависности од специфичне класе сваког материјала, али су репрезентативни за класу материјала у целини.То је зато што су температурни коефицијенти Бр и Хцј значајно различити, па ће крива демагнетизације имати „тачку прегиба“ на високој температури.

Неповратни, али надокнадиви губици: Ови губици се дефинишу као делимична демагнетизација магнета услед излагања високим или ниским температурама, ови губици се могу надокнадити само поновним магнетизацијом, магнетизам се не може опоравити када се температура врати на првобитну вредност.Ови губици настају када је радна тачка магнета испод тачке прегиба криве демагнетизације.Ефикасан дизајн перманентног магнета треба да има магнетно коло у коме магнет ради са пермеабилности већом од тачке прегиба криве демагнетизације на очекиваној високој температури, што ће спречити промене перформанси на високој температури.

Неповратни ненадокнадиви губитак: Магнети изложени екстремно високим температурама пролазе кроз металуршке промене које се не могу повратити ремагнетизацијом.Следећа табела приказује критичну температуру за различите материјале, где је: Тцурие Киријева температура при којој је основни магнетни момент насумичан и материјал демагнетизован;Тмак је максимална практична радна температура примарног материјала у општој категорији.

Магнети су температурно стабилни делимичним демагнетизацијом магнета излагањем високим температурама на контролисан начин.Благо смањење густине флукса побољшава стабилност магнета, пошто мање оријентисани домени први губе своју оријентацију.Такви стабилни магнети ће показивати константан магнетни флукс када су изложени једнаким или нижим температурама.Поред тога, стабилна серија магнета ће показати мању варијацију флукса у поређењу једни са другима, пошто ће врх звонасте криве са нормалним карактеристикама варијације бити ближи вредности флукса серије.


Време поста: Јул-07-2022