Магниты используются во многих отраслях, от производства до инженерии, и часто требуют работы в экстремальных температурных условиях. Выбор правильного магнита для высокотемпературных применений критически важен для достижения наилучшей производительности и долговечности. В этой статье мы рассмотрим, как температура влияет на магниты, и расскажем о основных типах магнитов, устойчивых к высоким температурам, их свойствах и типичных применениях.

 

Как температура влияет на работу магнита

Прежде чем перейти к типам магнитов, устойчивых к высоким температурам, давайте поговорим о том, как окружающая температура влияет на магнитные свойства. В целом, тепло уменьшает силу магнита, а холод увеличивает его магнетизм. Высокотемпературные условия могут привести к постоянной потере части магнитной насыщенности, в зависимости от того, насколько температура превышает пределы работы магнита.

1) Максимальная рабочая температура и температура Кюри:

У каждого магнита есть максимальная рабочая температура, при которой он начинает терять свои магнитные свойства. Превышение этой температуры приводит к необратимой потере магнетизма. Температура Кюри — это точка, в которой магнит полностью теряет магнитизацию. Эти температуры различны для разных типов и марок магнитов.

2) Обратимая и необратимая потеря магнетизма:

Если нагреть магнит выше его максимальной рабочей температуры, но не до температуры Кюри, он может испытывать обратимую потерю. Это означает, что магнитная сила может восстановиться после охлаждения. Однако, если подвергать его экстремальным температурам длительное время или достигать температуры Кюри, произойдет необратимая потеря. Это означает, что магнетизм не восстановится.

 

Распространённые типы магнитов, устойчивых к высоким температурам

Вот наиболее распространённые магниты, устойчивые к высоким температурам, которые можно использовать. Каждый из них обладает уникальными свойствами, делающими его подходящим для различных применений.

  1. Магниты AlNiCo (Алюминий-Никель-Кобальт)

Максимальная рабочая температура: До 525°C

Температурой Кюри: ~850°C

Магниты AlNiCo изготовлены из сплава алюминия, никеля, кобальта и железа. Они могут выдерживать самые высокие температуры среди коммерческих магнитов, достигая до 525°C. Их используют в датчиках, звукоснимателях гитар и в промышленности при высоких температурах благодаря высокой термической стабильности. Хотя в многих применениях их заменили более мощные редкоземельные магниты, в условиях экстремальной жары магниты AlNiCo всё ещё популярны.

  1. Ферритовые (керамические) магниты

Максимальная рабочая температура: до 250°C

Температура Кюри: ~450°C

Ферритовые магниты, также называемые керамическими, изготавливаются в основном из оксида железа и других металлических элементов. Несмотря на более низкий температурный предел по сравнению с другими магнитами, они недороги и обладают электрической изоляцией. Их используют в трансформаторах и компьютерных кабелях, поскольку это экономичное решение для приложений, не превышающих 250°C.

  1. Магниты SmCo (Самарий-кобальт)

Максимальная рабочая температура: 310-400°C

Температура Кюри: около 700°C

Самарий-кобальтовые (SmCo) магниты очень прочные, обладают высокой магнитной силой и отличной термостойкостью. Эти магниты отлично подходят для условий высокой температуры, особенно в аэрокосмической и автомобильной промышленности. Они более устойчивы к коррозии и окислению, чем неодимовые магниты, и обладают отличной стойкостью к демагнетизации. Поэтому их используют в приложениях с экстремальными температурами как высокими, так и низкими. 

  1. Магниты NdFeB (неодим- железо-бор)

Максимальная рабочая температура: 80-200°C в зависимости от марки

Температура Кюри: 310-340°C

Неодимовые магниты — самые мощные коммерчески доступные магниты по магнитной силе. Однако их сопротивляемость высоким температурам ниже, чем у SmCo и AlNiCo магнитов. Неодимовые магниты имеют разные марки в зависимости от того, сколько тепла они могут выдержать:

М (80-100°C)

H (100-120°C)

SH (120-150°C)

UH (150-180°C)

EH (180-200°C)

В условиях высокой температуры неодимовые магниты теряют 0.111ТП3Т своей магнитной силы при каждом повышении температуры на 1°C. Эта потеря обычно обратима, если не превышать максимальную температуру.

максимальная рабочая температура для различных магнитов

Максимальная рабочая температура для магнитов AlNiCo, ферритовых магнитов, SmCo, NdFeB

 

Ключевые факторы, влияющие на работу магнита при высоких температурах

Помимо типа магнита, есть еще несколько моментов, которые следует учитывать при работе магнитов при высоких температурах:

Температура окружающей среды и влажность:

Магниты, подвергающиеся воздействию высоких температур и влажных условий, могут быстрее выйти из строя. Например, неодимовые магниты корродируют, поэтому обычно покрываются никелем или эпоксидной смолой для защиты в таких условиях.

Химический состав материала:

Разные магниты изготовлены из различных материалов и, следовательно, имеют разный уровень сопротивляемости. Например, ферритовые магниты основаны на керамике, поэтому очень устойчивы к нагреванию, но хрупки. Неодимовые магниты, наоборот, сделаны из металлического сплава, поэтому требуют покрытия для долговечности, особенно в влажных или коррозийных условиях.

 

Применение магнитов при высокой температуре

Существует множество отраслей, где необходимы магниты, способные выдерживать высокие температуры, поскольку производительность должна оставаться стабильной при нагревании:

Аэрокосмическая промышленность: Турбинные двигатели и другие части используют магниты высокой температуры, когда температура высокая.

Автомобильную промышленность: Электродвигатели, датчики и другие автомобильные детали используют магниты, способные выдерживать высокие температуры, потому что двигатель и другие части нагреваются.

Производство и инженерия: Магниты высокой температуры используются в промышленных процессах, таких как сварка или обработка с высокой тепловой нагрузкой. Они сохраняют свою магнитную способность даже при колебаниях температуры.

Медицинские устройства: Некоторые медицинские приборы и инструменты требуют магнитов, работающих при температурах стерилизации, которые являются высокими.

 

Как выбрать магниты высокой температуры

Правильный магнит высокой температуры для вашего применения зависит от ваших конкретных условий эксплуатации. Вам нужно знать максимальную температуру, насколько долго магнит будет подвергаться этой температуре, а также факторы окружающей среды, такие как влажность. Магниты AlNiCo, ферритовые, SmCo и NdFeB имеют разные уровни термостойкости. Каждый из них используется в различных коммерческих и промышленных приложениях. Перед выбором магнита необходимо знать максимальную рабочую температуру и температуру Кюри магнита.

Для получения дополнительной информации о магнитах высокой температуры или для получения предложения по вашим потребностям в магнитах посетите NBAEM. Мы сотрудничаем с компаниями и отраслями по всему миру, чтобы предоставлять высококачественные решения.