Magneti za visoke temperature

Magneti se uporabljajo v mnogih industrijah, od proizvodnje do inženiringa, in pogosto morajo delovati v ekstremnih temperaturnih pogojih. Izbira pravega magneta za aplikacije pri visoki temperaturi je ključnega pomena za doseganje najboljših zmogljivosti in vzdržljivosti. V tem članku bomo pogledali, kako temperatura vpliva na magnete, in pregledali glavne vrste magnetov odpornih na visoke temperature, njihove lastnosti in tipične uporabe.

Kako temperatura vpliva na zmogljivost magnetov

Preden se poglobimo v vrste magnetov odpornih na visoke temperature, poglejmo, kako vpliva okoljska temperatura na magnetne lastnosti. Na splošno toplota zmanjšuje moč magneta, hladnost pa povečuje njegovo magnetizem. Okolja z visoko temperaturo lahko povzročijo, da magneti trajno izgubijo del magnetizacije, odvisno od tega, kako daleč je delovna temperatura nad mejami magneta.

1) Najvišja delovna temperatura vs. Curiejeva temperatura:

Vsak magnet ima najvišjo delovno temperaturo, pri kateri začne izgubljati svoje magnetne lastnosti. Ko presežete to temperaturo, pride do nepopravljive izgube magnetizma. Curiejeva temperatura je točka, kjer magnet izgubi vso magnetizacijo. Obe temperaturi sta različni za različne vrste in razrede magnetov.

2) Reverzibilna vs. Nepopravljiva izguba magnetizma:

Če magnet segrejete nad svojo najvišjo delovno temperaturo, a ne do Curiejeve temperature, lahko pride do reverzibilne izgube. To pomeni, da se moč magneta lahko povrne, ko se ohladi. Vendar, če ga izpostavite ekstremnim temperaturam dlje časa ali ga segrejete do Curiejeve temperature, pride do nepopravljive izgube. To pomeni, da magnetizem ne bo več povrnjen.

Pogoste vrste magnetov odpornih na visoke temperature

Tukaj so najpogostejši magneti odporni na visoke temperature, ki jih lahko uporabite. Vsak ima edinstvene lastnosti, ki ga naredijo primerno za različne aplikacije.

1. Magneti AlNiCo (Aluminij-Nikelj-Kobalt)

Najvišja delovna temperatura: Do 525°C

Curiejeva temperatura:: ~850°C

Magneti AlNiCo so izdelani iz zlitine aluminija, niklja, kobalta in železa. Zmorejo prenesti najvišje temperature med komercialnimi magneti, in sicer do 525°C. Uporabljajo se v senzorjih, električnih kitarah in industrijskih aplikacijah pri visoki temperaturi, ker so tako termično stabilni. Čeprav so jih v mnogih aplikacijah zamenjali močnejši magneti redkih zemelj, jih še vedno radi uporabljajo na mestih z ekstremno vročino.

2. Ferritni (keramični) magneti

Najvišja delovna temperatura: Do 250°C

Curiejeva temperatura: ~450°C

Ferritni magneti, imenovani tudi keramični magneti, so večinoma izdelani iz železovega oksida in drugih kovinskih elementov. Čeprav imajo nižjo temperaturno mejo kot drugi magneti odporni na visoke temperature, so poceni in električno izolativni. Uporabljajo se v transformatorjih in računalniških kablih, ker so ekonomično rešitev za aplikacije, ki ne presegajo 250°C.

3. Magneti SmCo (Samarium Kobalt)

Najvišja delovna temperatura: 310-400°C

Curiejeva temperatura: ~700°C

Magneti iz samariovega kobalta (SmCo) so zelo trpežni, imajo visoko magnetno moč in odlično odpornost na temperaturo. Ti magneti so odlični za okolja z visokimi temperaturami, zlasti v letalski in avtomobilski industriji. So bolj odporni proti koroziji in oksidaciji kot neodimijevi magneti ter imajo odlično odpornost proti demagnetizaciji. Zato jih uporabljajo v aplikacijah z ekstremnimi visokimi in nizkimi temperaturami. 

