Magnesy są używane w wielu branżach od produkcji po inżynierię i często muszą działać w ekstremalnych warunkach temperaturowych. Wybór odpowiedniego magnesu do zastosowań wysokotemperaturowych jest kluczowy dla uzyskania najlepszej wydajności i trwałości. W tym artykule przyjrzymy się, jak temperatura wpływa na magnesy oraz omówimy główne rodzaje magnesów odpornych na wysokie temperatury, ich właściwości i typowe zastosowania.

 

Jak temperatura wpływa na wydajność magnesu

Zanim przejdziemy do rodzajów magnesów odpornych na wysokie temperatury, porozmawiajmy o tym, jak temperatura otoczenia wpływa na właściwości magnetyczne. Ogólnie rzecz biorąc, ciepło osłabia siłę magnesu, a zimno zwiększa jego magnetyzm. Środowiska wysokotemperaturowe mogą powodować trwałą utratę magnetyzacji magnesów, w zależności od tego, jak daleko powyżej limitów magnesu znajduje się temperatura pracy.

1) Maksymalna temperatura pracy a temperatura Curie:

Każdy magnes ma maksymalną temperaturę pracy, przy której zaczyna tracić swoje właściwości magnetyczne. Po przekroczeniu tej temperatury następuje nieodwracalna utrata magnetyzmu. Temperatura Curie to punkt, w którym magnes traci całą magnetyzację. Obie te temperatury różnią się w zależności od rodzaju i gatunku magnesów.

2) Utrata magnetyzmu odwracalna vs. nieodwracalna:

Jeśli podgrzewasz magnes powyżej jego maksymalnej temperatury pracy, ale nie do temperatury Curie, może on doświadczyć odwracalnej utraty. Oznacza to, że siła magnesu może wrócić po ochłodzeniu. Jednak jeśli wystawisz go na ekstremalne temperatury przez długi czas lub osiągniesz temperaturę Curie, utrata będzie nieodwracalna. Oznacza to, że magnetyzm nie powróci.

 

Typowe rodzaje magnesów odpornych na wysokie temperatury

Oto najczęściej używane magnesy odporne na wysokie temperatury, które możesz zastosować. Każdy z nich ma unikalne właściwości, które czynią go odpowiednim do różnych zastosowań.

  1. Magnesy AlNiCo (Aluminium-Nikiel-Kobalt)

Maksymalna temperatura pracy: Do 525°C

Temperatura Curie:: ~850°C

Magnesy AlNiCo są wykonane z stopu aluminium, niklu, kobaltu i żelaza. Mogą wytrzymać najwyższe temperatury spośród wszystkich komercyjnych magnesów, sięgając do 525°C. Używa się ich w czujnikach, przetwornikach gitarowych i wysokotemperaturowych zastosowaniach przemysłowych, ponieważ są bardzo stabilne termicznie. Chociaż w wielu zastosowaniach zostały zastąpione przez silniejsze magnesy rzadkich ziem, nadal chętnie używa się magnesów AlNiCo w miejscach narażonych na ekstremalne ciepło.

  1. Magnesy ferrytowe (ceramiczne)

Maksymalna temperatura pracy: Do 250°C

Temperatura Curie: ~450°C

Magnesy ferrytowe, zwane również magnesami ceramicznymi, są głównie wykonane z tlenku żelaza i innych metali. Chociaż mają niższy limit temperaturowy niż inne magnesy wysokotemperaturowe, są tanie i izolujące elektrycznie. Znajdują zastosowanie w transformatorach i kablach komputerowych, ponieważ są ekonomicznym rozwiązaniem dla zastosowań nie przekraczających 250°C.

  1. Magnesy SmCo (Samarium Kobalt)

Maksymalna temperatura pracy: 310-400°C

Temperatura Curie: ~700°C

Magnesy Samarium Cobalt (SmCo) są bardzo trwałe, charakteryzują się wysoką siłą magnetyczną i doskonałą odpornością na temperaturę. Te magnesy świetnie sprawdzają się w wysokotemperaturowych środowiskach, szczególnie w lotnictwie i motoryzacji. Są bardziej odporne na korozję i utlenianie niż magnesy neodymowe i mają doskonałą odporność na odmagnesowanie. Dlatego można je znaleźć w zastosowaniach z ekstremalnymi temperaturami zarówno wysokimi, jak i niskimi. 

