Kā laiks un temperatūra ietekmē pastāvīgo magnētu stabilitāti

Pastāvīgā magnēta spēja atbalstīt ārējo magnētisko lauku ir saistīta ar kristāla anizotropiju magnētiskajā materiālā, kas “bloķē” mazos magnētiskos domēnus.Kad sākotnējā magnetizācija ir noteikta, šīs pozīcijas paliek nemainīgas, līdz tiek pielietots spēks, kas pārsniedz bloķēto magnētisko domēnu, un enerģija, kas nepieciešama, lai traucētu pastāvīgā magnēta radīto magnētisko lauku, katram materiālam atšķiras.Pastāvīgie magnēti var radīt ārkārtīgi augstu koercivitāti (Hcj), saglabājot domēna izlīdzināšanu lielu ārējo magnētisko lauku klātbūtnē.

Stabilitāti var raksturot kā materiāla atkārtotas magnētiskās īpašības noteiktos apstākļos magnēta kalpošanas laikā.Faktori, kas ietekmē magnēta stabilitāti, ir laiks, temperatūra, pretestības izmaiņas, nelabvēlīgi magnētiskie lauki, starojums, trieciens, stress un vibrācija.

Laikam ir maza ietekme uz mūsdienu pastāvīgajiem magnētiem, kuru pētījumi ir parādījuši izmaiņas tūlīt pēc magnetizācijas.Šīs izmaiņas, kas pazīstamas kā "magnētiskā šļūde", rodas, ja mazāk stabilus magnētiskos domēnus ietekmē termiskās vai magnētiskās enerģijas svārstības, pat termiski stabilā vidē.Šīs variācijas samazinās, samazinoties nestabilo reģionu skaitam.

Maz ticams, ka retzemju magnēti piedzīvos šo efektu to ārkārtīgi augstās koercivitātes dēļ.Salīdzinošs pētījums par ilgāku laiku pret magnētisko plūsmu liecina, ka tikko magnetizēti pastāvīgie magnēti laika gaitā zaudē nelielu magnētiskās plūsmas daudzumu.Vairāk nekā 100 000 stundu laikā samārija kobalta materiāla zudums būtībā ir nulle, savukārt zemas caurlaidības Alnico materiāla zudums ir mazāks par 3%.

Temperatūras ietekmi iedala trīs kategorijās: atgriezeniski zaudējumi, neatgriezeniski, bet atgūstami zaudējumi un neatgriezeniski un neatgūstami zaudējumi.

Atgriezeniskie zudumi: tie ir zaudējumi, kas atjaunojas, kad magnēts atgriežas sākotnējā temperatūrā, pastāvīgā magnēta stabilizācija nevar novērst atgriezeniskos zudumus.Atgriezeniskos zudumus apraksta ar atgriezenisko temperatūras koeficientu (Tc), kā parādīts tabulā zemāk.Tc ir izteikts procentos uz grādu pēc Celsija, šie skaitļi atšķiras atkarībā no katra materiāla konkrētās pakāpes, bet ir reprezentatīvi attiecībā uz materiālu klasi kopumā.Tas ir tāpēc, ka Br un Hcj temperatūras koeficienti ir ievērojami atšķirīgi, tāpēc demagnetizācijas līknei augstā temperatūrā būs "lieces punkts".

Neatgriezeniski, bet atgūstami zaudējumi: Šie zudumi tiek definēti kā magnēta daļēja demagnetizācija augstas vai zemas temperatūras iedarbības dēļ, šos zudumus var atgūt tikai ar atkārtotu magnetizāciju, magnētisms nevar atgūties, kad temperatūra atgriežas sākotnējā vērtībā.Šie zudumi rodas, ja magnēta darbības punkts ir zem demagnetizācijas līknes lēciena punkta.Efektīvai pastāvīgā magnēta konstrukcijai jābūt ar magnētisku ķēdi, kurā magnēts darbojas ar caurlaidību, kas ir augstāka par demagnetizācijas līknes lēciena punktu paredzamajā augstā temperatūrā, kas novērsīs veiktspējas izmaiņas augstā temperatūrā.

Neatgriezenisks, neatgriezenisks zudums: magnēti, kas pakļauti ārkārtīgi augstām temperatūrām, tiek pakļauti metalurģiskas izmaiņām, kuras nevar atgūt ar atkārtotu magnetizāciju.Nākamajā tabulā ir parādīta dažādu materiālu kritiskā temperatūra, kur: Tcurie ir Kirī temperatūra, pie kuras tiek nejaušināts pamata magnētiskais moments un materiāls tiek demagnetizēts;Tmax ir primārā materiāla maksimālā praktiskā darba temperatūra vispārējā kategorijā.

Magnēti tiek padarīti stabili temperatūrā, daļēji demagnetizējot magnētus, pakļaujot tos kontrolētā veidā augstām temperatūrām.Neliels plūsmas blīvuma samazinājums uzlabo magnēta stabilitāti, jo mazāk orientētie domēni pirmie zaudē orientāciju.Šādi stabili magnēti uzrādīs nemainīgu magnētisko plūsmu, ja tie tiks pakļauti vienādai vai zemākai temperatūrai.Turklāt stabila magnētu partija uzrādīs mazākas plūsmas izmaiņas, salīdzinot vienam ar otru, jo zvana līknes augšdaļa ar normāliem variācijas raksturlielumiem būs tuvāk partijas plūsmas vērtībai.


Publicēšanas laiks: 07.07.2022