Chất Từ cứng

Để hiểu về vật liệu từ cứng, chúng ta cần biết một số thuật ngữ. Chúng là như sau:

• Khả năng kháng từ (Coercivity): Khả năng của vật liệu từ sắt để giữ (chống lại) một trường từ ngoại vi trường từ không bị mất từ tính.

• Khả năng giữ từ (Retentivity - Br): Đó là lượng từ tính mà vật liệu từ sắt có thể duy trì ngay cả sau khi trường từ giảm xuống không.

• Tính thấm từ (Permeability): Nó được sử dụng để xác định cách một vật liệu phản ứng với trường từ được áp dụng.

• Vật liệu từ chủ yếu được phân loại (dựa trên độ lớn của lực kháng từ) thành hai nhóm phụ – vật liệu từ cứng và vật liệu từ mềm,

Bây giờ, chúng ta có thể định nghĩa vật liệu từ cứng. Những vật liệu này thực sự cứng trong cơ sở rằng rất khó để từ hóa. Lý do là các tường miền tĩnh do các khuyết tật và bất thường tinh thể.

Nhưng nếu nó được từ hóa, nó sẽ được từ hóa vĩnh viễn. Đó là lý do tại sao; nó cũng được gọi là vật liệu từ vĩnh cửu. Chúng có lực kháng từ lớn hơn 10kA/m và có khả năng giữ từ cao. Khi chúng ta phơi bày một nam châm cứng dưới một trường từ ngoại vi lần đầu tiên, các miền phát triển và xoay để căn chỉnh với trường từ được áp dụng ở mức từ hóa bão hòa. Sau đó, trường từ được gỡ bỏ. Kết quả là, từ hóa bị đảo ngược một phần nhưng nó không theo đường cong từ hóa nữa. Một lượng năng lượng nhất định (Br) được lưu trữ trong nam châm và nó trở nên từ hóa vĩnh viễn.

Vòng Hysteresis

Diện tích tổng cộng của vòng hysteresis = năng lượng tiêu tán khi một vật liệu có thể tích đơn vị được từ hóa trong một chu kỳ hoạt động. Đường cong B-H hoặc vòng hysteresis của vật liệu từ cứng sẽ luôn có diện tích lớn do lực kháng từ lớn như được hiển thị trong hình dưới đây.

Sản phẩm BH

Sản phẩm BH thay đổi dọc theo đường cong demagnetisation. Nam châm vĩnh cửu tốt sẽ có giá trị sản phẩm BHmax tối đa. Chúng ta phải biết rằng kích thước của sản phẩm BH này có nghĩa là mật độ năng lượng (Jm-3). Vì vậy, nó được gọi là sản phẩm năng lượng.

Tính chất của Vật liệu từ cứng

• Khả năng giữ từ và khả năng kháng từ cực đại.

• Giá trị sản phẩm năng lượng (BH) sẽ lớn.

• Hình dạng của vòng BH gần như hình chữ nhật.

• Vòng hysteresis cao.

• Khả năng thấm từ ban đầu nhỏ.

Các tính chất của một số vật liệu từ vĩnh cửu quan trọng được hiển thị trong bảng dưới đây.

Một số vật liệu từ cứng quan trọng là như sau:
Thép
Thép cacbon có vòng hysteresis lớn. Do va chạm hoặc rung động, chúng nhanh chóng mất các tính chất từ. Nhưng thép vonfram, thép crom và thép coban có sản phẩm năng lượng cao.
Alnico
Nó được làm từ nhôm, niken và coban để cải thiện các tính chất từ. Alnico 5 là vật liệu quan trọng nhất được sử dụng để tạo nam châm vĩnh cửu. Sản phẩm BH là 36000 Jm-3. Nó được sử dụng trong hoạt động nhiệt độ cao.
Hợp kim đất hiếm:
SmCo5, Sm2Co17, NdFeB v.v.
Ferrit cứng hoặc nam châm gốm (như Ferrit barium):
Những vật liệu này có thể được nghiền nhỏ và sử dụng làm chất kết dính trong nhựa. Nhựa được làm bằng phương pháp này được gọi là nam châm nhựa.
Nam châm kết dính:
Nó được sử dụng trong động cơ DC, động cơ bước v.v.
Nam châm cứng nano (Hợp kim Nd-Fe-B):
Kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ của những vật liệu này khiến chúng được sử dụng trong thiết bị y tế, động cơ mỏng v.v.

Ứng dụng của Vật liệu từ cứng

Vật liệu từ cứng có nhiều ứng dụng rộng rãi. Chúng là như sau:

• Ô tô: động cơ cho quạt, gạt nước, bơm tiêm; động cơ khởi động; Điều khiển cho ghế, cửa sổ v.v.

• Viễn thông: Micrô, Loa, Chuông điện thoại v.v.

• Xử lý dữ liệu: Máy in, Động cơ bước, ổ đĩ