Тверді магнітні матеріали
Для розуміння твердих магнітних матеріалів, нам потрібно знати певні терміни. Вони такі:
Коерцитивність: Здатність феромагнітного матеріалу тримати (опиратися) периферійне магнітне поле без демагнетизації.
Ретентивність (Br): Це кількість магнетизму, яку феромагнітний матеріал може зберегти, навіть коли магнітне поле зменшується до нуля.
Проникність: Використовується для визначення того, як матеріал реагує на прикладене магнітне поле.
Магнітні матеріали, в основному, класифікуються (на основі величини коерцитивної сили) на два підгрупи – тверді магнітні матеріали і м'які магнітні матеріали,
Тепер, ми можемо визначити тверді магнітні матеріали. Ці матеріали є дійсно твердими, оскільки їх важко намагнічувати. Причина полягає в тому, що стіни доменів нерухомі через кристалічні дефекти та недоліки.
Але якщо вони намагнічуються, то будуть намагнічені постійно. Тому їх називають постійними магнітними матеріалами. Вони мають коерцитивну силу більше 10 кА/м і високу ретентивність. Коли ми вперше викладаємо твердий магніт на зовнішнє магнітне поле, домени ростуть і обертаються, щоб вирівнятися з прикладеним полем при насиченні магнетизації. Після цього поле видаляється. В результаті, магнетизація трохи повертається, але вже не слідує за кривою магнетизації. Певна кількість енергії (Br) зберігається в магніті, і він стає постійно намагніченим.
Петля гістерезису
Загальна площа петлі гістерезису = енергія, яка витрачається, коли матеріал одиничної об'єму намагнічується протягом одного циклу роботи. Крива B-H або петля гістерезису твердих магнітних матеріалів завжди має велику площу через велику коерцитивну силу, як показано на малюнку нижче.
Продукт BH
Продукт BH змінюється вздовж кривої демагнетизації. Добрий постійний магніт матиме максимальне значення продукту BHmax. Ми повинні знати, що розмірність цього BH означає густину енергії (Джм-3). Тому його називають енергетичним продуктом.
Властивості твердих магнітних матеріалів
Найвища ретентивність і коерцитивність.
Значення енергетичного продукту (BH) буде великим.
Форма кривої BH майже прямокутна.
Висока петля гістерезису.
Мала початкова проникність.
Властивості деяких важливих постійних магнітних матеріалів показані в таблиці нижче.
| Тверді магнітні матеріали | Коерцитивність (Ам-1) | Ретентивність (Т) | BHmax(Джм-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 |
| Хромова сталь(98Fe, 0.9Cr, 0.6 C, 0.4Mn) | 4,000 | 1.0 | 1,600 |
| Оксид(57Fe, 28 O, 15Co) | 72,000 | 0.2 | 4,800 |
Деякі важливі тверді магнітні матеріали такі:
Сталь
Вуглецева сталь має велику петлю гістерезису. Через будь-який удар або вібрацію, вони швидко втрачають свої магнітні властивості. Але вольфрамова сталь, хромова сталь і кобальтовая сталь мають високий енергетичний продукт.
Alnico
Виготовляється з алюмінію, никелю і кобальту, щоб покращити магнітні властивості. Alnico 5 є найважливішим матеріалом, використовуваним для створення постійного магніту. Продукт BH становить 36000 Джм-3. Використовується при високотемпературних операціях.
Рідкісноземельні сплави:
SmCo5, Sm2Co17, NdFeB тощо.
Тверді феріти або керамічні магніти (наприклад, Барієві феріти):
Ці матеріали можна подрібнити і використовувати як зв'язуючий в пластмасах. Пластмаси, виготовлені цим методом, називаються пластиковими магнітами.
Сполучені магніти:
Використовуються в DC-моторах, ступінчастих моторах тощо.
Нанокристалічні тверді магніти (Nd-Fe-B сплави):
Мала розмір і вага цих матеріалів дозволяють використовувати їх у медичних пристроях, тонких моторах тощо.
