Sıcaklığın neodim mıknatıslar üzerindeki etkisi

Kalıcı mıknatıslı malzemelerin önemli parametrelerinden biri, mıknatıslanmanın ardından esas olarak iç ve dış faktörlerin kalıcı mıknatıslı malzemelerin manyetik özellikleri üzerindeki etkisini ifade eden manyetizmanın stabilitesidir: sıcaklık, zaman, kimyasal korozyon, mekanik titreşim ve şok, radyasyon , vb. Stabilite üzerindeki en önemli etki neodim kalıcı mıknatıs malzemeler.Manyetik performansı ölçmek için üç parametre şunlardır: kalıcılık, zorlayıcılık ve maksimum manyetik ürün enerjisi.Öncelikle ilgili parametreler kavramını anlayalım.

Kalıcılık: Sembol B'dir_r.Neodim kalıcı mıknatıs teknik doygunluğa kadar mıknatıslanır ve B yüzey alanı_r Dış manyetik alan kaldırıldıktan sonra kalan manyetik indüksiyona artık manyetik indüksiyon denir.

Zorlayıcı kuvvet: Sembolü HC'dir, yani manyetik malzeme doyurulup mıknatıslandıktan sonra, dış manyetik alan sıfıra döndüğünde, manyetik indüksiyon yoğunluğu B'nin sıfıra dönmediği anlamına gelir.Yalnızca orijinal mıknatıslanma alanının zıt yönüne belirli bir büyüklükte manyetik alan eklenerek manyetik indüksiyon yoğunluğu sıfıra geri döndürülebilir, bu manyetik alana zorlayıcı manyetik alan adı verilir, aynı zamanda zorlayıcı kuvvet de denir.

Maksimum manyetik enerji ürünü: Sembol (BH)_maksimum.Demanyetizasyon eğrisi üzerinde herhangi bir noktada B ve H'nin çarpımı, yani Bm, Hm ve (BH), hava boşluğu boşluğunda mıknatıs tarafından oluşturulan manyetik enerji yoğunluğunu, yani hava boşluğu birim hacmini temsil eder. Manyetostatik enerji, Bu enerji mıknatısın Bm ve Hm çarpımına eşit olduğundan buna manyetik enerji çarpımı denir.Manyetik enerji çarpımının B ile değişen ilişki eğrisine manyetik enerji eğrisi denir ve bir noktaya karşılık gelen Bd ve Hd çarpımı maksimum değere sahiptir.Maksimum manyetik enerji ürünüdür.

Birçok manyetik parametreden biri olan, doğrudan endüstriyel önemi, manyetik enerji ürünü ne kadar büyük olursa, aynı etkiyi yaratmak için o kadar az manyetik malzemeye ihtiyaç duyulmasıdır.Histerezis döngüsünün görsel temsili şu şekildedir: Hc ve B'nin dik çizgisinin kesişimi arasındaki çizgi_r ve O. B'nin ürünü_r ve manyetiklik giderme hattındaki kesişme noktasına karşılık gelen Hc en büyüğüdür ve buna maksimum enerji ürünü denir.

Curie sıcaklığı: Curie sıcaklığı veya manyetik geçiş noktası, bir malzemenin ferromanyetik ve paramanyetik arasında değişebileceği sıcaklığı, yani ferroelektriklerin ferroelektrik fazdan paraelektrik faza dönüştüğü faz geçiş sıcaklığını ifade eder.Ferromanyetizmanın kaybolmasına karşılık gelen sıcaklık Curie noktası sıcaklığıdır.Mıknatıs Curie sıcaklığına kadar ısıtılırsa dipoller düzensizleşir ve orijinal hallerine dönemezler.

Sert mıknatıslanma: Genellikle Hc>1000A/m'nin mıknatıslanması zordur ve dış alan kaldırıldıktan sonra yüksek artık mıknatıslamalı malzemeyi hala tutabilir.

Paramanyetik malzeme: Atom çekirdeğinin dışında eşleşmemiş elektronlar vardır, bu da elektron spininin oluşturduğu manyetik etkinin dengelenmemesine neden olur.Yani, bir manyetik alanın etkisi altında, maddedeki bitişik atomların veya iyonların termal bozukluğu manyetik momenti, belirli bir dereceye kadar manyetik alan kuvveti ile aynı yönde yönlendirilmiş düzenleme olgusudur.

Farklı sıcaklıkların NdFeB'nin özellikleri üzerindeki etkisi

O zamandan beri neodimyum demir bor mıknatıslar çalışma sıcaklığına duyarlıdır; ortamın hem anlık maksimum sıcaklığı hem de sürekli maksimum sıcaklığı, mıknatısı tersinir ve geri döndürülemez, geri kazanılabilir ve geri döndürülemez dahil olmak üzere farklı derecelerde manyetikliği giderebilir.

