چگونه زمان و دما بر پایداری آهنرباهای دائمی تأثیر می گذارد

توانایی یک آهنربای دائمی برای پشتیبانی از یک میدان مغناطیسی خارجی به دلیل ناهمسانگردی کریستالی در ماده مغناطیسی است که حوزه‌های مغناطیسی کوچک را در جای خود قفل می‌کند.هنگامی که مغناطش اولیه ایجاد شد، این موقعیت ها تا زمانی که نیرویی بیش از حوزه مغناطیسی قفل شده اعمال شود، یکسان می مانند و انرژی مورد نیاز برای تداخل با میدان مغناطیسی تولید شده توسط آهنربای دائم برای هر ماده متفاوت است.آهنرباهای دائمی می توانند اجبار بسیار بالا (Hcj) ایجاد کنند و در حضور میدان های مغناطیسی خارجی زیاد، هم ترازی دامنه را حفظ کنند.

پایداری را می توان به عنوان خواص مغناطیسی مکرر یک ماده تحت شرایط مشخص در طول عمر آهنربا توصیف کرد.عواملی که بر پایداری آهنربا تأثیر می گذارند عبارتند از: زمان، دما، تغییرات در ریتانس، میدان های مغناطیسی نامطلوب، تشعشع، شوک، استرس و ارتعاش.

زمان تأثیر کمی بر آهنرباهای دائمی مدرن دارد که مطالعات نشان داده اند بلافاصله پس از مغناطیس شدن تغییر می کنند.این تغییرات که به عنوان «خزش مغناطیسی» شناخته می‌شوند، زمانی رخ می‌دهند که حوزه‌های مغناطیسی کم‌ثبات‌تر تحت تأثیر نوسانات انرژی حرارتی یا مغناطیسی، حتی در محیط‌های پایدار حرارتی قرار می‌گیرند.این تنوع با کاهش تعداد مناطق ناپایدار کاهش می یابد.

آهنرباهای خاکی کمیاب به دلیل قدرت اجباری بسیار زیادشان، بعید است این اثر را تجربه کنند.مطالعه مقایسه ای زمان طولانی تر در مقابل شار مغناطیسی نشان می دهد که آهنرباهای دائمی تازه مغناطیسی شده مقدار کمی از شار مغناطیسی را در طول زمان از دست می دهند.برای بیش از 100000 ساعت، تلفات مواد کبالت ساماریوم اساساً صفر است، در حالی که از دست دادن مواد آلنیکو با نفوذپذیری کم کمتر از 3٪ است.

اثرات دما به سه دسته تقسیم می شود: تلفات برگشت پذیر، تلفات برگشت ناپذیر اما قابل بازیافت و تلفات غیر قابل برگشت و غیر قابل جبران.

تلفات برگشت پذیر: این تلفات هستند که با بازگشت آهنربا به دمای اولیه خود بهبود می یابند، تثبیت آهنربای دائمی نمی تواند تلفات برگشت پذیر را حذف کند.تلفات برگشت پذیر با ضریب دمای برگشت پذیر (Tc)، همانطور که در جدول زیر نشان داده شده است، توصیف می شود.Tc به عنوان درصد در درجه سانتیگراد بیان می شود، این اعداد با درجه خاص هر ماده متفاوت است، اما نماینده کلاس مواد به عنوان یک کل است.این به این دلیل است که ضرایب دمایی Br و Hcj به طور قابل توجهی متفاوت است، بنابراین منحنی مغناطیس زدایی یک "نقطه عطف" در دمای بالا خواهد داشت.

تلفات برگشت ناپذیر اما قابل بازیافت: این تلفات به عنوان مغناطیس زدایی جزئی یک آهنربا به دلیل قرار گرفتن در معرض دماهای بالا یا پایین تعریف می شود، این تلفات تنها با مغناطیس مجدد قابل بازیافت هستند، زمانی که دما به مقدار اولیه خود بازگردد، مغناطیس بازیابی نمی شود.این تلفات زمانی اتفاق می افتد که نقطه عملکرد آهنربا زیر نقطه عطف منحنی مغناطیس زدایی باشد.یک طرح آهنربای دائم موثر باید دارای مدار مغناطیسی باشد که در آن آهنربا با نفوذپذیری بالاتر از نقطه عطف منحنی مغناطیس زدایی در دمای بالا مورد انتظار عمل کند، که از تغییرات عملکرد در دمای بالا جلوگیری می کند.

تلفات جبران ناپذیر برگشت ناپذیر: آهنرباهایی که در معرض دماهای بسیار بالا قرار می گیرند دچار تغییرات متالورژیکی می شوند که با مغناطیس مجدد قابل بازیابی نیستند.جدول زیر دمای بحرانی را برای مواد مختلف نشان می دهد، که در آن: Tcurie دمای کوری است که در آن گشتاور مغناطیسی اساسی تصادفی می شود و ماده مغناطیسی زدایی می شود.Tmax حداکثر دمای عملی مواد اولیه در دسته کلی است.

آهنرباها با مغناطیس زدایی جزئی آهنرباها با قرار دادن آنها در دمای بالا به روشی کنترل شده، در درجه حرارت پایدار می شوند.کاهش جزئی در چگالی شار، پایداری آهنربا را بهبود می‌بخشد، زیرا حوزه‌های کمتر جهت‌دار اولین کسانی هستند که جهت خود را از دست می‌دهند.چنین آهنرباهای پایدار زمانی که در معرض دماهای مساوی یا پایین تر قرار می گیرند، شار مغناطیسی ثابتی از خود نشان می دهند.علاوه بر این، یک دسته پایدار از آهنرباها در مقایسه با یکدیگر، تغییرات شار کمتری را نشان می‌دهند، زیرا بالای منحنی زنگ با ویژگی‌های تغییرات نرمال به مقدار شار دسته نزدیک‌تر است.


زمان ارسال: ژوئیه-07-2022