¿Los imanes derriban en el instante en que son repelidos?
Las líneas de flujo magnético no pueden cruzarse entre sí, por lo que los imanes en repulsión desarrollan vectores radiales cuya intensidad aumenta a medida que los imanes se acercan entre sí. En la medida en que la amplitud del componente radial de la densidad de flujo exceda la coercitividad de los dominios magnéticos, habrá cambios en las propiedades del imán. Estos cambios se deben a la reorientación de estos dominios.
Los materiales como Nd-Fe-B, Sm-Co, cerámica y Nd-Fe-B adherido normalmente experimentarán cambios permanentes muy pequeños, si es que los hay. Esto se notará como un cambio en la densidad de flujo externo y el flujo total disponible para el circuito magnético. Los imanes con una 'rodilla' en su curva normal del segundo cuadrante, como Alnico 5 o True Ceramic 5, pueden experimentar una desmagnetización significativa.
¿Qué cantidad de energía se requiere para magnetizar cada uno de los materiales magnéticos?
Para saturar completamente un imán, debe exponerse a un campo magnetizante de amplitud suficiente durante un tiempo lo suficientemente largo como para orientar toda la masa del imán.
Alnico requiere más de 3000 Oersteds: es posible que se necesiten tiempos de pulso más largos para superar las corrientes de Foucault en secciones grandes. La cerámica requiere más de 10,000 Oersteds. Sm-Co generalmente requiere más de 20,000 40,000 Oersteds, pero puede requerir más de 30,000 40,000 Oersteds en algunos grados. Nd-Fe-B generalmente requiere más de 35,000 XNUMX Oersteds, pero puede requerir más de XNUMX XNUMX Oersteds en algunos grados. Bonded Nd-Fe-B o NeoForm requiere más de XNUMX Oersteds.
¿Cuáles son los límites de densidad de polos en un imán de anillo? Por ejemplo, en un anillo, 1.0″ OD por 0.5″ ID, ¿cuál es el número máximo de polos?
La densidad de polos de cualquier imán está limitada por la energía necesaria para magnetizarlo, su anisotropía y su geometría. Si un imán es anisotrópico, debe orientarse radialmente para aceptar el patrón de magnetización. Si es isótropo, puede orientarse en casi cualquier configuración.
Los imanes cerámicos son uno de los materiales más fáciles de magnetizar de forma multipolar. Los anillos de 1.0″ de diámetro pueden tener más de 100 polos, pero generalmente requieren menos de 24. Es importante recordar que a medida que aumenta la densidad de polos, disminuye la profundidad de saturación y el alcance del campo externo. En consecuencia, el espesor de la pared entre el OD y el ID del imán debe disminuir para conservar los costos de material. Además, a medida que aumenta la densidad de polos, también lo harán los requisitos de energía. Como resultado directo, los materiales como el Nd-Fe-B unido y totalmente denso, que requieren fuerzas de magnetización más altas, suelen estar más limitados que la cerámica en las densidades de polos disponibles.
Se han diseñado magnetizadores y accesorios especiales que son capaces de magnetizar un imán de NdFeB totalmente denso de 1.0″ de diámetro con más de 240 polos. Desafortunadamente, el proceso de magnetización es muy laborioso y requiere mucho tiempo, lo que hace que grandes volúmenes de dichos productos sean poco prácticos. Además, como se indicó anteriormente, estas altas densidades de polos limitan el alcance del campo magnético. Sin tolerancias y concentricidades extremadamente estrictas, es posible que el equipo de detección estándar no pueda detectar un cambio de campo en un imán de este tipo.
¿Qué es el proceso de magnetización?
Los materiales de alta energía generalmente se magnetizan al descargar un banco de capacitores en un solenoide de núcleo de aire que rodea la pieza o una pila de piezas. El pulso de corriente suministra energía para superar el efecto de autodesmagnetización, debido a la geometría de la pieza, así como la energía necesaria para alinear los dominios magnéticos. Una forma de reducir el efecto de autodesmagnetización es aumentar el coeficiente de permeabilidad (línea de carga) de la masa que se magnetiza. Esto se hace fácilmente apilando partes para crear una longitud magnética más larga. Los factores limitantes son la posibilidad de lesiones personales y daños físicos a las piezas al separar la pila de imanes magnetizados.
En el proceso de magnetización, primero se desarrolla un campo magnético alrededor de los devanados del solenoide, y luego se expande y decae con el tiempo. Para ser completamente efectivo, el pulso que llega al centro del imán debe tener suficiente amplitud para alinear los dominios allí. Al magnetizar piezas con baja resistividad y/o un área grande normal a la dirección de orientación, las corrientes parásitas ralentizan la propagación del campo magnético en la pieza, por lo que el ancho de pulso es una consideración importante.
