Mga Matigas na Materyales na Magnetiko

Para maintindihan ang matigas na materyales na may magneto, kailangan nating malaman ang ilang termino. Ito ang mga sumusunod:

• Coercivity: Ang kakayahan ng isang materyal na ferromagnetic na hawakan (resist) ang panlabas na magnetic field ng hindi ito mawala sa magnetismo.

• Retentivity (Br): Ito ang halaga ng magnetismo na maaaring i-maintain ng materyal na ferromagnetic kahit na ang magnetic field ay bawasan hanggang sa zero.

• Permeability: Ito ay ginagamit upang tukuyin kung paano tumugon ang materyal sa inilapat na magnetic field.

• Ang mga materyal na magnetic ay pangunahing nakaklasi (batay sa magnitude ng coercive force) sa dalawang sub domains – hard magnetic materials at soft magnetic materials,

Ngayon, maaari nating ilarawan ang matigas na materyales na may magneto. Ang mga materyal na ito ay talagang mahirap sa basehan na napakahirap itong maging magnetized. Ang dahilan dito ay ang domain walls ay walang galaw dahil sa mga pagkakaiba at imperfections sa crystal.

Ngunit kung ito ay magiging magnetized, ito ay permanente na magiging magnetized. Dahil dito, tinatawag din itong permanent magnetic material. Mayroon silang coercive force na mas mataas kaysa 10kA/m at mataas na retentivity. Kapag inilapat natin ang isang hard magnet sa isang panlabas na magnetic field para sa unang pagkakataon, lumalaki at lumilipat ang domain upang mag-align sa inilapat na field sa saturation magnetization. Pagkatapos, inalis ang field. Bilang resulta, ang magnetization ay medyo ibinalik ngunit hindi na ito sumunod sa magnetization curve. Isang tiyak na halaga ng enerhiya (Br) ang na-store sa magnet at ito ay naging permanenteng magnetized.

Hysteresis Loop

Ang kabuuang lugar ng hysteresis loop = ang enerhiyang ipinabayaan kapag isang materyal ng unit volume ay magnetized sa loob ng isang cycle ng operasyon. Ang B-H curve o hysteresis loop ng matigas na materyales na may magneto ay laging may malaking lugar dahil sa malaking coercive force tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba.

BH Product

Ang product BH ay nagbabago kasama ang demagnetisation curve. Ang mabuting permanent magnet ay magkakaroon ng maximum value ng product BHmax. Kailangan nating malaman na ang dimensyon ng BH na ito ay nagpapahiwatig ng energy density (Jm-3). Kaya ito ay tinatawag na energy product.

Properties of Hard Magnetic Materials

• Pinakamataas na retentivity at coercivity.

• Ang halaga ng energy product (BH) ay malaki.

• Ang hugis ng BH loop ay halos rectangular.

• Mataas na hysteresis loop.

• Maliit na initial permeability.

Ang mga katangian ng ilang mahalagang permanent magnetic material ay ipinapakita sa talahanayan sa ibaba.

Ang ilang mahalagang matigas na materyales na may magneto ay ang mga sumusunod:
Steel
Ang carbon steel ay may malaking hysteresis loop. Dahil sa anumang shock o vibration, mabilis silang nawawala ng kanilang magnetic properties. Ngunit ang tungsten steel, chromium steel at cobalt steel ay may mataas na energy product.
Alnico
Ito ay gawa sa aluminium, nickel at cobalt upang mapabuti ang magnetic properties. Ang Alnico 5 ang pinakamahalagang materyal na ginagamit para bumuo ng permanent magnet. Ang BH product ay 36000 Jm-3. Ginagamit ito sa high temperature operation.
Rare-Earth Alloys:
SmCo5, Sm2Co17, NdFeB etc.
Hard Ferrites or Ceramic magnets (like Barium Ferrites):
Ang mga materyal na ito ay maaaring ihati at gamitin bilang binder sa plastics. Ang plastics na gawa sa pamamaraang ito ay tinatawag na plastic magnet.
Bonded Magnets:
Ginagamit ito sa DC motors, Stepper motors etc.
Nanocrystalline hard magnet (Nd-Fe-B Alloys):
Ang maliit na sukat at timbang ng mga materyal na ito ay ginagamit sa medical devices, thin motors etc.

Applications of Hard Magnetic Materials

Matigas na materyales na may magneto ay may malawak na saklaw ng aplikasyon. Ito ang mga sumusunod:

• Automotive: motor drives para sa fans, wipers, injection pumps; starter motors; Control para sa seats