Išmagnetinimas dėl kaitros/šilumos

Kiek karštas magnetas gali būti, priklauso nuo kelių veiksnių:

naudojamos magneto medžiagos (neodimio arba ferito)
magneto temperatūros tipo
magneto formos
magnetų išdėstymo grupėje

N tipo neodimio magnetai nuo 80 °C negrįžtamai praranda dalį savo įmagnetinimo, juostos ir plėvelės – nuo 85 °C, o ferito magnetai – tik nuo 250 °C. Stiprus atšaldymas (pvz., skystame azote) nekenkia neodimio magnetams. Tačiau ferito magnetai žemesnėje nei -40 °C temperatūroje praranda dalį įmagnetinimo, o magnetinės juostos ir magnetinės plėvelės – jau žemiau -20 °C.

Turinys

Laikomosios galios praradimo dėl šilumos / kaitros rūšys

Jei magnetas įkaitinamas virš jo vadinamosios „maksimalios darbinės temperatūros“, jis praranda dalį savo Įmagnetinimo. Tuomet jis, pvz., silpniau laikosi prie geležinės plokštės net ir atvėsęs. Nuo tam tikros temperatūros, vadinamos „Kiuri temperatūra“, visiškai nebelieka likutinio įmagnetinimo.

Priklausomai nuo temperatūros aukščio, skiriamos trys nuostolių rūšys:

Grįžtamasis laikomosios galios praradimas

Temperatūros sritis: vos virš maksimalios darbinės temperatūros
Magnetas būna tik silpniau įmagnetintas tol, kol jis karštas.
Jam atvėsus, pradinė stiprioji galia visiškai atsistato.
Nesvarbu, kiek kartų magnetas įkaitinamas ir vėl atvėsinamas.

Negrįžtamasis laikomosios galios praradimas

Temperatūros sritis: gerokai virš maksimalios darbinės temperatūros
Magnetas išlieka susilpnėjęs visam laikui, net ir jam atvėsus.
Kartotinis kaitinimas iki tos pačios temperatūros nepadidina negrįžtamųjų nuostolių.
Pakankamai stipriu išoriniu magnetiniu lauku negrįžtamai susilpnėjusį magnetą galima pakartotinai įmagnetinti ir sugrąžinti jam pradinę stiprybę.

Pastovus laikomosios galios praradimas
Esant temperatūroms apie Kiuri temperatūrą, nuolatinių magnetų struktūra ima negrįžtamai keistis. Po to pakartotinai įmagnetinti jau nebeįmanoma.

Visi anksčiau aprašyti temperatūros nuostolių tipai pateikiami toliau esančiame vaizdo įraše. Autorius jame skiria „šildymą“ (grįžtamąjį), „įkaitinimą“ (negrįžtamąjį) ir „žėrėjimą“ (nuolatinį). Galiausiai netgi ištirpinamas magnetas. Veikiausiai nestebina, kad po to jis nebeturėjo jokio įmagnetinimo.

Kaitinimo trukmė

Kaitinimo trukmė daro tik minimalų poveikį negrįžtamiems nuostoliams. Sąlyga: Kaitinimo metu temperatūra magneto viduje visur turi būti vienoda. Jei storas magnetas trumpai smarkiai kaitinamas, jo paviršiaus temperatūra gali būti gerokai aukštesnė už maksimalią magneto branduolio temperatūrą. Tuomet temperatūriniai nuostoliai priklauso nuo vietos – magnetas įmagnetinamas netolygiai.

Magneto forma, įmagnetinimo kryptis ir išdėstymas

Ar kaitinant magnetą atsiras negrįžtamų nuostolių, be temperatūros tipo, priklauso ir nuo šių trijų veiksnių. Todėl didžiausios leidžiamos magnetų darbo temperatūros visada yra tik orientacinės reikšmės.

Magneto forma
Nurodyta maksimali temperatūra gali būti saugiai taikoma tik tuomet, kai magneto šonų santykiai yra „optimalūs“. Tam galioja ši taisyklė: labai plonas arba plokščias (plokštumas = skersmuo padalytas iš aukščio) magnetas patiria negrįžtamuosius nuostolius jau esant temperatūroms, kurios yra žemesnės nei nurodyta maksimali darbinė temperatūra.

Jei skersmens ir aukščio santykis yra mažesnis nei 4, magnetą galima kaitinti labiau nei nurodyta maksimali darbinė temperatūra neprarandant jo įmagnetinimo.

