חומרים מגנטיים קשיחים
כדי להבין את החומרים המגנטיים הקשיחים, עלינו להכיר כמה מונחים. הם הם:
coesיביות: היכולת של חומר פרומגנטי להחזיק (לדחות) שדה מגנטי תחומי מגנטי בלי להתנדף.
רטיינטיביות (Br): זו היא כמות המגנטיות שהחומר הפרומגנטי יכול לשמור אפילו לאחר שהשדה מגנטי נמוך ל-0.
פרמייאביליות: משמש לקביעת איך מגיב החומר לשדה מגנטי הנוסף.
חומרים מגנטיים מסווגים בעיקר (בהתבסס על גודל כוח הקוארציה) לשני תחומים – חומרים מגנטיים קשיחים וחומרים מגנטיים רכים,
עכשיו, ניתן להגדיר חומרים מגנטיים קשיחים. חומרים אלה קשים מאוד במובן זה שקשה מאוד להפוך אותם למגנטיים. הסיבה היא שהקירות של הדומיינים נייחים בשל פגמים ותקלות בגביש.
אבל אם הם מושכים, הם יושכים באופן קבוע. לכן, הם מכונים גם חומרים מגנטיים קבועים. להם יש כוח קוארציה גדול מ-10kA/m ויש להם רטיינטיביות גבוהה. כאשר מציגים מגנט קשה לשדה מגנטי חיצוני לראשונה, הדומיינים גדלים ומסתובבים כדי להתאים לשדה הנוסף בשיא המגנטיות. אחרי כן, השדה מתנתק. כתוצאה מכך, המגנטיות נהפכת חלקית אך היא כבר לא עוקבת אחר עקומת המגנטיות. כמות מסוימת של אנרגיה (Br) מאוחסנת במגנט והוא הופך למגנטי בצורה קבועה.
מעגל ההיסטרזה
השטח הכולל של מעגל ההיסטרזה = האנרגיה שנפלטת כאשר חומר ביחידת נפח מושך במהלך מחזור פעולה. העקומה B-H או מעגל ההיסטרזה של החומרים המגנטיים הקשיחים תמיד יהיה בעל שטח גדול בשל כוח קוארציה גדול כפי שמוצג בתמונה שלהלן.
מוצר BH
המוצר BH משתנה לאורך עקומת הדימגנטיזציה. המגנט הקבוע הטוב ביותר יהיה בעל ערך מקסימלי של מוצר BHmax. עלינו לדעת כי הממד של המוצר הזה מרמז על צפיפות אנרגיה (Jm-3). לכן זה מכונה מוצר האנרגיה.
תכונות של חומרים מגנטיים קשיחים
רטיינטיביות וcoesיביות מקסימלית.
ערך המוצר האנרגטי (BH) יהיה גדול.
צורת מעגל ה-BH היא כמעט מלבן.
מעגל היסטרזה גבוה.
פרמייאביליות התחלתית קטנה.
התכונות של כמה חומרים מגנטיים קבועים חשובים מוצגות בטבלה שלהלן.
| חומרים מגנטיים קשיחים | coesיביות (Am-1) | רטיינטיביות (T) | BHmax(Jm-1) |
| אלניקו 5 (אלקומקס)(51Fe, 24 Co,14 Ni, 8Al, 3Cu) | 44,000 | 1.25 | 36,000 |
| אלניקו 2(55Fe, 12Co, 17Ni, 10Al, 6Cu) | 44,800 | 0.7 | 13,600 |
| פלדת כרום(98Fe, 0.9Cr, 0.6 C, 0.4Mn) | 4,000 | 1.0 | 1,600 |
| אוקסיד(57Fe, 28 O, 15Co) | 72,000 | 0.2 | 4,800 |
כמה חומרים מגנטיים קשיחים חשובים הם:
פלדה
לפלדה המכילה פחמן יש מעגל היסטרזה גדול. בשל כל זעזוע או רעידת אדמה, הם מאבדים את התכונות המגנטיות שלהם במהירות. אבל פלדת טונגסטן, פלדת כרום ופלדת kobalt יש להם מוצר אנרגיה גבוה.
אלניקו
זה עשוי מאלומיניום, ניקל וקובלט כדי לשפר את התכונות המגנטיות. אלניקו 5 הוא החומר החשוב ביותר המשמש ליצור מגנט קבוע. המוצר BH הוא 36000 Jm-3. הוא משמש בפעילות בטמפרטורה גבוהה.
שילובים נדירים של ארץ:
SmCo5, Sm2Co17, NdFeB וכדומה.
פריטים קשיחים או מגנטים קרמיים (כמו פריטי בריום):
חומרים אלה יכולים להיות מעכלים ונמצאים כמתכת בפלסטיקים. הפלסטיקים שנעשים בשיטה זו מכונים מגנט פלסטי.
מגנטים מאולפים:
הם משמשים ב-מנועים DC, מנועי צעד וכדומה.
מגנט קשיח ננוקריסטלי (Nd-Fe-B Alloys):
הגודל הקטן והמשקל של חומרים אלה מאפשר להשתמש בהם במכשירים רפואיים, מנועים דקים וכדומה.
יישומים של חומרים מגנטיים קשיחים
חומרים מגנטיים קשיחים יש להם מגוון רחב של יישומים. הם הם:
אוטומוטיב: מגנטים לדיוור, מנקה רוח, מזרקי דלק; מנועי התחלה; בקרה עבור מושבים, חלונות וכדומה.
תקשורת: מקלטים, מדבקים, צלצלנים הטלפון וכדומה.
มวล מידע: מדפסות, מנועי צעידה, נосители данных и актуаторы.
אלקטרוניקה לצרכן: מחשבים ביתיים, שעונים, מנועי DC עבור מקלחת וכדומה.