4. NdFeB magneti (Neodimij-Jeklo-Bor)

Najvišja delovna temperatura: 80-200°C, odvisno od razreda

Curiejeva temperatura: 310-340°C

Neodimijevi magneti so najmočnejši komercialno dostopni magneti glede magnetne moči. Vendar pa je njihova odpornost na visoke temperature nižja kot pri SmCo in AlNiCo magnetih. Neodimijevi magneti imajo različne razrede glede na to, koliko toplote lahko prenesejo:

M (80-100°C)

H (100-120°C)

SH (120-150°C)

UH (150-180°C)

EH (180-200°C)

V okolju z visoko temperaturo neodimijevi magneti izgubijo 0,11% svoje magnetnosti za vsak 1°C porasta temperature. Ta izguba je običajno reverzibilna, dokler ne presežete največje temperature.

Najvišja delovna temperatura za AlNiCo magnet, feritni magnet, SmCo magnet, NdFeB magnet

Ključni dejavniki, ki vplivajo na delovanje magnetov pri visokih temperaturah

Poleg vrste magneta je treba upoštevati še nekaj drugih dejavnikov glede delovanja magnetov pri visokih temperaturah:

Temperatura in vlažnost okolja:

Magneti, izpostavljeni visokim temperaturam in vlažnim pogojem, lahko hitreje propadejo. Na primer, neodimijevi magneti korodirajo, zato so običajno prevlečeni z nečim, kot je nikelj ali epoksi, da jih zaščitijo v takih okoljih.

Sestava materiala:

Različni magneti so narejeni iz različnih materialov in imajo zato različno stopnjo odpornosti. Feritni magneti so na primer keramični, zato so zelo odporni na toploto, a krhki. Neodimijevi magneti pa so narejeni iz kovinske zlitine, zato jih je treba prevleči, da trajajo, zlasti v vlažnih ali korozivnih okoljih.

Magnetne aplikacije pri visokih temperaturah

Obstaja veliko industrij, kjer potrebujete magneta, ki lahko prenesejo visoke temperature, saj mora zmogljivost ostati dosledna, ko se stvari segrejejo:

Letalska industrija: Turbinske turbine in drugi deli uporabljajo magneta pri visokih temperaturah, kjer je temperatura visoka.

Avtomobilska industrija: Električni motorji, senzorji in drugi deli avtomobilov uporabljajo magneta, ki lahko prenesejo visoke temperature, saj se motor in drugi deli segrejejo.

Proizvodnja in inženiring: Magneti pri visokih temperaturah se uporabljajo v industrijskih procesih, kot so varjenje ali obdelava pri visoki temperaturi. Ohranijo svojo magnetnost, tudi če temperatura nihanja.

Medicinske naprave: Nekatera medicinska oprema in instrumenti potrebujejo magneta, ki delujejo pri sterilizacijskih temperaturah, ki so visoke.

Kako izbrati magnet pri visokih temperaturah

Pravi magnet za vaše uporabo pri visokih temperaturah je odvisen od vaših specifičnih delovnih pogojev. Morate vedeti največjo temperaturo, koliko časa bo magnet izpostavljen tej temperaturi, in okoljske dejavnike, kot je vlaga. Magneta AlNiCo, ferrit, SmCo in NdFeB imajo vse različne ravni odpornosti na toploto. Vsak se uporablja v različnih komercialnih in industrijskih aplikacijah. Preden izberete magnet, morate vedeti največjo delovno temperaturo in Curiejevo temperaturo magneta.

Za več informacij o magnetih pri visokih temperaturah ali za pridobitev ponudbe za vaše magnetne potrebe obiščite NBAEM. Sodelujemo s podjetji in industrijami po vsem svetu, da zagotovimo visokokakovostne rešitve.