Pavyzdžiai, kokios yra faktinės didžiausios freestandingų neodiminių diskinių magnetų darbo temperatūros:

Magnetas	Skersmuo/aukštis (plonumas)	nurodyta didž. darbo temperatūra	faktinė didž. darbo temperatūra
S-10-01-N	10	80 °C	apie 60 °C
S-20-05-N	4	80 °C	apie 80 °C
S-06-06-N	1	80 °C	apie 140 °C

Žiedo magnetų įmagnetinimo kryptis
Esant diametriniam žiedo magnetų įmagnetinimui, maksimali leidžiama darbinė temperatūra gali būti gerokai žemesnė. Rekomenduojame iš anksto atlikti bandymus, jei magnetai bus veikiami padidintos temperatūros.

Magnetų išdėstymas
Kuo stipresniam priešingam laukui tam tikrame išdėstyme veikiamas magnetas, tuo žemesnė yra jo faktinė maksimali darbinė temperatūra.

Mažiausi temperatūriniai nuostoliai pasiekiami esant išdėstymams, kai magnetas magnetiniame kontūre (analogija su elektros grandine) yra magnetiškai „sutrumpintas“. Esant magnetiniam trumpinimui, abu poliai sujungiami didelio pralaidumo, neprisotinta feromagnetine medžiaga, pavyzdžiui, minkštuoju geležimi. Tokioje trumpinimo schemoje pačiame magnete nėra priešingo lauko. Vis dėlto praktikoje toks trumpinimo išdėstymas pasitaiko retai.

Neodimio magnetų darbinės temperatūros

Štai apžvalga apie skirtingus temperatūrų tipus, taikomus neodimio magnetams (perimta iš puslapio Fiziniai magnetų duomenys).

Temperatūros tipas	Maks. darbo temperatūra	Kiuri temperatūra
N	80 °C *	310 °C
M	100 °C	340 °C
H	120 °C	340 °C
SH	150 °C	340 °C
UH	180 °C	350 °C
EH	200 °C	350 °C
AH	230 °C	350 °C

* Šioje lentelėje pateiktos maksimalios darbo temperatūros yra tik orientacinės. Magnetų, kurių įmagnetinimas N52, maks. darbo temperatūra yra 65 °C.

Taikomiesiems sprendimams su neodimio magnetais, kai temperatūra viršija 80 °C, siūlome kelis specialius magnetų tipus su didesnėmis darbo temperatūromis:

Atraskite aukštos temperatūros magnetus

Ferito magnetų darbinės temperatūros

Aukštesnėms temperatūroms daug geriau tinka ferito magnetai. Čia pateikiama mūsų ferito magnetai apžvalga (perkelta iš puslapio Fiziniai magnetų duomenys).

Temperatūros tipas	Didž. darbinė temperatūra	Kiuri temperatūra
Y35	250 °C	450 °C

Atraskite ferito magnetus

Magnetinių juostų ir magnetinių plėvelių naudojimo temperatūros

Temperatūros žemesnės nei -20° C ir aukštesnės nei 85° C pažeidžia magnetines juostas ir magnetines plėveles struktūrą. Dėl to produktai visam laikui praranda dalį savo stiprumo. Todėl nenaudokite jų vietose, kuriose vyrauja aukštos arba ypač žemos temperatūros.

Ar magnetai gali būti pažeisti panardinus juos į skystą azotą?

Neodimio magnetams panardinimas į skystą azotą, kurio temperatūra yra -196 °C (77 K), nekenkia. Todėl juos galima drąsiai naudoti Superlaidininkas eksperimentams. Atkreipkite dėmesį į šiuos dalykus: Magneto stiprumas aušinant iš pradžių šiek tiek padidėja. Nukritus temperatūrai žemiau -125 °C, stiprumas tolygiai mažėja. Esant -196 °C, išlieka apie 85–90 % stiprumo. Grąžinus neodimio magnetą į kambario temperatūrą, pradinė stiprumo reikšmė vėl normalizuojasi.

Ferito magnetai esant temperatūrai žemiau -40 °C negrįžtamai praranda dalį savo įmagnetinimo. Todėl jų nereikėtų stipriai šaldyti.

Magnetinės juostos ir magnetinės plėvelės esant temperatūrai žemiau -20 °C negrįžtamai praranda dalį savo įmagnetinimo. Todėl jų nereikėtų stipriai šaldyti.

Daugiau informacijos apie magnetus
Mūsų DUK skiltyje rasite daug papildomos informacijos apie magnetus, pavyzdžiui: