Hårdmagnetiska material
För att förstå hårda magnetiska material måste vi känna till vissa termer. De är följande:
Koercitivitet: En ferromagnetiskt material förmåga att motstå ett yttre magnetfält utan att demagnetiseras.
Remanens (Br): Det är mängden magnetism som ett ferromagnetiskt material kan behålla även efter att magnetfältet har minskats till noll.
Permeabilitet: Den används för att bestämma hur ett material reagerar på det tillämpade magnetfältet.
Magnetiska material indelas huvudsakligen (baserat på magnituden av koercitivkraften) i två underdomäner – hårda magnetiska material och mjuka magnetiska material,
Nu kan vi definiera hårda magnetiska material. Dessa material är verkligen hårda i den meningen att de är svåra att magnetisera. Anledningen är att domänväggarna är stillastående på grund av kristaldefekter och bristigheter.
Men om de magnetiseras, kommer de att vara permanent magnetiserade. Därför kallas de också permanenta magnetiska material. De har en koercitiv kraft större än 10kA/m och har hög remanens. När vi exponerar en hård magnet för ett externt magnetfält för första gången, växer domänen och roterar för att justera sig med det tillämpade fältet vid sättningstillståndets magnetisering. Sedan tas fältet bort. Som ett resultat återgår magnetiseringen något, men den följer inte längre magnetiseringssvängningen. En viss mängd energi (Br) lagras i magneten och den blir permanent magnetiserad.
Hysteresislång
Hysteresislångens totala area = energin som slösas bort när ett material av enhetsvolym magnetiseras under en cykel av drift. B-H kurvan eller hysteresislång för hårda magnetiska material kommer alltid att ha stor area pga stor koercitiv kraft som visas i figuren nedan.
BH Produkten
Produkten BH varierar längs demagnetiseringskurvan. En bra permanent magnet kommer att ha maximalt värde på produkten BHmax. Vi måste veta att dimensionen av denna BH innebär energitäthet (Jm-3). Så detta kallas energiprodukt.
Egenskaper hos hårda magnetiska material
Största remanens och koercitivitet.
Värdet av energiprodukt (BH) kommer att vara stort.
Formen på BH-loopen är nästan rektangulär.
Hög hysteresislång.
Liten initial permeabilitet.
Egenskaperna hos viktiga permanenta magnetiska material visas i tabellen nedan.
| Hårda magnetiska material | Koercitivitet (Am-1) | Remanens (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 |
| Kromstål(98Fe, 0.9Cr, 0.6 C, 0.4Mn) | 4,000 | 1.0 | 1,600 |
| Oxid(57Fe, 28 O, 15Co) | 72,000 | 0.2 | 4,800 |
Några viktiga hårda magnetiska material är följande:
Stål
Kolstål har en stor hysteresislång. Pga skok eller vibration tappar de snabbt sina magnetiska egenskaper. Men tungstenstål, kromstål och koboltstål har hög energiprodukt.
Alnico
Det består av aluminium, nickel och kobolt för att förbättra de magnetiska egenskaperna. Alnico 5 är det viktigaste materialet som används för att skapa permanenta magneter. Produkten BH är 36000 Jm-3. Det används vid högtemperaturdrift.
Sällsynta jordlegeringar:
SmCo5, Sm2Co17, NdFeB etc.
Hård ferrit eller keramikmagneter (som bariumferriter):
Dessa material kan pulveriseras och användas som binder i plast. Plasten som görs genom denna metod kallas plastmagnet.
Bondade magneter:
De används i DC-motorer, stegmotorer etc.
Nanokristallin hårda magneter (Nd-Fe-B legeringar):
De små storleken och vikten gör det möjligt att använda dem i medicinsk utrustning, tunna motorer etc.
Tillämpningar av hårda magnetiska material
Hårda magnetiska material har en bred rad av tillämpningar. De är följande:
Automobilindustri: motorförare för fläktar, vindrutetorkar, sprutpumpar; startmotorer; Kontroll för säten, fönster etc.
Telekommunikation: Mikrofoner, Högtaalarsystem, Telefonringningar etc.
- <
