Zaman ve sıcaklık kalıcı mıknatısların stabilitesini nasıl etkiler?

Kalıcı bir mıknatısın harici bir manyetik alanı destekleme yeteneği, küçük manyetik alanları yerinde "kilitleyen" manyetik malzeme içindeki kristal anizotropisinden kaynaklanmaktadır.İlk mıknatıslanma oluşturulduktan sonra, kilitli manyetik alanı aşan bir kuvvet uygulanana kadar bu konumlar aynı kalır ve kalıcı mıknatıs tarafından üretilen manyetik alana müdahale etmek için gereken enerji, her malzeme için değişir.Kalıcı mıknatıslar, yüksek dış manyetik alanların varlığında alan hizalamasını koruyarak son derece yüksek zorlayıcılık (Hcj) üretebilir.

Kararlılık, bir mıknatısın ömrü boyunca belirli koşullar altında bir malzemenin tekrarlayan manyetik özellikleri olarak tanımlanabilir.Mıknatıs stabilitesini etkileyen faktörler arasında zaman, sıcaklık, isteksizlik değişiklikleri, olumsuz manyetik alanlar, radyasyon, şok, stres ve titreşim bulunur.

Zamanın modern kalıcı mıknatıslar üzerinde çok az etkisi vardır ve çalışmalar mıknatıslanmanın hemen ardından değiştiğini göstermiştir."Manyetik sürünme" olarak bilinen bu değişiklikler, daha az kararlı manyetik alanların, termal olarak kararlı ortamlarda bile termal veya manyetik enerji dalgalanmalarından etkilendiği zaman meydana gelir.Kararsız bölgelerin sayısı azaldıkça bu değişkenlik azalır.

Nadir toprak mıknatıslarının son derece yüksek koersiviteleri nedeniyle bu etkiyi yaşaması pek olası değildir.Daha uzun süre ile manyetik akı arasındaki karşılaştırmalı bir çalışma, yeni mıknatıslanmış kalıcı mıknatısların zamanla küçük miktarda manyetik akı kaybettiğini göstermektedir.100.000 saatten fazla bir süre boyunca samaryum kobalt malzemesinin kaybı temelde sıfır iken, düşük geçirgenliğe sahip Alnico malzemesinin kaybı %3'ten azdır.

Sıcaklık etkileri üç kategoriye ayrılır: geri döndürülebilir kayıplar, geri döndürülemez ancak kurtarılabilir kayıplar ve geri döndürülemez ve geri döndürülemez kayıplar.

Tersinir Kayıplar: Mıknatıs orijinal sıcaklığına döndüğünde düzelen kayıplardır, kalıcı mıknatıs stabilizasyonu geri dönüşümlü kayıpları gideremez.Tersinir kayıplar, aşağıdaki tabloda gösterildiği gibi tersinir sıcaklık katsayısı (Tc) ile tanımlanır.Tc, santigrat derece başına yüzde olarak ifade edilir; bu sayılar her malzemenin özel derecesine göre değişir ancak bir bütün olarak malzeme sınıfını temsil eder.Bunun nedeni Br ve Hcj'nin sıcaklık katsayılarının önemli ölçüde farklı olmasıdır, bu nedenle demanyetizasyon eğrisi yüksek sıcaklıkta bir "bükülme noktasına" sahip olacaktır.

Geri dönüşü olmayan fakat geri kazanılabilir kayıplar: Bu kayıplar, bir mıknatısın yüksek veya düşük sıcaklıklara maruz kalması sonucu kısmi manyetikliğinin kaybolması olarak tanımlanır, bu kayıplar ancak yeniden mıknatıslanma ile geri kazanılabilir, sıcaklık orijinal değerine döndüğünde manyetizma geri kazanılamaz.Bu kayıplar, mıknatısın çalışma noktası demanyetizasyon eğrisinin bükülme noktasının altında olduğunda meydana gelir.Etkili bir kalıcı mıknatıs tasarımı, yüksek sıcaklıkta performans değişikliklerini önleyecek, beklenen yüksek sıcaklıkta mıknatısın demagnetizasyon eğrisinin bükülme noktasından daha yüksek bir geçirgenlikle çalıştığı bir manyetik devreye sahip olmalıdır.

Geri Dönülemez Telafi Edilemez Kayıp: Aşırı yüksek sıcaklıklara maruz kalan mıknatıslar, yeniden mıknatıslanma ile düzeltilemeyecek metalurjik değişikliklere uğrar.Aşağıdaki tablo çeşitli malzemeler için kritik sıcaklığı göstermektedir; burada: Tcurie, temel manyetik momentin rastgele hale getirildiği ve malzemenin manyetikliği giderildiği Curie sıcaklığıdır;Tmax, genel kategorideki birincil malzemenin maksimum pratik çalışma sıcaklığıdır.

Mıknatısların kontrollü bir şekilde yüksek sıcaklıklara maruz bırakılmasıyla kısmen manyetikliği giderilerek mıknatıslar sıcaklığa dayanıklı hale getirilir.Akı yoğunluğundaki hafif azalma mıknatısın stabilitesini artırır, çünkü daha az yönlendirilmiş alanlar yönelimlerini ilk kaybedenlerdir.Bu tür kararlı mıknatıslar, eşit veya daha düşük sıcaklıklara maruz kaldıklarında sabit manyetik akı sergileyecektir.Ek olarak, sabit bir mıknatıs grubu birbirine kıyasla daha düşük akı değişimi sergileyecektir, çünkü normal değişim özelliklerine sahip çan eğrisinin tepesi grubun akı değerine daha yakın olacaktır.


Gönderim zamanı: Temmuz-07-2022