الفرق بين المواد المغناطيسية المختلفة

لقد قطعت المغناطيس شوطًا طويلاً منذ أيام شبابك عندما قضيت ساعات في ترتيب تلك المغناطيس الأبجدية البلاستيكية ذات الألوان الزاهية إلى باب ثلاجة أمك. مغناطيس اليوم أقوى من أي وقت مضى وتنوعها يجعلها مفيدة في مجموعة واسعة من التطبيقات.
أحدثت مغناطيس الأرض والسيراميك النادرة - وخاصة المغناطيسات الأرضية الكبيرة - ثورة في العديد من الصناعات والشركات من خلال توسيع عدد التطبيقات أو جعل التطبيقات الحالية أكثر كفاءة. في حين أن العديد من أصحاب الأعمال على دراية بهذه المغناطيس ، فإن فهم ما يجعلهم مختلفًا يمكن أن يكون مربكًا. إليك مجموعة سريعة من الاختلافات بين نوعين من المغناطيس ، وكذلك ملخص لمزاياه وعيوبها النسبية:
أرض نادرة
قد تتكون هذه المغناطيس القوي للغاية من النيوديميوم أو الساماريوم ، وكلاهما ينتمي إلى سلسلة العناصر من اللانثانيد. تم استخدام الساماريوم لأول مرة في السبعينيات ، مع استخدام مغناطيس النيوديميوم في الثمانينات. يعد كل من النيوديميوم والسباريوم مغناطيسًا قويًا للأرض ويتم استخدامهما في العديد من التطبيقات الصناعية بما في ذلك أقوى التوربينات والمولدات وكذلك التطبيقات العلمية.
النيوديميوم
في بعض الأحيان ، تسمى مغناطيس NDFEB للعناصر التي تحتوي عليها - النيوديميوم والحديد والبورون ، أو فقط مغناطيس نيوديميوم هي أقوى المغناطيس المتاحة. يمكن أن يكون الحد الأقصى لمنتج الطاقة (BHMAX) لهذه المغناطيس ، والذي يمثل القوة الأساسية ، أكثر من 50 ميجا.
هذا BHMAX العالي - أعلى 10 أضعاف ما يقرب من مغناطيس السيراميك - يجعلها مثالية لبعض التطبيقات ، ولكن هناك مفاضلة: النيوديميوم لديه مقاومة أقل للإجهاد الحراري ، مما يعني أنه عندما تتجاوز درجة حرارة معينة ، فإنه سوف يفقد قدرته على العمل. يبلغ tmax من مغناطيس النيوديميوم 150 درجة مئوية ، حوالي نصف ذلك من الكوبالت الساماريوم أو السيراميك. (لاحظ أن درجة الحرارة الدقيقة التي تفقد فيها المغناطيس قوتها عند تعرضها للحرارة يمكن أن تختلف إلى حد ما بناءً على السبائك.)
يمكن أيضًا مقارنة المغناطيس بناءً على tcurie. عندما يتم تسخين المغناطيس إلى درجات حرارة تتجاوز tmax ، في معظم الحالات ، يمكنها استردادها بمجرد تبريدها ؛ tcurie هي درجة الحرارة التي لا يمكن أن يحدث بعدها. بالنسبة لمغناط النيوديميوم ، يبلغ tcurie 310 درجة مئوية ؛ لن تتمكن مغناطيس النيوديميوم التي يتم تسخينها إلى أو خارج درجة الحرارة من استرداد الوظائف عند تبريدها. كل من المغناطيسات الساماريوم والسيراميك لها TCuries أعلى ، مما يجعلها خيارًا أفضل للتطبيقات عالية الحرارة.
مغناطيس النيوديميوم مقاوم للغاية لتصبح مغناطيسية من خلال الحقول المغناطيسية الخارجية ، لكنها تميل إلى الصدأ ومعظم المغناطيس مغلفة لتوفير الحماية من التآكل.
الكوبالت الساماريوم
أصبح Samarium Cobalt ، أو Saco ، مغناطيسًا متاحًا في السبعينيات ، ومنذ ذلك الحين ، تم استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات. على الرغم من أنه ليس قويًا مثل مغناطيس النيوديميوم - عادةً ما يكون للمغناطيس الكوبالت الساماريوم BHMAX حوالي 26 - فإن هذه المغناطيس تتمتع بميزة القدرة على تحمل درجات حرارة أعلى بكثير من مغناطيس النيوديميوم. يبلغ tmax من مغناطيس الكوبالت الساماريوم 300 درجة مئوية ، ويمكن أن تصل إلى 750 درجة مئوية. إن قوتها النسبية جنبًا إلى جنب مع قدرتها على تحمل درجات حرارة عالية للغاية تجعلها مثالية للتطبيقات عالية الحرارة. على عكس مغناطيس النيوديميوم ، فإن مغناطيس الكوبالت الساماريوم لها مقاومة جيدة للتآكل ؛ كما أنها تميل إلى الحصول على نقطة سعر أعلى من مغناطيس النيوديميوم.
السيراميك
مصنوعة من الفريت الباريوم أو السترونتيوم ، كانت مغناطيس السيراميك موجودًا لفترة أطول من مغناطيس الأرض النادر وتم استخدامه لأول مرة في الستينيات. تكون مغناطيس الخزف أقل تكلفة بشكل عام من مغناطيس الأرض النادر ، لكنها ليست قوية مع BHMAX النموذجي حوالي 3.5 - حوالي عشرة أو أقل من مغناطيس الكوبالت النيوديميوم أو الساماريوم.
فيما يتعلق بالحرارة ، يبلغ عدد المغناطيس الخزفي TMAX من 300 درجة مئوية ، ومغناطيس الساماريوم ، وهو TCURIE من 460 درجة مئوية. مغناطيس السيراميك مقاوم للغاية للتآكل وعادة ما لا تتطلب أي طلاء وقائي. إنها سهلة الانغماس وهي أيضًا أقل تكلفة من مغناطيس الكوبالت النيوديميوم أو الساماريوم ؛ ومع ذلك ، فإن مغناطيس السيراميك هشة للغاية ، مما يجعلها خيارًا سيئًا للتطبيقات التي تنطوي على ثني أو إجهاد كبير. تُستخدم مغناطيس الخزف بشكل شائع في عروض الفصول الدراسية والتطبيقات الصناعية والتجارية الأقل قوة ، مثل المولدات ذات الدرجة المنخفضة أو التوربينات. يمكن استخدامها أيضًا في التطبيقات المنزلية وفي إنتاج الأوراق المغناطيسية واللافتات.