Різновид і характеристика постійних магнітів

Різновид і характеристика постійних магнітів

Різновид і характеристика постійних магнітів

Магніти (Грец. Magnetis lithos "магнесійскій камінь". Буквальний переклад — "камінь з Магнесии"). Магніти бувають природні та штучні.

Природним магнітом є шматок магнітного залізняку, що володіє властивістю притягувати залізні і сталеві предмети. Гігантськими природними магнітами є Земля й інші планети, оскільки ці небесні тіла мають магнітним полем. Штучні магніти являють собою вироби, які отримали магнітні властивості в результаті введення в магнітне поле або намагнічені в магнітному полі.

Постійні магніти є штучними магнітами. Зупинимося детальніше на їх видах і характеристиках. Найчастіше постійні магніти являє собою вироби у вигляді підкови, циліндра, шайби, кулі, сфери, кільця, куба, стрижня і т.д.

Розрізняють такі види постійних магнітів:

Ферити від лат. ferrum — залізо, в прямому сенсі — хім. з’єднання окису заліза Fe2O3 з оксидами ін. металів; в більш широкому розумінні — складні оксиди, що містять залізо та ін. елементи. Ферити або феромагніти-це пресовані, керамічні, феррітобаріевие і феррітостронціевие магніти. Мають непогану стійкість до впливу зовнішніх магнітних полів. Одним з основних достоїнств феритів є високий питомий електричний опір.

Особливо вигідно застосування їх на високих частотах при малих індукціях.

За електричними властивостями ферити являють собою напівпровідники, провідність яких зростає з підвищенням температури. За вартістю — на порядок дешевше ЮНДК, маючи, при цьому, вищі показники коерцитивної сили. Br = 0.1 — 0.4 Тл (1000 — 4000 Гаусс).

Сучасні — від 0.2 до 0.43Тл.

Tc of Br

-0.20% на °C (Температурний коефіцієнт)

Tmax / Tcur = 250-300 / 450 °С (Максимальна робоча температура / Точка Кюрі)

Hcb = 2-4 кЕ (Коерцитивна сила по індукції, кілоерстед)

Діапазон максимальної енергії (енергетичне твір) – від 1,1 до 4,5 МГЕ. Для феромагніти, найнебезпечнішими видами деформації є розтягнення і вигин. Межа міцності феритових матеріалів при розтягуванні (1-2)•104 кПа, при вигині — в 2…2,5 рази більше, а при стисненні — в 10…15 разів більше, ніж при розтягуванні.

При застосуванні феритів необхідно враховувати їх експлуатаційні характеристики.

Магнітопласти — це полімерні постійні магніти. Магнітопласти виготовляються із суміші магнітного порошку і сполучною полімерної компоненти.

Розрізняють гнучкі і жорсткі полімерні магніти.

Жорсткі магнітопласти мають вищі показники, ніж у гнучких магнітів, значеннями коерцитивної сили HС, залишкової індукції Br і максимальної питомої магнітної енергії Wm.

У жорстких полімерних магнітах в якості полімерної зв’язки використовуються реактопласти і термопласти. Реактопласти (такі як, епоксидні смоли) при затвердінні не можуть бути розм’якшені впливом підвищеної температури. Термопласти (на основі полівініл-хлориду, полістиролу, поліаміду і т.д.) здатні розм’якшуватися при нагріванні і тверднути при охолодженні.

При виготовленні гнучких полімерних магнітів (Гнучкі магнітопласти) використовуються термопласти і еластомери (вініл, Нітрилова гума, хайпалон). Магнітопласти стійки в агресивних середовищах, стійкі до корозії. Максимальна робоча температура — до 120-220 градусів Цельсія, залежно від сполучного матеріалу.

Br = 0.5 — 0.6 Тл (5000 — 6000 Гаусс). Найбільш популярним є магнітний вініл .

Магніти альнико (AlNiCo, російське назва — ЮНДК ) — Це термостабільні литі або спечені магніти. Виготовлені на основі сплавів залізо-алюміній-нікель-мідь-кобальт. Добре працюють при підвищених температурах, показали високе значення залишкової магнітної індукції, мають високе значення максимальної енергії, основним недоліком магнітів Alnico, є низьке значення коерцитивної сили, це означає, що їх відносно легко розмагнітити.

