ímanes de alta temperatura

Os ímanes são usados em muitas indústrias, desde a fabricação à engenharia, e são frequentemente necessários para funcionar em condições de temperatura extrema. Selecionar o íman certo para aplicações de alta temperatura é fundamental para obter o melhor desempenho e durabilidade. Neste artigo, vamos analisar como a temperatura afeta os ímanes e rever os principais tipos de ímanes resistentes a altas temperaturas, as suas propriedades e aplicações típicas.

Como a Temperatura Afeta o Desempenho do Íman

Antes de explorarmos os tipos de ímanes resistentes a altas temperaturas, vamos falar sobre como a temperatura ambiente afeta as propriedades magnéticas. Em geral, o calor reduz a força de um íman, e o frio aumenta o seu magnetismo. Ambientes de alta temperatura podem causar a perda permanente de alguma magnetização dos ímanes, dependendo de quão acima dos limites do íman está a temperatura de operação.

1) Temperatura Máxima de Operação vs. Temperatura de Curie:

Cada íman tem uma temperatura máxima de operação onde começa a perder as suas propriedades magnéticas. Uma vez ultrapassada essa temperatura, ocorre uma perda magnética irreversível. A temperatura de Curie é o ponto onde um íman perde toda a magnetização. Ambas as temperaturas são diferentes para os vários tipos e graus de ímanes.

2) Perda Magnética Reversível vs. Irreversível:

Se aquecer um íman acima da sua temperatura máxima de operação, mas não até à temperatura de Curie, pode ocorrer uma perda reversível. Isto significa que a força do íman pode recuperar-se quando arrefecer. No entanto, se o expuser a temperaturas extremas durante muito tempo ou o levar até à temperatura de Curie, a perda será irreversível. Isto significa que o magnetismo não voltará.

Tipos Comuns de Ímanes Resistentes a Altas Temperaturas

Aqui estão os ímanes resistentes a altas temperaturas mais comuns que pode usar. Cada um tem propriedades únicas que o tornam adequado para diferentes aplicações.

1. Ímanes AlNiCo (Alumínio-Níquel-Cobalto)

Temperatura Máxima de Operação: Até 525°C

Temperatura de Curie: ~850°C

Os ímanes AlNiCo são feitos de uma liga de alumínio, níquel, cobalto e ferro. Podem suportar as temperaturas mais elevadas de todos os ímanes comerciais, até 525°C. São usados em sensores, captadores de guitarra e aplicações industriais de alta temperatura devido à sua elevada estabilidade térmica. Embora tenham sido substituídos por ímanes de terras raras mais potentes em muitas aplicações, continuam a ser preferidos em locais com calor extremo.

2. Ímanes de Ferrite (Cerâmica)

Temperatura Máxima de Operação: Até 250°C

Temperatura de Curie: ~450°C

Os ímanes de ferrite, também chamados de ímanes cerâmicos, são feitos principalmente de óxido de ferro e outros elementos metálicos. Embora tenham um limite de temperatura inferior ao de outros ímanes resistentes a altas temperaturas, são económicos e isolantes elétricos. São usados em transformadores e cabos de computador porque são uma solução económica para aplicações que não ultrapassam os 250°C.

3. Ímanes SmCo (Samário Cobalto)

Temperatura máxima de funcionamento: 310-400°C

Temperatura de Curie: ~700°C

Imãs de Cobalto de Samário (SmCo) são muito duráveis, tendo alta força magnética e excelente resistência à temperatura. Estes ímãs são ideais para ambientes de alta temperatura, especialmente em engenharia aeroespacial e automotiva. São mais resistentes à corrosão e oxidação do que os ímãs de neodímio e possuem excelente resistência à desmagnetização. Por isso, são utilizados em aplicações com extremos de temperaturas altas e baixas. 

4. Imãs NdFeB (Neodímio-Ferro-Boro)

Temperatura máxima de funcionamento: 80-200°C dependendo da classificação

Temperatura de Curie: 310-340°C

Os ímãs de neodímio são os ímãs comercialmente mais fortes disponíveis em termos de força magnética. No entanto, a sua resistência a altas temperaturas é inferior à dos ímãs SmCo e AlNiCo. Os ímãs de neodímio têm diferentes classificações com base na quantidade de calor que podem suportar:

M (80-100°C)

H (100-120°C)

SH (120-150°C)

UH (150-180°C)

EH (180-200°C)

Em ambientes de alta temperatura, os ímãs de neodímio perdem 0,11% da sua magnetização para cada aumento de 1°C na temperatura. Esta perda é geralmente reversível, desde que não se ultrapasse a temperatura máxima.

Temperatura máxima de trabalho para ímã de AlNiCo, ímã de ferrite, ímã SmCo, ímã NdFeB

Fatores-chave que influenciam o desempenho do ímã em altas temperaturas

Para além do tipo de ímã, há mais algumas coisas a considerar quando se trata de como os ímãs se comportam em altas temperaturas:

Temperatura ambiente e humidade:

Ímãs expostos a altas temperaturas e condições húmidas podem deteriorar-se mais rapidamente. Os ímãs de neodímio, por exemplo, irão corroer, por isso geralmente são revestidos com algo como níquel ou epóxi para os proteger nesses ambientes.

Composição do material:

Diferentes ímãs são feitos de materiais diferentes e, portanto, têm níveis de resistência diferentes. Os ímãs de ferrite, por exemplo, são à base de cerâmica, por isso são muito resistentes ao calor, mas frágeis. Os ímãs de neodímio, por outro lado, são feitos de uma liga metálica, por isso precisam de revestimento para durar, especialmente em ambientes húmidos ou corrosivos.

Aplicações de Ímãs de Alta Temperatura

Existem muitas indústrias onde são necessários ímãs que possam suportar altas temperaturas, pois o desempenho precisa permanecer consistente quando as coisas ficam quentes:

Aeroespacial: Motores de turbina e outras peças utilizam ímãs de alta temperatura onde a temperatura é elevada.

Automotivo: Motores elétricos, sensores e outras peças de automóveis usam ímãs que podem suportar altas temperaturas porque o motor e outras partes ficam quentes.

Fabricação e Engenharia: Ímãs de alta temperatura são utilizados em processos industriais como soldagem ou usinagem de alta temperatura. Eles mantêm sua magnetização mesmo com as flutuações de temperatura.

Dispositivos Médicos: Algum equipamento e instrumentos médicos precisam de ímãs que funcionem em temperaturas de esterilização, que são altas.

Como Escolher Ímãs de Alta Temperatura

O ímã de alta temperatura adequado para a sua aplicação depende das suas condições específicas de operação. Você precisa saber a temperatura máxima, por quanto tempo o ímã ficará exposto a essa temperatura, e fatores ambientais como humidade. Ímãs AlNiCo, ferrite, SmCo e NdFeB têm diferentes níveis de resistência ao calor. Cada um é utilizado em diferentes aplicações comerciais e industriais. Antes de escolher um ímã, você precisa conhecer a temperatura máxima de operação e a temperatura de Curie do ímã.

Para mais informações sobre ímãs de alta temperatura ou para obter uma cotação para as suas necessidades de ímãs, visite NBAEM. Trabalhamos com empresas e indústrias de todo o mundo para fornecer soluções de alta qualidade.