Magneetteja käytetään monilla teollisuudenaloilla valmistuksesta insinööritieteisiin, ja niiden odotetaan usein toimivan äärimmäisissä lämpötilaolosuhteissa. Oikean magneetin valinta korkealämpötilakäyttöön on ratkaisevaa parhaan suorituskyvyn ja kestävyyden saavuttamiseksi. Tässä artikkelissa tarkastelemme, miten lämpötila vaikuttaa magneetteihin ja käymme läpi korkealämpötilaan kestävien magneettien päätyypit, niiden ominaisuudet ja tyypilliset sovellukset.

 

Miten lämpötila vaikuttaa magneetin suorituskykyyn

Ennen kuin sukellamme korkealämpötilaan kestävien magneettien tyyppeihin, keskustellaan siitä, miten ympäristön lämpötila vaikuttaa magneettisiin ominaisuuksiin. Yleisesti ottaen lämpö heikentää magneetin voimaa, ja kylmä lisää sen magnetismia. Korkean lämpötilan ympäristöt voivat aiheuttaa magneettien pysyvän magnetisoinnin menetyksen, riippuen siitä, kuinka paljon käyttölämpötila ylittää magneetin rajat.

1) Maksimi käyttölämpötila vs. Curie-lämpötila:

Jokaisella magneetilla on maksimi käyttölämpötila, jossa se alkaa menettää magneettisia ominaisuuksiaan. Kun tämä lämpötila ylittyy, magneetti menettää magneettisuutensa peruuttamattomasti. Curie-lämpötila on piste, jossa magneetti menettää kaiken magneettisuutensa. Molemmat lämpötilat vaihtelevat eri magneettityyppien ja luokkien välillä.

2) Käänteinen vs. peruuttamaton magneettinen menetys:

Jos lämmität magneetin yli sen maksimi käyttölämpötilan mutta alle Curie-lämpötilan, se voi kokea käänteisen menetyksen. Tämä tarkoittaa, että magneetin voima voi palautua, kun se jäähtyy. Kuitenkin, jos altistat sen äärimmäisille lämpötiloille pitkään tai nostat sen Curie-lämpötilaan, magneetti menettää magneettisuutensa peruuttamattomasti. Tämä tarkoittaa, että magnetismi ei palaudu.

 

Yleisimmät korkealämpötilaan kestävät magneettityypit

Tässä ovat yleisimmät korkealämpötilaan kestävät magneetit, joita voit käyttää. Jokaisella on ainutlaatuisia ominaisuuksia, jotka tekevät niistä sopivia erilaisiin sovelluksiin.

  1. AlNiCo-magneetit (Alumiini-Nikkeli-Koboltti)

Maksimi käyttölämpötila: Enintään 525°C

Curie-lämpötila:: noin 850°C

AlNiCo-magneetit valmistetaan alumiinista, nikkelistä, koboltista ja raudasta koostuvasta seoksesta. Ne kestävät korkeimmat lämpötilat kaikista kaupallisista magneeteista, jopa 525°C asti. Niitä käytetään antureissa, kitaran vahvistimissa ja korkealämpötilaisissa teollisissa sovelluksissa, koska ne ovat erittäin termisesti stabiileja. Vaikka ne on korvattu monissa sovelluksissa tehokkaammilla harvinaisen maan magneeteilla, ihmiset suosivat edelleen AlNiCo-magneetteja äärimmäisissä lämpötiloissa.

  1. Ferrii (keramiikka) -magneetit

Maksimi käyttölämpötila: Enintään 250°C

Curie-lämpötila: noin 450°C

Ferritmagneetit, joita kutsutaan myös keramiikkamagneeteiksi, valmistetaan pääasiassa rautaoksidista ja muista metallielementeistä. Vaikka niiden lämpötila-rajat ovat alhaisemmat kuin muiden korkealämpötilaan kestävien magneettien, ne ovat edullisia ja sähköisesti eristäviä. Niitä käytetään muuntajissa ja tietokonejohtimissa, koska ne ovat taloudellinen ratkaisu sovelluksiin, jotka eivät ylitä 250°C.

  1. SmCo-magneetit (Samarium-Koboltti)

Maksimi käyttölämpötila: 310-400°C

Curie-lämpötila: noin 700°C

Samarium-koboltti (SmCo) magneetit ovat erittäin kestävät, niissä on korkea magneettinen voima ja erinomainen lämpötilansieto. Nämä magneetit sopivat erinomaisesti korkealämpötilaisiin ympäristöihin, erityisesti ilmailu- ja autotekniikassa. Ne ovat korroosion ja hapettumisen kestävempiä kuin neodyymimagneetit ja niillä on erinomainen magneettisuuden menetysvastus. Siksi niitä käytetään sovelluksissa, joissa on sekä korkeita että matalia lämpötiloja. 

