الفرق بين المواد المغناطيسية المختلفة

لقد قطعت المغناطيسات شوطًا طويلًا منذ أيام شبابك عندما قضيت ساعات في ترتيب مغناطيسات الأبجدية البلاستيكية ذات الألوان الزاهية على باب ثلاجة والدتك.أصبحت المغناطيسات اليوم أقوى من أي وقت مضى، كما أن تنوعها يجعلها مفيدة في مجموعة واسعة من التطبيقات.
أحدثت المغناطيسات الأرضية النادرة والسيراميك - وخاصة المغناطيسات الأرضية النادرة 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 المغناطيسات، فإن فهم ما يجعلها مختلفة قد يكون مربكًا.فيما يلي ملخص سريع للاختلافات بين نوعي المغناطيس، بالإضافة إلى ملخص لمزاياها وعيوبها النسبية:
الأرضية النادرة
يمكن أن تتكون هذه المغناطيسات القوية للغاية من النيوديميوم أو السماريوم، وكلاهما ينتمي إلى سلسلة عناصر اللانثانيدات.تم استخدام السماريوم لأول مرة في السبعينيات، مع دخول مغناطيس النيوديميوم حيز الاستخدام في الثمانينيات.يعد كل من النيوديميوم والسماريوم من المغناطيسات الأرضية النادرة القوية ويستخدمان في العديد من التطبيقات الصناعية بما في ذلك أقوى التوربينات والمولدات بالإضافة إلى التطبيقات العلمية.
النيوديميوم
تسمى أحيانًا مغناطيسات NdFeB للعناصر التي تحتوي عليها - النيوديميوم والحديد والبورون، أو NIB فقط - مغناطيس النيوديميوم هو أقوى المغناطيسات المتاحة.يمكن أن يكون منتج الطاقة الأقصى (BHmax) لهذه المغناطيسات، والذي يمثل القوة الأساسية، أكثر من 50MGOe.
إن ارتفاع BHmax - أعلى بحوالي 10 مرات من مغناطيس السيراميك - يجعلها مثالية لبعض التطبيقات، ولكن هناك مقايضة: يتمتع النيوديميوم بمقاومة أقل للإجهاد الحراري، مما يعني أنه عندما يتجاوز درجة حرارة معينة، فإنه سيفقد قدرته. لتعمل.تبلغ درجة حرارة Tmax لمغناطيس النيوديميوم 150 درجة مئوية، أي حوالي نصف درجة حرارة كوبالت السماريوم أو السيراميك.(لاحظ أن درجة الحرارة الدقيقة التي يفقد فيها المغناطيس قوته عند تعرضه للحرارة يمكن أن تختلف إلى حد ما بناءً على السبيكة).
يمكن أيضًا مقارنة المغناطيسات بناءً على Tcurie الخاصة بها.عندما يتم تسخين المغناطيس إلى درجات حرارة تتجاوز Tmax، فإنه في معظم الحالات يمكن أن يتعافى بمجرد تبريده؛Tcurie هي درجة الحرارة التي لا يمكن أن يحدث التعافي بعدها.بالنسبة لمغناطيس النيوديميوم، تبلغ درجة حرارة Tcurie 310 درجة مئوية؛لن تتمكن مغناطيسات النيوديميوم التي يتم تسخينها إلى درجة الحرارة هذه أو تتجاوزها من استعادة وظائفها عند تبريدها.يحتوي كل من مغناطيس السماريوم والسيراميك على نسبة Tcuries أعلى، مما يجعلها خيارًا أفضل للتطبيقات ذات الحرارة العالية.
تتميز مغناطيسات النيوديميوم بأنها مقاومة للغاية لإزالة مغنطتها بواسطة المجالات المغناطيسية الخارجية، ولكنها تميل إلى الصدأ ومعظم المغناطيسات مغلفة لتوفير الحماية من التآكل.
سماريوم كوبالت
أصبح مغناطيس ساماريوم كوبالت، أو SaCo، متاحًا في السبعينيات، ومنذ ذلك الحين، تم استخدامه في مجموعة واسعة من التطبيقات.على الرغم من أنها ليست قوية مثل مغناطيس النيوديميوم - عادةً ما تحتوي مغناطيسات كوبالت السماريوم على BHmax يبلغ حوالي 26 - إلا أن هذه المغناطيسات تتمتع بميزة القدرة على تحمل درجات حرارة أعلى بكثير من مغناطيس النيوديميوم.تبلغ درجة Tmax لمغناطيس كوبالت السماريوم 300 درجة مئوية، ويمكن أن يصل Tcurie إلى 750 درجة مئوية.إن قوتها النسبية جنبًا إلى جنب مع قدرتها على تحمل درجات الحرارة المرتفعة للغاية تجعلها مثالية لتطبيقات الحرارة العالية.على عكس مغناطيس النيوديميوم، يتمتع مغناطيس كوبالت السماريوم بمقاومة جيدة للتآكل؛كما أنها تميل أيضًا إلى الحصول على نقطة سعر أعلى من مغناطيس النيوديميوم.
سيراميك
كانت المغناطيسات الخزفية المصنوعة من فريت الباريوم أو السترونتيوم موجودة لفترة أطول من المغناطيسات الأرضية النادرة وتم استخدامها لأول مرة في الستينيات.عادة ما تكون المغناطيسات الخزفية أقل تكلفة من المغناطيسات الأرضية النادرة ولكنها ليست بنفس القوة مع BHmax النموذجي الذي يبلغ حوالي 3.5 - حوالي عُشر أو أقل من مغناطيس النيوديميوم أو مغناطيس كوبالت السماريوم.
فيما يتعلق بالحرارة، فإن مغناطيس السيراميك لديه Tmax يبلغ 300 درجة مئوية، ومثل مغناطيس السماريوم، Tcurie يبلغ 460 درجة مئوية.يتميز مغناطيس السيراميك بمقاومته العالية للتآكل وعادةً لا يتطلب أي طلاء واقي.فهي سهلة المغنطة كما أنها أقل تكلفة من مغناطيس النيوديميوم أو السماريوم والكوبالت؛ومع ذلك، فإن المغناطيسات الخزفية هشة للغاية، مما يجعلها خيارًا سيئًا للتطبيقات التي تنطوي على مرونة أو إجهاد كبير.تُستخدم مغناطيسات السيراميك بشكل شائع في العروض التوضيحية في الفصول الدراسية والتطبيقات الصناعية والتجارية الأقل قوة، مثل المولدات أو التوربينات ذات الدرجة المنخفضة.ويمكن استخدامها أيضًا في التطبيقات المنزلية وفي إنتاج الصفائح واللافتات المغناطيسية.