El ancho de pulso está determinado por la reactancia del sistema de magnetización, incluido el banco de capacitores, y la resistencia e inductancia del solenoide. Un pulso amplio asegura que todos los dominios estén expuestos a una intensidad de campo magnetizante adecuada. Sin embargo, un pulso más ancho de lo necesario da como resultado pérdidas debido al calor, por lo que los sistemas de magnetización de producción deben planificarse bien.
¿Cuál es la forma correcta de quitar un imán cuando se envían en filas (por ejemplo, babosas)?
Cada fila debe separarse primero de la fila adyacente. Para hacer esto, la fila debe retirarse directamente (no deslice una fila hacia abajo). Para aislar imanes individuales, el imán debe separarse directamente del siguiente imán. No deslice el imán de ninguna manera. Puede ser necesario "romper" la pila de imanes sobre su dedo. Esto es aceptable siempre que no se permita que las caras se deslicen entre sí.
Estas reglas son buenas para todos los imanes, aunque son cruciales para el manejo de los imanes de Alnico. Es probable que deslizar los imanes de Alnico uno encima del otro resulte en una inclinación de los polos.
¿Por qué mis imanes tienen una lectura magnética baja?
Dado que la mayoría de las mediciones magnéticas se realizan con un gaussímetro, generalmente es necesario cuestionar primero las técnicas de medición. Las lecturas adquiridas con gaussímetros y sondas son propensas a problemas de repetibilidad si no se fabrica un dispositivo de prueba y una sonda no está completamente dedicada a probar un solo producto. Las sondas de Gauss están sujetas a limitaciones de fabricación, lo que puede provocar antisimetría en la propia sonda. Si no se fija en su posición, las variaciones de un lado de la sonda al siguiente pueden materializarse como lecturas de campo bajo en una muestra magnética. También es necesario asegurarse de que no haya materiales magnéticos cerca de la prueba. Si hay una pieza de acero (o una mesa de acero) cerca del aparato de prueba, es posible que se desvíe algo del flujo del imán y se produzca una anomalía.
Si la técnica de medición es sólida, se deben considerar las limitaciones materiales. Los imanes de Alnico son conocidos por producir irregularidades magnéticas. Sus bajas fuerzas coercitivas les permiten desmagnetizarse fácilmente. La simple colocación de dos imanes de Alnico en repulsión (NN o SS) suele ser suficiente para reducir el rendimiento de un imán de Alnico. En consecuencia, al manipular estos imanes, es importante limitar su exposición a los campos de desmagnetización. El no hacerlo puede producir lecturas magnéticamente bajas.
Los materiales avanzados de hoy en día tienen fuerzas coercitivas más altas que el Alnico y no son propensos a la misma degradación del rendimiento. Si la lectura de estos materiales (cerámica, Sm-Co, Nd-Fe-B) es baja, es posible que el material no se haya saturado por completo. Esto rara vez ocurre, pero generalmente es causado por la degradación de un dispositivo de magnetización con el tiempo. Dado que no hay signos físicos de degradación en los dispositivos de magnetización hasta que fallan catastróficamente, los imanes de mayor fuerza coercitiva pueden enviarse sin saturar.
¿Por qué es tan difícil desarrollar patrones de magnetización OD/ID multipolares en materiales de alta energía?
La magnetización multipolar en una superficie continua se logra inyectando un campo magnético de alta intensidad en la superficie, ya que no hay polos salientes con los que trabajar. Si bien los vectores de magnetización pueden ser paralelos a la dirección de orientación en las áreas polares, todo el flujo debe transitar entre los polos debajo de la superficie del imán. Aquí, el vector de magnetización es normal a la orientación, la resistencia a la magnetización es aproximadamente el doble y la inducción es menor.
Debido a que no es posible rodear polos individuales con conductores, se debe usar un dispositivo de acero con extensiones polares enrolladas para dirigir el campo magnético a la pieza. Esto coloca a los devanados de magnetización en una posición menos favorable, más distante, y lleva al accesorio de acero a la saturación, donde crea pérdidas que deben superarse con una entrada de energía adicional. El campo magnético en el accesorio también debe hacer la transición entre polos adyacentes. Esto tiene lugar en una sección desenrollada del accesorio de acero, donde la pérdida de flujo por fuga no está restringida, y estas pérdidas también deben compensarse con una mayor entrada de energía.
El espacio disponible entre los polos limita el tamaño del conductor y el número de vueltas en la bobina, por lo que, aunque la energía requerida es mayor, el diseño de la bobina entrega inherentemente menos y la bobina se calienta más rápidamente. El calentamiento reduce la resistencia mecánica del conductor mientras que el intenso campo magnético ejerce una gran tensión de tracción en el conductor, por lo que en algún momento el conductor se romperá. Estas consideraciones hacen que las luminarias ID multipolares sean aún más difíciles de fabricar que las luminarias OD multipolares.
Magnetizar imanes de alta energía individuales dentro de un solenoide requiere un pulso de energía masivo; La magnetización multipolar es similar a intentar saturar un imán con la densidad de campo axial reducida en el eje fuera de la bobina.