  1. NdFeB-magneetit (Neodyymi-Rauta-Bor)

Käyttömax-lämpötila: 80-200°C riippuen luokituksesta

Curie-lämpötila: 310-340°C

Neodyymimagneetit ovat voimakkaita kaupallisesti saatavilla olevia magneetteja magneettisen voiman suhteen. Kuitenkin niiden korkealämpötilansieto on alhaisempi kuin SmCo- ja AlNiCo-magneeteilla. Neodyymimagneeteilla on erilaisia luokituksia sen mukaan, kuinka paljon lämpöä ne kestävät:

M (80-100°C)

H (100-120°C)

SH (120-150°C)

UH (150-180°C)

EH (180-200°C)

Korkealämpötilaisessa ympäristössä neodyymimagneetit menettävät 0.11% magneettisuudestaan jokaista 1°C lämpötilan nousua kohden. Tämä menetys on yleensä palautuva, kunhan et ylitä maksimilämpötilaa.

maksimi käyttölämpötila eri magneeteille

Max työskentelylämpötila AlNiCo-magneetille, ferriittimagneetille, SmCo-magneetille, NdFeB-magneetille

 

Tärkeimmät tekijät, jotka vaikuttavat magneetin suorituskykyyn korkeissa lämpötiloissa

Lisäksi magneetin tyypin lisäksi on otettava huomioon muutama asia magneettien korkeissa lämpötiloissa suorituskyvyn kannalta:

Ympäristön lämpötila ja kosteus:

Korkeissa lämpötiloissa ja kosteissa olosuhteissa altistuneet magneetit voivat vanhentua nopeammin. Esimerkiksi neodyymimagneetit ruostuvat, joten ne yleensä päällystetään esimerkiksi nikkelillä tai epoksilla suojaamaan niitä näissä ympäristöissä.

Materiaalikoostumus:

Eri magneetit on valmistettu erilaisista aineista ja siksi niillä on erilaiset kestävyyden tasot. Esimerkiksi ferriittimagneetit ovat keraamisia, joten ne kestävät hyvin lämpöä mutta ovat hauraampia. Neodyymimagneetit puolestaan on valmistettu metalliseoksesta, joten ne on päällystettävä kestääkseen, erityisesti kosteissa tai korroosiota aiheuttavissa ympäristöissä.

 

Korkealämpötilaiset magneettisovellukset

On monia teollisuudenaloja, joissa tarvitset magneetteja, jotka kestävät korkeita lämpötiloja, koska suorituskyvyn on pysyttävä johdonmukaisena, kun lämpö nousee:

Ilmailu: Turbiinimoottorit ja muut osat käyttävät korkealämpötilaisia magneetteja, joissa lämpötila on korkea.

Autoteollisuus: Sähkökoneet, anturit ja muut autonosat käyttävät magneetteja, jotka kestävät korkeita lämpötiloja, koska moottori ja muut osat lämpenevät.

Valmistus ja insinööritieteet: Korkealämpötilaisia magneetteja käytetään teollisissa prosesseissa kuten hitsauksessa tai korkealämpöisessä koneistuksessa. Ne säilyttävät magneettisuutensa, vaikka lämpötila vaihtelee.

Laitteistot: Jotkut lääketieteelliset laitteet ja instrumentit tarvitsevat magneetteja, jotka toimivat sterilointilämpötiloissa, jotka ovat korkeita.

 

Kuinka valita korkealämpötilaisia magneetteja

Oikea korkealämpötilainen magneetti sovellukseesi riippuu erityisistä käyttöolosuhteistasi. Sinun on tiedettävä maksimilämpötila, kuinka kauan magneetti altistuu kyseiselle lämpötilalle ja ympäristötekijöistä kuten kosteudesta. AlNiCo-, ferriitti-, SmCo- ja NdFeB-magneeteilla on erilaiset lämmönkestävyystasot. Jokainen niistä käytetään eri kaupallisissa ja teollisissa sovelluksissa. Ennen magneetin valitsemista sinun on tiedettävä maksimikäyttölämpötila ja magneetin Curie-lämpötila.

Lisätietoja korkealämpötilaisista magneeteista tai tarjouksen saamiseksi magneettitarpeisiisi, käy NBAEM. Teemme yhteistyötä yritysten ja teollisuuden kanssa ympäri maailmaa tarjotaksemme korkealaatuisia ratkaisuja.