Besprechen Sie die thermische Beeinträchtigung und die Einschränkungen verschiedener Magnetmaterialien.
Alle magnetischen Materialien sind jederzeit so vollständig magnetisiert, wie es ihr thermischer Zustand zulässt. Vor der „Magnetisierung“ ordnen sich ihre magnetischen Domänen zufällig an, um ihren internen (und externen) Energiezustand zu minimieren. Durch die Magnetisierung werden magnetische Domänen in eine gemeinsame Ausrichtung gedreht. Permanentmagnete behalten diese Ausrichtung bis zu einem gewissen Grad bei, abhängig von ihrer Geometrie, Chemie und Anisotropiemechanismen. Betrachten Sie hier Anisotropie als all jene Dinge, die einer magnetisierenden Kraft und damit auch einer entmagnetisierenden Kraft widerstehen.
Magnetische Domänen in der Mitte eines Magneten stützen sich gegenseitig, aber die Domänen, die näher an den Seiten, Enden und Kanten der Geometrie liegen, haben weniger Unterstützung und einige werden durch das eigene äußere Feld des Magneten umgekehrt, dessen Polarität dem inneren Feld entgegengesetzt ist . Wenn Wärme zugeführt wird, führen längere Elektronenumlaufbahnen dazu, dass alle Domänen bis zu einem gewissen Grad geschwächt werden, und diejenigen, die dem äußeren Feld stärker ausgesetzt sind (oder aus anderen Gründen schwächer sind), kehren ebenfalls um.
Unter Thermal Knockdown versteht man den Prozess, bei dem die Temperatur eines Magneten auf die in der Anwendung erwartete Temperatur erhöht wird, sodass jede bevorstehende Änderung bereits vor der Installation des Magneten eingetreten ist. Bei erhöhten Temperaturen ist die Entmagnetisierungskraft für isolierte Magnete ihre eigene selbstentmagnetisierende Kraft. Daher sollte die thermische Stabilisierung in einer Vorrichtung erfolgen, die den Betriebspermeanzkoeffizienten reproduziert, um den Verlust nützlicher und stabiler Flussniveaus zu vermeiden.
Erhöht sich die Flussdichte eines Magneten, wenn er bei sehr niedrigen Temperaturen (z. B. -60 °C) betrieben wird?
Ja, der Temperatureffekt ist im Bereich von +/- 100 °C ziemlich linear, sodass die Elektronenbahnen kürzer sind und metallische Magnete einen Anstieg der Flussdichte aufweisen. Eine Ausnahme bilden Keramikmagnete.
Wie wird ein Magnet wärmestabilisiert? Wann sollte dies geschehen, mit welchem Nutzen und was genau bewirkt es mit dem Magneten?
Ein Magnet wird hitzestabilisiert, indem er für eine bestimmte Zeit erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird. Dies geschieht, um den irreversiblen Verlust des Magnetismus zu verhindern, den die meisten Magnete erleiden, wenn sie erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden.
Sie können sich die Hitzestabilisierung als Versicherung gegen erhöhte Temperaturen vorstellen. Wir empfehlen dies, wenn die Magnete während des Betriebs regelmäßig hohen Temperaturen ausgesetzt sind.
Es gibt zwei Arten magnetischer Verluste, wenn ein Magnet auf hohe Temperaturen erhitzt wird: reversibel und irreversibel.
Reversibler magnetischer Verlust ist die Schwächung eines Magneten, wenn er auf erhöhte Temperaturen erhitzt wird. Es wird als reversibel bezeichnet, da der Magnet diesen Anteil vollständig wiederherstellt, wenn er auf Raumtemperatur zurückkehrt.
Bei erhöhten Temperaturen tritt auch ein irreversibler magnetischer Verlust auf, der jedoch bei Rückkehr zur Raumtemperatur nicht wiederhergestellt wird. Es handelt sich um einen dauerhaften Verlust, es sei denn, der Magnet wird zur Neumagnetisierung zurückgeschickt. Dies ist ein einmaliger Effekt.
Ein Beispiel: Ein bestimmter Magnet erzeugt bei Raumtemperatur 1000 Gauss. Es wird bei 200 °C (400 °F) gebacken. Bei dieser Temperatur erzeugt es nur 850 Gauss. Nach der Rückkehr zur Raumtemperatur messen Sie es und stellen fest, dass es jetzt nur noch 950 Gauss erzeugt. Die fehlenden 50 Gauss sind der irreversible Verlust. Wenn der Magnet wieder auf 200 °C erhitzt wurde, erzeugt er immer noch 850 Gauss. Wenn es auf eine höhere Temperatur gebracht würde, würde es mehr Leistung verlieren.
Die Höhe des irreversiblen Verlusts hängt von vielen Faktoren ab, darunter der Art des magnetischen Materials, der Form des Magneten, der Temperatur, der er ausgesetzt ist, und der Zeit, die er dieser Temperatur ausgesetzt ist
Was Sie bei der Hitzestabilisierung noch beachten sollten: Der Magnet muss während des Prozesses normalerweise isoliert werden und sollte im Ofen nicht gestapelt werden. Dies bedeutet in der Regel, dass jeder Magnet einzeln gehandhabt werden muss, was mit zusätzlichen Kosten verbunden ist.
Was passiert mit einem Magneten, wenn die Betriebstemperatur steigt oder sinkt?
Wenn wir von Temperaturanstieg und -abfall sprechen, sprechen wir von Änderungen relativ zur „Raumtemperatur“, was nur ein willkürlicher Ausgangspunkt ist. Um Temperatureffekte zu verstehen, müssen wir uns die atomare Struktur der Elemente ansehen, aus denen die Legierung besteht. Atome haben einen Kern, um den rotierende Elektronen kreisen. Mit zunehmender Temperatur (vom absoluten Nullpunkt aus) nimmt der Abstand zum Kern und zu anderen Elektronen zu, sodass sie einen längeren Weg zurücklegen und sich weniger gegenseitig beeinflussen, und die magnetischen Eigenschaften metallischer Magnete nehmen im Allgemeinen ab.