Bespreek thermische knockdown en de beperkingen in verschillende magneetmaterialen.
Alle magnetische materialen zijn te allen tijde zo volledig gemagnetiseerd als hun thermische toestand toelaat. Voorafgaand aan "magnetisatie" zijn hun magnetische domeinen willekeurig gerangschikt om hun interne (en externe) energietoestand te minimaliseren. Magnetisatie roteert magnetische domeinen in gemeenschappelijke uitlijning. Permanente magneten behouden deze uitlijning tot op zekere hoogte, afhankelijk van hun geometrie, chemie en anisotropiemechanismen. Beschouw anisotropie hier als al die dingen die een magnetiserende kracht weerstaan, en dus ook een demagnetiserende kracht.
Magnetische domeinen in het midden van een magneet ondersteunen elkaar, maar die domeinen dichter bij de zijkanten, uiteinden en randen van de geometrie hebben minder ondersteuning en sommige worden omgekeerd door het eigen externe veld van de magneet, dat een polariteit heeft die tegengesteld is aan het interne veld . Wanneer warmte wordt toegepast, zorgen langere elektronenbanen ervoor dat alle domeinen tot op zekere hoogte verzwakken, en die met meer blootstelling aan het externe veld (of om een andere reden zwakker zijn) zullen ook omkeren.
Thermische knockdown is het proces waarbij de temperatuur van een magneet wordt verhoogd tot de verwachte temperatuur in de toepassing, zodat elke dreigende verandering zal hebben plaatsgevonden voordat de magneet is geïnstalleerd. Bij verhoogde temperaturen zal de demagnetiserende kracht voor geïsoleerde magneten zijn eigen zelf-demagnetiserende kracht zijn, dus thermische stabilisatie moet worden uitgevoerd in een armatuur die de operationele permeantiecoëfficiënt reproduceert om verlies van bruikbare en stabiele fluxniveaus te voorkomen.
Neemt de fluxdichtheid van een magneet toe wanneer deze werkt bij zeer lage temperaturen (bijv. -60 °C)?
Ja, het temperatuureffect is redelijk lineair over het bereik van +/- 100 °C, dus elektronenbanen zijn korter en metalen magneten zullen een toename in fluxdichtheid vertonen. Keramische magneten zijn de uitzondering.
Hoe wordt een magneet hitte gestabiliseerd? Wanneer moet dit worden gedaan, met welk voordeel en wat doet het precies met de magneet?
Een magneet wordt hittebestendig gemaakt door hem gedurende een bepaalde tijd aan hoge temperaturen bloot te stellen. Dit wordt gedaan ter voorbereiding op de onomkeerbare verliezen van magnetisme die de meeste magneten ervaren bij blootstelling aan hoge temperaturen.
U kunt warmtestabilisatie zien als een verzekering tegen verhoogde temperaturen. Wij raden dit aan wanneer de magneten tijdens het onderhoud regelmatig hoge temperaturen te zien krijgen.
Er zijn twee soorten magnetische verliezen wanneer een magneet wordt verwarmd tot verhoogde temperaturen: omkeerbaar en onomkeerbaar.
Omkeerbaar magnetisch verlies is de verzwakking van een magneet bij verhitting tot verhoogde temperaturen. Het wordt omkeerbaar genoemd omdat de magneet dit gedeelte volledig herstelt bij terugkeer naar kamertemperatuur.
Onomkeerbaar magnetisch verlies treedt ook op bij verhoogde temperaturen, maar wordt niet hersteld bij terugkeer naar kamertemperatuur. Het is een permanent verlies, tenzij de magneet wordt teruggestuurd voor hermagnetisatie. Dit is een eenmalig effect.
Een voorbeeld: Een bepaalde magneet produceert 1000 Gauss bij kamertemperatuur. Het wordt gebakken op 200 ° C (400 ° F). Bij die temperatuur produceert het slechts 850 Gauss. Bij terugkeer naar kamertemperatuur meet je het en vind je dat het nu nog maar 950 Gauss produceert. De ontbrekende 50 Gauss is het onomkeerbare verlies. Als de magneet weer op 200 °C wordt gebracht, produceert hij nog steeds 850 Gauss. Als het naar een hogere temperatuur zou worden gebracht, zou het meer output verliezen.
De hoeveelheid onomkeerbaar verlies hangt van veel factoren af, waaronder het type magnetisch materiaal, de vorm van de magneet, de temperatuur die het ervaart en de hoeveelheid tijd dat het die temperatuur ziet
Iets anders om in gedachten te houden over warmtestabilisatie: de magneet moet tijdens het proces meestal worden geïsoleerd en mag niet worden gestapeld in de oven. Dit betekent meestal dat elke magneet afzonderlijk moet worden behandeld, wat extra kosten met zich meebrengt.
Wat gebeurt er met een magneet als de bedrijfstemperatuur stijgt of daalt?
Als we het hebben over temperatuurstijging en -daling, hebben we het over veranderingen ten opzichte van "kamertemperatuur", wat slechts een willekeurig punt is om van uit te gaan. Om temperatuureffecten te begrijpen, moeten we kijken naar de atomaire structuur van de elementen waaruit de legering bestaat. Atomen hebben een kern waarrond draaiende elektronen draaien. Naarmate de temperatuur stijgt (vanaf het absolute nulpunt), neemt de afstand tot de kern en andere elektronen toe, zodat ze een langer pad volgen en minder invloed op elkaar hebben, en de magnetische eigenschappen van metalen magneten nemen over het algemeen af.