Kuidas aeg ja temperatuur mõjutavad püsimagnetite stabiilsust

Püsimagneti võime toetada välist magnetvälja on tingitud magnetilise materjali kristallide anisotroopiast, mis "lukustab" väikesed magnetdomeenid.Kui esialgne magnetiseerimine on kindlaks tehtud, jäävad need positsioonid samaks, kuni rakendatakse lukustatud magnetdomeeni ületavat jõudu ja püsimagneti tekitatud magnetvälja häirimiseks vajalik energia on iga materjali puhul erinev.Püsimagnetid võivad tekitada äärmiselt kõrge koertsitiivsuse (Hcj), säilitades domeeni joondamise kõrgete väliste magnetväljade juuresolekul.

Stabiilsust võib kirjeldada kui materjali korduvaid magnetilisi omadusi kindlaksmääratud tingimustes magneti eluea jooksul.Magneti stabiilsust mõjutavad tegurid on aeg, temperatuur, vastumeelsuse muutused, ebasoodsad magnetväljad, kiirgus, šokk, stress ja vibratsioon.

Aeg mõjutab tänapäevaseid püsimagneteid vähe ja uuringud on näidanud muutust vahetult pärast magnetiseerimist.Need muutused, mida tuntakse kui "magnetilist hiilimist", ilmnevad siis, kui termiliselt või magnetilise energia kõikumised mõjutavad vähem stabiilseid magnetdomeene, isegi termiliselt stabiilses keskkonnas.See varieeruvus väheneb, kui ebastabiilsete piirkondade arv väheneb.

Haruldaste muldmetallide magnetid tõenäoliselt ei koge seda efekti nende ülikõrge koertsitiivsuse tõttu.Pikema aja ja magnetvoo võrdlev uuring näitab, et äsja magnetiseeritud püsimagnetid kaotavad aja jooksul väikese koguse magnetvoogu.Rohkem kui 100 000 tunni jooksul on samariumi koobalti materjali kadu põhimõtteliselt null, samas kui madala läbilaskvusega Alnico materjali kadu on alla 3%.

Temperatuurimõjud jagunevad kolme kategooriasse: pöördumatud kaod, pöördumatud, kuid hüvitatavad kaod ning pöördumatud ja korvamatud kaod.

Pöörduvad kaod: need on kaod, mis taastuvad, kui magnet naaseb algsele temperatuurile, püsimagneti stabiliseerimine ei saa pööratavaid kadusid eemaldada.Pöörduvaid kadusid kirjeldatakse pöörduva temperatuurikoefitsiendiga (Tc), nagu on näidatud allolevas tabelis.Tc on väljendatud protsentides Celsiuse kraadi kohta, need numbrid varieeruvad iga materjali konkreetse klassi järgi, kuid esindavad materjali klassi tervikuna.Selle põhjuseks on asjaolu, et Br ja Hcj temperatuurikoefitsiendid on oluliselt erinevad, nii et demagnetiseerimiskõveral on kõrgel temperatuuril "pöördepunkt".

Pöördumatud, kuid taastatavad kaod: need kaod on defineeritud kui magneti osaline demagnetiseerimine kõrge või madala temperatuuriga kokkupuute tõttu. Neid kadusid saab taastada ainult uuesti magnetiseerimisega, magnetism ei saa taastuda, kui temperatuur taastub algse väärtuseni.Need kaod tekivad siis, kui magneti tööpunkt on allpool demagnetiseerimiskõvera pöördepunkti.Tõhusal püsimagneti konstruktsioonil peaks olema magnetahel, milles magnet töötab eeldatava kõrge temperatuuri juures demagnetiseerimiskõvera pöördepunktist kõrgema läbilaskvusega, mis hoiab ära jõudluse muutumise kõrgel temperatuuril.

Pöördumatu taastumatu kadu: äärmiselt kõrge temperatuuriga magnetid läbivad metallurgilisi muutusi, mida ei saa uuesti magnetiseerimisega taastada.Järgmises tabelis on näidatud erinevate materjalide kriitiline temperatuur, kus: Tcurie on Curie temperatuur, mille juures põhimagnetmoment randomiseeritakse ja materjal demagnetiseeritakse;Tmax on primaarmaterjali maksimaalne praktiline töötemperatuur üldkategoorias.

Magnetid muudetakse temperatuuristabiilseks, magnetid osaliselt demagnetiseerides, jättes need kontrollitult kõrgetele temperatuuridele.Voolutiheduse kerge langus parandab magneti stabiilsust, kuna vähem orienteeritud domeenid kaotavad esimesena oma orientatsiooni.Sellistel stabiilsetel magnetitel on samadel või madalamatel temperatuuridel pidev magnetvoog.Lisaks on stabiilsel magnetipartiil üksteisega võrreldes väiksem voo kõikumine, kuna normaalsete variatsioonikarakteristikutega kella kõvera tipp on partii voo väärtusele lähemal.


Postitusaeg: juuli-07-2022