Sert Manyetik Malzemeler
Sert sakin manyetik malzemeleri anlamak için belirli terimleri bilmemiz gerekir. Bunlar şunlardır:
Zorluk Değeri (Coercivity): Bir ferromanyetik malzemenin çevresel bir manyetik alan karşısında demagnetize olmaksızın dayanma kabiliyeti.
Kalıcılık (Br): Bir ferromanyetik malzemenin manyetik alan sıfır olduğunda bile koruyabileceği mıknatıslılık miktarıdır.
Geçirgenlik: Bir malzemenin uygulanan manyetik alana nasıl tepki vereceğini belirlemek için kullanılır.
Manyetik malzemeler genellikle (zorluk değeri büyüklüğüne göre) sert manyetik malzemeler ve yumuşak manyetik malzemeler olarak ikiye ayrılır,
Şimdi, sert manyetik malzemeleri tanımlayabiliriz. Bu malzemeler, kristal kusurları ve eksiklikler nedeniyle alan duvarlarının hareketsiz olması sebebiyle mıknatıslanması oldukça zordur.
Ancak mıknatıslanırsa, kalıcı olarak mıknatıslanır. Bu nedenle, ayrıca kalıcı mıknatıslı malzeme olarak da adlandırılır. Zorluk değeri 10kA/m'den büyük olup yüksek kalıcılığa sahiptir. İlk kez bir sert mıknatısı dış bir manyetik alana maruz bırakıldığında, alan bölgeleri büyüyüp uygulanan alana uygun hale gelir. Daha sonra, alan kaldırılır. Sonuç olarak, mıknatıslanma biraz geri döner ancak artık mıknatıslanma eğrisini takip etmez. Belirli bir miktarda enerji (Br) mıknatısta saklanır ve bu da kalıcı olarak mıknatıslanır.
Histerizis Döngüsü
Histerizis döngüsünün toplam alanı = birim hacimli bir malzemenin bir işlem döngüsü sırasında mıknatıslanırken harcanan enerji. B-H eğrisi veya histerizis döngüsü sert manyetik malzemeler için her zaman büyük bir alana sahip olacaktır çünkü zorluk değeri büyük olduğu için aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi.
BH Ürünü
Ürün BH, demagnetizasyon eğrisi boyunca değişir. İyi bir kalıcı mıknatıs, ürün BHmax'ın en büyük değerine sahip olacaktır. Bu BH'nin boyutunun (Jm-3) enerji yoğunluğunu ifade ettiğini bilmeliyiz. Bu yüzden bu, enerji ürünü olarak adlandırılır.
Sert Manyetik Malzemelerin Özellikleri
Maksimum kalıcılık ve zorluk değeri.
Enerji ürünü (BH) değeri büyük olacaktır.
BH döngüsünün şekli neredeyse dikdörtgendir.
Yüksek histerizis döngüsü.
Küçük başlangıç geçirgenliği.
Bazı önemli kalıcı mıknatıslı malzemelerin özellikleri aşağıdaki tabloda gösterilmiştir.
| Sert manyetik malzemeler | Zorluk Değeri (Am-1) | Kalıcılık (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 |
| Krom çeliği(98Fe, 0.9Cr, 0.6 C, 0.4Mn) | 4,000 | 1.0 | 1,600 |
| Oksit(57Fe, 28 O, 15Co) | 72,000 | 0.2 | 4,800 |
Bazı önemli sert manyetik malzemeler şunlardır:
Çelik
Karbon çelikleri büyük bir histerizis döngüsüne sahiptir. Herhangi bir şok veya titreşim nedeniyle hızlı bir şekilde mıknatıslı özelliklerini kaybederler. Ancak tungsten çeliği, krom çeliği ve kobalt çeliği yüksek enerji ürününe sahiptir.
Alnico
Alüminyum, nikel ve kobalt ile yapılmıştır, mıknatıslı özelliklerini artırmak için geliştirilmiştir. Alnico 5 en önemli kalıcı mıknatıs malzemesidir. BH ürünü 36000 Jm-3tür. Yüksek sıcaklık işlemlerinde kullanılır.
Nadir Toprak Alayları:
SmCo5, Sm2Co17, NdFeB vb.
Sert Ferritler veya Seramik mıknatıslar (örneğin Barium Ferritler):
Bu malzemeler toz haline getirilebilir ve plastiklerde bağlayıcı olarak kullanılabilir. Bu yöntemle yapılan plastikler plastik mıknatıs olarak adlandırılır.
Bağlı Mıknatıslar:
Bu, DC motorlarında, Adım motorlarında vb. kullanılır.
Nanokristal Sert Mıknatıs (Nd-Fe-B Alayları):
Bu malzemelerin küçük boyutu ve ağırlığı, onların tıbbi cihazlarda, ince motorlarda vb. kullanımı sağlar.
Sert Manyetik Malzemelerin Uygulamaları
Sert manyetik malzemeler geniş bir uygulama alanında sahiptir. Bunlar şunlardır:
Otomotiv:&