NdFeB malzemesinin kalıntı sıcaklık katsayısı -%0,01/derecedir ve içsel zorlayıcılığın sıcaklık katsayısı -0,45~-%0,6/derecedir.

Farklı sıcaklıklar NdFeB'nin performansını neden etkiler?

Mıknatıs ve sıcaklık arasındaki ilişkinin önemli bir kısmı, moleküllerini daha düzensiz hale getirmek için mıknatısı ısıtmaktır.

Manyetik dipoller, yani her iki uçta zıt yüklere veya manyetik alanın yönüne sahip oldukları anlamına gelir.Bunun nedeni manyetik moleküllerin çoğunun aynı yöne bakmasıdır.Mıknatısımızı ısıttığımızda bu polar moleküller hareket etmeye başlar.Bu manyetik moleküller artık mıknatısların aynı yöne bakan kutupları olmadığından, ortalama yön biraz dağınık hale gelir.

Mıknatıslar Curie sıcaklığına ısıtılırsa mıknatıslanma yeteneklerini kaybederler.

Demirin Curie sıcaklığı 1417°F'dir.NdFeB'nin Curie sıcaklığı 320°C-460°C'dir.

Manyetik soğutmayı 100°C'den oda sıcaklığının kaynama noktasına kadar pişirdiğinizde normal manyetik alan gücüne geri dönecektir.Mıknatısın 0°C buzlu su veya 78°C kuru buzla soğutulması bile mıknatısın daha güçlü olmasına neden olacaktır.Soğutma, moleküler mıknatısta daha az kinetik enerjiye neden olur.Bu, mıknatıstaki moleküllerin daha az titreştiği ve belirli bir yönde daha düzgün bir şekilde yoğunlaşan bir manyetik alan yaratmalarına olanak sağladığı anlamına gelir.Sıcaklık malzemenin Curie sıcaklığına yükseldiğinde sert manyetikten paramanyetik malzemeye dönüşür.

Sıcaklık NdFeB'nin performansını nasıl etkiler?

Ortalama sıcaklık kalıcılık katsayısının mutlak değeri α (B_r) sıcaklık arttıkça artar ve kalıcılığın azalma hızı da daha hızlı olur.100°C'yi aştığında kalıcılığın azalması keskin bir şekilde artar.

Ortalama sıcaklık zorlayıcılık katsayısının mutlak değeri β (H_cj) sıcaklığın artmasıyla birlikte giderek azalır ve zorlayıcı kuvvetin azalma hızı hızlıdan yavaşa doğru değişir.

Sıcaklığın artmasıyla birlikte açık devre manyetik indüksiyonu kalıcı mıknatıslar yavaş yavaş kaybeder ve geri dönüşü olmayan kayıp giderek artar.Deney 50°C'nin altında olduğunda, pişirme süresi ve uzunluğunun neodimyum demir bor mıknatıslarının geri döndürülemez kaybı üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktur.Deney sıcaklığı 80°C ve 100°C olduğunda, 24 saatlik geri döndürülemez kayıp %1'e yükselir ve sıcaklık 100°C'ye ulaştığında 24 saatlik geri döndürülemez kayıp %35'e kadar çıkar.Sıcaklık 200°C'ye ulaştığında 24 saat içinde geri dönüşü olmayan kayıp %44'e ulaşır.

Deneysel sıcaklık 40°C'ye ulaştığında, kalıcılığın azalma oranı ve (BH)_maksimum %3,7, (BH)_maksimum Sıcaklık 55°C'ye ulaştığında %6,0 azalır ve (BH)_maksimum Sıcaklık 100'e ulaştığında %14,9 azalır. Sıcaklık 200'e yükseldiğinde (BH)_maksimum yaklaşık %49,4 oranında azalır.

Öneriler

Bu nedenle NdFeB mıknatısların düşük sıcaklıklarda daha iyi saklandığını bilmelisiniz!

NdFeB mıknatısların sıcaklık sınırlaması, farklı çalışma sıcaklığı gereksinimlerini karşılamak için bir dizi mıknatıs sınıfının geliştirilmesine yol açmıştır.Bakınız performans kataloğumuz Çeşitli mıknatıs sınıflarının çalışma sıcaklığı aralıklarını karşılaştırmak.Neodim kalıcı mıknatısı seçmeden önce maksimum çalışma sıcaklığını doğrulamak gerekir.