Nam châm được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp từ sản xuất đến kỹ thuật và thường yêu cầu hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cực cao. Việc chọn đúng loại nam châm cho các ứng dụng nhiệt độ cao là rất quan trọng để đạt được hiệu suất và độ bền tốt nhất. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét cách nhiệt độ ảnh hưởng đến nam châm và đi qua các loại nam châm chịu nhiệt cao chính, đặc tính của chúng và các ứng dụng điển hình.

 

Nhiệt độ ảnh hưởng đến Hiệu suất của Nam châm như thế nào

Trước khi đi vào các loại nam châm chịu nhiệt cao, hãy nói về cách nhiệt độ môi trường ảnh hưởng đến các đặc tính từ. Nói chung, nhiệt làm giảm độ mạnh của nam châm, còn lạnh thì tăng cường từ tính của nó. Môi trường nhiệt độ cao có thể khiến nam châm mất một phần từ tính của nó vĩnh viễn, tùy thuộc vào mức độ vượt quá giới hạn hoạt động của nam châm.

1) Nhiệt độ hoạt động tối đa so với Nhiệt độ Curie:

Mỗi loại nam châm có nhiệt độ hoạt động tối đa nơi nó bắt đầu mất các đặc tính từ của mình. Khi vượt quá nhiệt độ này, bạn sẽ gặp phải mất từ tính không thể phục hồi. Nhiệt độ Curie là điểm mà nam châm mất hoàn toàn từ tính. Cả hai nhiệt độ này đều khác nhau đối với các loại và cấp độ nam châm khác nhau.

2) Mất từ tính có thể phục hồi so với mất từ tính vĩnh viễn:

Nếu bạn nung nóng nam châm vượt quá nhiệt độ hoạt động tối đa của nó nhưng chưa đến nhiệt độ Curie, nó có thể trải qua mất từ tính có thể phục hồi. Điều này có nghĩa là độ mạnh của nam châm có thể trở lại khi nó nguội đi. Tuy nhiên, nếu bạn tiếp xúc với nhiệt độ cực cao trong thời gian dài hoặc đưa nó đến nhiệt độ Curie, bạn sẽ gặp mất từ tính vĩnh viễn. Điều này có nghĩa là từ tính sẽ không trở lại.

 

Các Loại Nam châm Chịu Nhiệt Cao Phổ Biến

Dưới đây là các loại nam châm chịu nhiệt cao phổ biến nhất mà bạn có thể sử dụng. Mỗi loại có đặc tính riêng biệt phù hợp với các ứng dụng khác nhau.

  1. Nam châm AlNiCo (Nhôm-Nickel-Cobalt)

Nhiệt độ hoạt động tối đa: Lên đến 525°C

Nhiệt độ Curie: ~850°C

Nam châm AlNiCo được làm từ hợp kim của nhôm, nickel, cobalt và sắt. Chúng có thể chịu nhiệt độ cao nhất trong các loại nam châm thương mại, lên đến 525°C. Người ta sử dụng chúng trong cảm biến, bộ thu âm guitar, và các ứng dụng công nghiệp nhiệt độ cao vì chúng rất ổn định về nhiệt. Mặc dù đã bị thay thế bởi các loại nam châm hiếm đất mạnh hơn trong nhiều ứng dụng, người ta vẫn thích sử dụng nam châm AlNiCo ở những nơi có nhiệt độ cực cao.

  1. Nam châm Ferrite (Gốm)

Nhiệt độ hoạt động tối đa: Lên đến 250°C

Nhiệt độ Curie: ~450°C

Nam châm ferrite, còn gọi là nam châm gốm, chủ yếu làm từ oxit sắt và các nguyên tố kim loại khác. Mặc dù chúng có giới hạn nhiệt độ thấp hơn các loại nam châm chịu nhiệt cao khác, nhưng chúng rẻ và cách điện tốt. Bạn sẽ thấy chúng được sử dụng trong biến áp và cáp máy tính vì chúng là giải pháp kinh tế cho các ứng dụng không vượt quá 250°C.

  1. Nam châm SmCo (Samarium Cobalt)

Nhiệt độ hoạt động tối đa: 310-400°C

Nhiệt Độ Curie: ~700°C

Nam châm Samarium Cobalt (SmCo) rất bền, có cường độ từ mạnh và khả năng chịu nhiệt tuyệt vời. Những nam châm này phù hợp cho môi trường nhiệt độ cao, đặc biệt trong ngành hàng không vũ trụ và kỹ thuật ô tô. Chúng chống ăn mòn và oxy hóa tốt hơn nam châm neodymium và có khả năng chống mất từ tuyệt vời. Đó là lý do tại sao bạn thấy chúng được sử dụng trong các ứng dụng có nhiệt độ cao và thấp. 

  1. Nam châm NdFeB (Neodymium-Iron-Boron)

Nhiệt Độ Hoạt Động Tối Đa: 80-200°C tùy theo loại

Nhiệt Độ Curie: 310-340°C

Nam châm neodymium là loại nam châm mạnh nhất có sẵn trên thị trường về mặt từ lực. Tuy nhiên, khả năng chịu nhiệt của chúng thấp hơn SmCo và AlNiCo. Nam châm neodymium có các cấp độ khác nhau dựa trên khả năng chịu nhiệt:

M (80-100°C)

H (100-120°C)

SH (120-150°C)

UH (150-180°C)

EH (180-200°C)

Trong môi trường nhiệt độ cao, nam châm neodymium mất đi 0.11% từ tính của chúng cho mỗi 1°C tăng lên. Mức mất này thường có thể phục hồi miễn là không vượt quá nhiệt độ tối đa.

Nhiệt độ làm việc tối đa cho các loại nam châm khác nhau

Nhiệt độ làm việc tối đa của nam châm AlNiCo, nam châm ferrite, nam châm SmCo, nam châm NdFeB

 

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu suất của nam châm ở nhiệt độ cao

Ngoài loại nam châm, còn có một số yếu tố khác cần xem xét khi nói đến hiệu suất của nam châm ở nhiệt độ cao:

Nhiệt độ môi trường và độ ẩm:

Nam châm tiếp xúc với nhiệt độ cao và điều kiện ẩm ướt có thể bị hỏng nhanh hơn. Ví dụ, nam châm neodymium sẽ bị ăn mòn, vì vậy chúng thường được phủ một lớp như nickel hoặc epoxy để bảo vệ trong những môi trường đó.

Thành phần vật liệu:

Các loại nam châm khác nhau được làm từ các chất khác nhau và do đó có mức độ chống chịu khác nhau. Ví dụ, nam châm ferrite dựa trên gốm sứ, rất chịu nhiệt nhưng dễ vỡ. Trong khi đó, nam châm neodymium được làm từ hợp kim kim loại, vì vậy cần được phủ để kéo dài tuổi thọ, đặc biệt trong môi trường ẩm ướt hoặc dễ ăn mòn.

 

Ứng dụng nam châm chịu nhiệt cao

Có nhiều ngành công nghiệp yêu cầu nam châm có khả năng chịu nhiệt cao vì hiệu suất cần duy trì ổn định khi nhiệt độ tăng:

Hàng không vũ trụ: Các động cơ turbine và các bộ phận khác sử dụng nam châm chịu nhiệt cao khi nhiệt độ cao.

Ô tô: Động cơ điện, cảm biến và các bộ phận khác của ô tô sử dụng nam châm có thể chịu nhiệt cao vì động cơ và các bộ phận khác trở nên nóng.

Sản xuất và kỹ thuật: Nam châm chịu nhiệt cao được sử dụng trong các quy trình công nghiệp như hàn hoặc gia công nhiệt cao. Chúng giữ được từ tính ngay cả khi nhiệt độ biến động.

Thiết bị y tế: Một số thiết bị y tế và dụng cụ cần nam châm hoạt động ở nhiệt độ tiệt trùng, vốn là nhiệt độ cao.

 

Cách chọn nam châm chịu nhiệt cao

Nam châm chịu nhiệt phù hợp cho ứng dụng của bạn phụ thuộc vào điều kiện vận hành cụ thể. Bạn cần biết nhiệt độ tối đa, thời gian nam châm sẽ tiếp xúc với nhiệt độ đó, và các yếu tố môi trường như độ ẩm. Nam châm AlNiCo, ferrite, SmCo và NdFeB đều có mức độ chịu nhiệt khác nhau. Mỗi loại được sử dụng trong các ứng dụng thương mại và công nghiệp khác nhau. Trước khi chọn nam châm, bạn cần biết nhiệt độ vận hành tối đa và nhiệt độ Curie của nam châm.

Để biết thêm thông tin về nam châm chịu nhiệt cao hoặc để nhận báo giá cho nhu cầu nam châm của bạn, hãy truy cập NBAEM. Chúng tôi hợp tác với các công ty và ngành công nghiệp trên toàn thế giới để cung cấp các giải pháp chất lượng cao.