Mga Matigas na Materyales na Magnetiko
Para maintindihan ang matigas na materyales na may magnetic, kailangan nating malaman ang ilang termino. Sila ay sumusunod:
Coercivity: Ang kakayahan ng isang ferromagnetic material na manatili (resist) sa isang panlabas na magnetic field ng walang pagkakademagnetize.
Retentivity (Br): Ito ang halaga ng magnetismo na maaaring panatilihin ng isang ferromagnetic material kahit pa ang magnetic field ay binawasan hanggang sa zero.
Permeability: Ito ang ginagamit upang tukuyin kung paano tumutugon ang isang materyal sa inilapat na magnetic field.
Ang mga magnetic materials ay pangunahing naklase (batay sa magnitude ng coercive force) sa dalawang subdomains – hard magnetic materials at soft magnetic materials,
Ngayon, maaari nating ilarawan ang hard magnetic materials. Ang mga materyal na ito ay talagang mahirap sa basehan na mahirap itong makamagnetize. Ang dahilan dito ay ang domain walls ay motionless dahil sa mga crystal defects at imperfections.
Pero kung ito ay makamagnetize, ito ay magiging permanenteng magnetized. Kaya ito rin ay tinatawag na permanent magnetic material. Mayroon silang coercive force na mas mataas sa 10kA/m at may mataas na retentivity. Kapag inihain natin ang isang matigas na magnet sa isang panlabas na magnetic field para sa unang pagkakataon, lumalaki at lumilipat ang domain upang magalign sa inilapat na field sa saturation magnetization. Pagkatapos, inalis ang field. Bilang resulta, medyo ibinalik ang magnetization ngunit hindi na ito sumusunod sa magnetization curve. Isang tiyak na halaga ng enerhiya (Br) ang naiimbak sa magnet at ito ay naging permanenteng magnetized.
Hysteresis Loop
Ang kabuuang lugar ng hysteresis loop = ang enerhiyang inilabas kapag isang materyal ng unit volume ay naimagnetize sa loob ng isang cycle ng operasyon. Ang B-H curve o hysteresis loop ng hard magnetic materials ay laging may malaking lugar dahil sa malaking coercive force tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba.
BH Product
Ang product BH ay nagbabago sa demagnetisation curve. Ang mabuting permanent magnet ay may maximum value ng product BHmax. Dapat nating malaman na ang dimension ng BH ay nangangahulugan 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 table sa ibaba.
| Hard magnetic materials | Coercivity (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 |
Ang ilang mahalagang hard magnetic materials ay sumusunod:
Steel
Ang carbon steel ay may malaking hysteresis loop. Dahil sa anumang shock o vibration, mabilis silang nawawalan ng kanilang magnetic properties. Ngunit ang tungsten steel, chromium steel at cobalt steel ay may mataas na energy product.
Alnico
Ito ay gawa mula 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 materyales na ito ay maaaring ipulbos at gamitin bilang binder sa plastics. Ang plastics na ginawa 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 maliliit na sukat at timbang ng mga materyal na ito ay nagbibigay-daan upang gamitin ito sa medical devices, thin motors etc.
Applications of Hard Magnetic Materials
Hard magnetic materials ay may malawak na saklaw ng aplikasyon. Sila ay sumusunod:
Automotive: motor drives para sa fans, wipers, injection pumps; starter motors; Control para sa seats, windows etc.
