Kõvad magnetilised materjalid
Kui soovime mõista kõvate magnetiliste materjalide, peame tundma mõnda terminit. Need on järgmised:
Koertsivsus: Ferro-magnetilise materjali võime vastustada ümbritseva ferromagnetilise materjali ümbritsevale magnetväli ilma demagnetiseerumiseta.
Retentivsus (Br): See on ferromagnetilise materjali magneetilise suuruse hulk, mida see saab säilitada isegi pärast magnetväli nullist.
Permeabilitas: See kasutatakse selleks, et määrata, kuidas materjal reageerib rakendatud magnetväli peale.
Magneetilisi materjale jagatakse (aluseks on koertsivjõu suurus) kaheks alamvaldkonnaks – kõvad magnetilised materjalid ja pehmed magnetilised materjalid,
Nüüd saame defineerida kõvad magnetilised materjalid. Need materjalid on tegelikult kõvad, sest neid on väga raske magnetiseerida. Põhjus on see, et domeenipared on liikumatu, kuna kristallide puudused ja ebaühtlased.
Kui need aga magnetiseeruvad, siis need jäävad permanentseteks. Sellepärast nimetatakse neid ka permanentseteks magneetilisteks materjalideks. Nende koertsivjõud on suurem kui 10kA/m ja nende retentivsus on kõrge. Kui me avaldame kõvale magnetile esimest korda välise magnetväli, siis domeenid kasvavad ja keerlevad, et seotuda rakendatava vältiga täismagneetiseerimisel. Seejärel eemaldatakse väli. Tulemuseks on, et magnetiseerimine on mõnevõrra tagasi lülitunud, kuid see ei jälgi enam magnetiseerimiskäiku. Teatud energia (Br) on salvestatud magneetis ja see muutub permanentselt magnetiseeritud.
Hüsteerese silmukas
Hüsteerese silmuka kogupindala = energia, mis dissipeeritakse, kui ühiku ruumala materjal magnetiseeritakse ühe töötsükli jooksul. B-H kõver või hüsteerese silmukas kõvate magnetiliste materjalide puhul on alati suur, kuna suur koertsivjõud, nagu järgmisel joonisel näha.
BH toode
toode BH varieerub demagnetiseerimiskäigu peal. Hea permanentmagnetil on maksimaalne väärtus toodet BHmax. Me peame teadma, et selle BH dimensioon viitab energiatehikutusele (Jm-3). Seega nimetatakse seda energiatoodet.
Kõvate magnetiliste materjalide omadused
Ülim retentivsus ja koertsivsus.
Energia toodet (BH) väärtus on suur.
BH silmuka kuju on umbes ristkülik.
Kõrge hüsteerese silmukas.
Väike algpermeabilitas.
Mõned oluliste permanentmagnetiliste materjalide omadused on näidatud järgmisel tabelil.
| Kõvad magnetilised materjalid | Koertsivsus (Am-1) | Retentivsus (T) | BHmax(Jm-1) |
| Alnico 5 (Alcomax)(51Fe, 24 Co,14 Ni, 8Al, 3Cu) | 44,000 | 1.25 | 36,000 |
| Alnico 2(55Fe, 12Co, 17Ni, 10Al, 6Cu) | 44,800 | 0.7 | 13,600 |
| Kroomteräs(98Fe, 0.9Cr, 0.6 C, 0.4Mn) | 4,000 | 1.0 | 1,600 |
| Oksiid(57Fe, 28 O, 15Co) | 72,000 | 0.2 | 4,800 |
Mõned olulised kõvad magnetilised materjalid on järgmised:
Teräs
Süsinikteräs on suur hüsteerese silmukaga. Mingeid sokke või vibratsioone tõttu kaotavad nad oma magnetilised omadused kiiresti. Kuid tungsteen teräs, kroomteräs ja kobaltteräs on kõrge energiatoodetega.
Alnico
See valmistatakse aluminiumi, nikeli ja kobalti abil, et parandada magnetilisi omadusi. Alnico 5 on kõige olulisem materjal permanentmagnetite loomiseks. BH toode on 36000 Jm-3. Seda kasutatakse kõrge temperatuuri töötlemiseks.
Haruldaste maade alliaadid:
SmCo5, Sm2Co17, NdFeB jne.
Kõvad ferritiid või keramiikmagned (nt baariumferritiid):
Nende materjalide saab purustada ja kasutada sidumeena plastides. Sellisel viisil valmistatud plastid nimetatakse plastmagnetideks.
Sidumismagned:
Neid kasutatakse DC moottorites, sammemoottorites jne.
Nanokristalline kõvad magned (Nd-Fe-B Alliaadid):
Nende materjalide väike suurus ja kaal muudavad need sobivaks meditsiinilistes seadmetes, õhukesetes moottorites jne.
Kõvate magnetiliste materjalide rakendused
Kõvad magnetilised materjalid on laialdaselt kasutuses. Need on järgmised:
