เวลาและอุณหภูมิส่งผลต่อความเสถียรของแม่เหล็กถาวรอย่างไร

ความสามารถของแม่เหล็กถาวรในการรองรับสนามแม่เหล็กภายนอกนั้นเกิดจากคริสตัลแอนไอโซโทรปีภายในวัสดุแม่เหล็กที่ "ล็อค" โดเมนแม่เหล็กขนาดเล็กให้เข้าที่เมื่อสร้างสนามแม่เหล็กเริ่มแรกแล้ว ตำแหน่งเหล่านี้จะยังคงเหมือนเดิมจนกว่าจะมีแรงเกินขอบเขตแม่เหล็กที่ถูกล็อค และพลังงานที่ต้องใช้ในการรบกวนสนามแม่เหล็กที่เกิดจากแม่เหล็กถาวรจะแตกต่างกันไปในแต่ละวัสดุแม่เหล็กถาวรสามารถสร้างแรงบีบบังคับที่สูงมาก (Hcj) โดยจะรักษาการจัดแนวโดเมนเมื่อมีสนามแม่เหล็กภายนอกสูง

ความเสถียรสามารถอธิบายได้ว่าเป็นคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่เกิดซ้ำของวัสดุภายใต้สภาวะที่กำหนดตลอดอายุการใช้งานของแม่เหล็กปัจจัยที่ส่งผลต่อเสถียรภาพของแม่เหล็ก ได้แก่ เวลา อุณหภูมิ การเปลี่ยนแปลงฝืน สนามแม่เหล็กที่ไม่พึงประสงค์ การแผ่รังสี การกระแทก ความเครียด และการสั่นสะเทือน

เวลามีผลเพียงเล็กน้อยต่อแม่เหล็กถาวรสมัยใหม่ ซึ่งการศึกษาพบว่ามีการเปลี่ยนแปลงทันทีหลังจากการทำให้เป็นแม่เหล็กการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เรียกว่า "การเคลื่อนตัวของแม่เหล็ก" เกิดขึ้นเมื่อโดเมนแม่เหล็กที่มีความเสถียรน้อยกว่าได้รับผลกระทบจากความผันผวนของพลังงานความร้อนหรือแม่เหล็ก แม้ในสภาพแวดล้อมที่มีความเสถียรทางความร้อนความแปรผันนี้จะลดลงเมื่อจำนวนขอบเขตที่ไม่เสถียรลดลง

แม่เหล็กหายากไม่น่าจะประสบกับผลกระทบนี้เนื่องจากมี coercivity ที่สูงมากการศึกษาเปรียบเทียบระยะเวลาที่นานกว่ากับฟลักซ์แม่เหล็กแสดงให้เห็นว่าแม่เหล็กถาวรที่เพิ่งสร้างด้วยแม่เหล็กจะสูญเสียฟลักซ์แม่เหล็กจำนวนเล็กน้อยเมื่อเวลาผ่านไปเป็นเวลานานกว่า 100,000 ชั่วโมง การสูญเสียวัสดุซาแมเรียมโคบอลต์โดยพื้นฐานแล้วจะเป็นศูนย์ ในขณะที่การสูญเสียวัสดุ Alnico ที่มีการซึมผ่านต่ำจะน้อยกว่า 3%

ผลกระทบของอุณหภูมิแบ่งออกเป็นสามประเภท: การสูญเสียที่สามารถย้อนกลับได้ การสูญเสียที่ไม่สามารถย้อนกลับได้แต่สามารถกู้คืนได้ และการสูญเสียที่ไม่สามารถย้อนกลับได้และไม่สามารถกู้คืนได้

การสูญเสียแบบผันกลับได้: นี่คือการสูญเสียที่ฟื้นตัวได้เมื่อแม่เหล็กกลับสู่อุณหภูมิเดิม ความเสถียรของแม่เหล็กถาวรไม่สามารถกำจัดการสูญเสียแบบย้อนกลับได้การสูญเสียที่ผันกลับได้อธิบายไว้ในค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่ผันกลับได้ (Tc) ดังแสดงในตารางด้านล่างTc แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ต่อองศาเซลเซียส ตัวเลขเหล่านี้แตกต่างกันไปตามเกรดเฉพาะของวัสดุแต่ละชนิด แต่เป็นตัวแทนของประเภทวัสดุโดยรวมเนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของ Br และ Hcj แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นกราฟการล้างอำนาจแม่เหล็กจะมี "จุดเปลี่ยนเว้า" ที่อุณหภูมิสูง

การสูญเสียที่ไม่สามารถย้อนกลับแต่สามารถกู้คืนได้: การสูญเสียเหล่านี้ถูกกำหนดให้เป็นการลดอำนาจแม่เหล็กบางส่วนของแม่เหล็กเนื่องจากการสัมผัสกับอุณหภูมิสูงหรือต่ำ การสูญเสียเหล่านี้สามารถกู้คืนได้โดยการทำให้เป็นแม่เหล็กใหม่เท่านั้น แม่เหล็กไม่สามารถฟื้นตัวได้เมื่ออุณหภูมิกลับสู่ค่าเดิมการสูญเสียเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อจุดทำงานของแม่เหล็กอยู่ต่ำกว่าจุดเปลี่ยนเว้าของเส้นโค้งการล้างอำนาจแม่เหล็กการออกแบบแม่เหล็กถาวรที่มีประสิทธิภาพควรมีวงจรแม่เหล็กที่แม่เหล็กทำงานโดยมีความสามารถในการซึมผ่านสูงกว่าจุดเปลี่ยนเว้าของเส้นโค้งการล้างอำนาจแม่เหล็กที่อุณหภูมิสูงที่คาดไว้ ซึ่งจะป้องกันการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูง

การสูญเสียที่ไม่สามารถกู้คืนไม่ได้: แม่เหล็กที่สัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงมากจะเกิดการเปลี่ยนแปลงทางโลหะวิทยาซึ่งไม่สามารถกู้คืนได้โดยการทำให้เป็นแม่เหล็กใหม่ตารางต่อไปนี้แสดงอุณหภูมิวิกฤติสำหรับวัสดุต่างๆ โดยที่: Tcurie คืออุณหภูมิ Curie ซึ่งโมเมนต์แม่เหล็กพื้นฐานถูกสุ่มและวัสดุถูกล้างอำนาจแม่เหล็กTmax คืออุณหภูมิการทำงานสูงสุดในทางปฏิบัติของวัสดุหลักในหมวดหมู่ทั่วไป

แม่เหล็กถูกทำให้อุณหภูมิคงที่โดยการล้างอำนาจแม่เหล็กบางส่วนโดยปล่อยให้แม่เหล็กสัมผัสกับอุณหภูมิสูงในลักษณะที่ได้รับการควบคุมความหนาแน่นของฟลักซ์ที่ลดลงเล็กน้อยจะช่วยเพิ่มความเสถียรของแม่เหล็ก เนื่องจากโดเมนที่มีการวางแนวน้อยกว่าจะเป็นคนแรกที่สูญเสียการวางแนวแม่เหล็กที่มีความเสถียรดังกล่าวจะแสดงฟลักซ์แม่เหล็กคงที่เมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิที่เท่ากันหรือต่ำกว่านอกจากนี้ ชุดแม่เหล็กที่เสถียรจะแสดงความแปรผันของฟลักซ์ที่ต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกัน เนื่องจากด้านบนของเส้นโค้งระฆังที่มีลักษณะการแปรผันปกติจะใกล้เคียงกับค่าฟลักซ์ของชุดมากกว่า


เวลาโพสต์: Jul-07-2022