  1. Magnesy NdFeB (Neodym-żelazo-bor)

Maksymalna temperatura pracy: 80-200°C w zależności od gatunku

Temperatura Curie: 310-340°C

Magnesy neodymowe są najsilniejszymi dostępnymi komercyjnie magnesami pod względem siły magnetycznej. Jednak ich odporność na wysokie temperatury jest niższa niż magnesów SmCo i AlNiCo. Magnesy neodymowe mają różne gatunki w zależności od tego, ile ciepła mogą wytrzymać:

M (80-100°C)

H (100-120°C)

SH (120-150°C)

UH (150-180°C)

EH (180-200°C)

W środowisku wysokotemperaturowym magnesy neodymowe tracą 0,11% swojej magnetyzacji na każdy wzrost temperatury o 1°C. Ta utrata jest zazwyczaj odwracalna, o ile nie przekroczysz maksymalnej temperatury.

maksymalna temperatura pracy dla różnych magnesów

Maksymalna temperatura pracy magnesu AlNiCo, magnesu ferrytowego, magnesu SmCo, magnesu NdFeB

 

Kluczowe czynniki wpływające na wydajność magnesu w wysokich temperaturach

Oprócz rodzaju magnesu, istnieje kilka innych kwestii do rozważenia, jeśli chodzi o działanie magnesów w wysokich temperaturach:

Temperatura otoczenia i wilgotność:

Magnesy narażone na wysokie temperatury i wilgotne warunki mogą szybciej się psuć. Na przykład magnesy neodymowe będą korodować, dlatego zwykle są pokryte powłoką taką jak nikiel lub epoksyd, aby chronić je w takich środowiskach.

Skład materiałowy:

Różne magnesy są wykonane z różnych materiałów i mają różne poziomy odporności. Magnesy ferrytowe, na przykład, są ceramiczne, więc są bardzo odporne na ciepło, ale kruche. Magnesy neodymowe z kolei są wykonane z stopu metalowego, więc muszą być pokryte, aby wytrzymać, szczególnie w wilgotnych lub korozyjnych środowiskach.

 

Zastosowania magnesów wysokotemperaturowych

Istnieje wiele branż, w których potrzebujesz magnesów wytrzymujących wysokie temperatury, ponieważ wydajność musi pozostać stabilna, gdy temperatura rośnie:

Lotnictwo i kosmonautyka: Silniki turbinowe i inne części używają magnesów wysokotemperaturowych, gdy temperatura jest wysoka.

Motoryzacja: Silniki elektryczne, czujniki i inne części samochodowe korzystają z magnesów, które mogą wytrzymać wysokie temperatury, ponieważ silnik i inne elementy się nagrzewają.

Produkcja i inżynieria: Magnesy wysokotemperaturowe są używane w procesach przemysłowych, takich jak spawanie czy obróbka wysokotemperaturowa. Zachowują swoje magnetyzmy mimo wahań temperatury.

Urządzenia medyczne: Niektóre sprzęty i instrumenty medyczne potrzebują magnesów działających w temperaturach sterylizacji, które są wysokie.

 

Jak wybrać magnes wysokotemperaturowy

Odpowiedni magnes wysokotemperaturowy do Twojego zastosowania zależy od Twoich specyficznych warunków pracy. Musisz znać maksymalną temperaturę, czas narażenia magnesu na tę temperaturę oraz czynniki środowiskowe, takie jak wilgotność. Magnesy AlNiCo, ferrytowe, SmCo i NdFeB mają różne poziomy odporności na ciepło. Każdy z nich jest używany w różnych zastosowaniach komercyjnych i przemysłowych. Przed wyborem magnesu musisz znać maksymalną temperaturę pracy oraz temperaturę Curie magnesu.

Aby uzyskać więcej informacji o magnesach wysokotemperaturowych lub otrzymać wycenę na potrzeby magnesów, odwiedź NBAEM. Współpracujemy z firmami i branżami na całym świecie, aby zapewnić rozwiązania wysokiej jakości.