Hårde magnetiske materialer
For å forstå hard magnetic materials, må vi kjenne visse termer. De er som følger:
Koersivitet: Evnen til et ferromagnetisk materiale å motstå et omgivende magnetfelt uten å bli demagnetisert.
Retentivity (Br): Det er mengden magnetisme som et ferromagnetisk materiale kan opprettholde selv etter at magnetfeltet er redusert til null.
Permeabilitet: Den brukes for å bestemme hvordan et materiale reagerer på det påførte magnetfeltet.
Magnetiske materialer deles hovedsakelig (basert på styrken av koersivkraften) inn i to underdomener – hard magnetiske materialer og myke magnetiske materialer,
Nå kan vi definere hard magnetic materials. Disse materialene er virkelig hardføre i den forstand at det er svært vanskelig å få dem magnetisert. Grunnen er at domenevergene er ubeweglich på grunn av kristaldefekter og ufullkommenheter.
Men hvis de blir magnetisert, vil de bli permanent magnetisert. Derfor kalles de også permanente magnetiske materialer. De har en koersivkraft større enn 10kA/m og har høy retentivity. Når vi eksponerer et hardt magnet for et eksternt magnetfelt for første gang, vokser og roterer domenene for å justere seg med det påførte feltet ved saturasjonsmagnetisering. Etter dette fjernes feltet. Som en konsekvens blir magnetiseringen litt revertert, men den følger ikke lenger magnetiseringskurven. En viss mengde energi (Br) lagres i magneten, og den blir permanent magnetisert.
Hysteresis Loop
Total arealet av hysteresisloopen = energien som dissiperes når et materiale med enhetsvolum blir magnetisert under en operasjonscyklus. B-H kurven eller hysteresis loop av hard magnetic materials vil alltid ha et stort areal på grunn av stor koersivkraft som vist i figuren nedenfor.
BH Product
Produktet BH varierer langs demagnetiseringskurven. Et godt permanent magnet vil ha maksimal verdi av produkt BHmax. Vi må vite at dimensjonen av dette BH impliserer energitetthet (Jm-3). Så dette kalles energiproduktet.
Egenskaper ved Hard Magnetic Materials
Maksimal retentivity og koersivitet.
Verdien av energiprodukt (BH) vil være stor.
Formen av BH-løkka er nesten rektangulær.
Høy hysteresisloop.
Liten initiell permeabilitet.
Egenskapene til noen viktige permanente magnetiske materialer er vist i tabellen nedenfor.
| Hard magnetic materials | Koersivitet (Am-1) | Retentivity (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 |
| Chrome steel(98Fe, 0.9Cr, 0.6 C, 0.4Mn) | 4,000 | 1.0 | 1,600 |
| Oxide(57Fe, 28 O, 15Co) | 72,000 | 0.2 | 4,800 |
Noen viktige hard magnetic materials er følgende:
Stål
Karbonstål har en stor hysteresisloop. På grunn av eventuelle sjokk eller vibrasjon, mister de raskt sine magnetiske egenskaper. Men wolframstål, kromstål og koboltstål har høy energiprodukt.
Alnico
Det er laget av aluminium, nikkel og kobolt for å forbedre de magnetiske egenskapene. Alnico 5 er det viktigste materialet som brukes til å lage permanent magnet. BH-produktet er 36000 Jm-3. Det brukes i høytemperaturoperasjoner.
Sjeldne jordleger:
SmCo5, Sm2Co17, NdFeB etc.
Hårdferriter eller keramiske magneter (som bariumferriter):
Disse materialene kan pulveriseres og brukes som binder i plast. Plastene laget ved denne metoden kalles plastmagneter.
Bonded Magnets:
De brukes i DC motors, Stepper motors etc.
Nanokristalline hard magnets (Nd-Fe-B Lege):
Den lille størrelsen og vekten på disse materialene gjør at de kan brukes i medisinsk utstyr, tynne motorer etc.
Anvendelser av Hard Magnetic Materials
Hard magnetic materials har et bredt anvendelsesspekter. De er som følger:
Automotive: motor drives for fans, wipers, injection pumps; starter motors; Control for seats, windows etc.
Telecommunication: Microphones, Loud Speakers, Telephone Ringers etc.