Магніти альнико (ЮНДК) можуть бути використані без значної втрати властивостей до 500-600 градусів Цельсія.

Br = 0.7 — 1.3 Тл.

Tc of Br

-0.02% на °C

Tmax / Tcur = 250-550 / 800-850 °З

Магніти SmCo — це спечені рідкоземельні магніти на основі сплавів самарій – кобальт. У порівнянні з іншими рідкоземельними магнітами мають кращу корозійну стійкість, великі значення максимальної робочої температури (термостабільні до 350°С). У порівнянні з ЮНДК — на порядок більша коерцетівную сила.

Недоліки — крихкість і висока ціна.

-0.035% на °C

Tmax / Tcur = від -60 до 250-500 / 700-800 °З

Hcb = 8-10 кЕ

Діапазон максимальної енергії – від 18 до 32 МГс.Е

Неодимові магніти (Nd-Fe-B) це постійні рідкоземельні магніти на основі сплаву NdFeB (неодим –залізо – бор). Ці магніти отримані методом лиття, спікання або пресування. Спечені неодимові магніти є одними з найбільш силно магнітів у світі. Висока магнітна енергія, потужна опірність розмагнічування в сильних магнітних полях, доступна ціна і високі обсяги виробництва ставлять неодимові магніти на перше місце і роблять не замінними в багатьох сферах.

Ці супер магніти, завдяки своїм понад властивостям, з легкістю здатні вирішувати різні виробничі завдання. Сила намагнічування залежить від коду матеріалу (N35, N38, N40, N42 і т.д.), чим вище код матеріалу, тим більше намагніченість і сильніше постійний неодимовий магніт.

Hc = 12 кЕ

Діапазон макс. енергії – від 1 до 50 МГЕ

Основні характеристики постійних магнітів

Магнітна індукція — В. Це векторна величина, що є силовою характеристикою магнітного поля “Сила магніту” Одиниці виміру – Тесла (у системі СІ) або Гаусс (в системі СГСЕ), 1 Тесла = 10 000 Гаус.

Залишкова магнітна індукція — Br. Намагніченість, яку має феромагнітний матеріал при напруженості зовнішнього магнітного поля, рівної нулю. Одиниці виміру – Тесла (у системі СІ) або Гаусс (в системі СГСЕ).

Визначає, наскільки сильне магнітне поле (щільність потоку) може виробляти магніт.

Коерцитивна магнітна сила — Hc. Одиниці виміру – Ампер / метр (у системі СІ) або Ерстед (в системі СГСЕ). Дана величина характеризує опірність магніту до розмагнічування .Це величина зовнішнього магнітного поля, необхідного для повного розмагнічування магніту, намагніченого до стану насичення.

Чим більше коерцитивної сила, тим "міцніше" магнітний матеріал утримує залишкову намагніченість.

Магнітна енергія — (BH) max. Повна щільність енергії, максимальне енергетичне твір. Одиниці виміру – МГауссЕрстед (в системі СГСЕ).

Визначає, наскільки сильним є магніт. Чим більше ця величина, тим більш потужними є неодимові магніти.

Температурний коефіцієнт залишкової магнітної індукції Tc of Br. Одиниці виміру – процент на градус Цельсія. Визначає, наскільки сильно магнітна індукція змінюється від температури.

Величина -0.20 означає, що якщо температура збільшиться на 100 градусів Цельсія, магнітна індукція зменшиться на 20%.

Максимальна робоча температура — Tmax. Одиниці виміру – градус Цельсія. Визначає межу температури, при якій магніт тимчасово втрачає частину своїх магнітних властивостей.

При зниженні температури магніт повністю відновлює всі магнітні властивості.

Температура Кюрі — Tcur. Одиниці виміру – градус Цельсія. Визначає межу температури, при якій магніт повністю розмагнічується. При зниженні температури магніт не відновлюватиме магнітні властивості.

Якщо магніт нагрівається в межах від Tmax до Tcur, при зниженні температури магнітні властивості відновлюються частково.

Купити постійні неодимові магніти пропонує інтернет-магазин MagnetLine.ru

Сподобалася стаття? Поділися нею з друзями!