Обсудите термическое нокдаун и ограничения в различных магнитных материалах.
Все магнитные материалы всегда настолько полностью намагничены, насколько позволяет их тепловое состояние. До «намагничивания» их магнитные домены располагаются случайным образом, чтобы минимизировать их внутреннее (и внешнее) энергетическое состояние. Намагничивание поворачивает магнитные домены в общее выравнивание. Постоянные магниты сохраняют это выравнивание в определенной степени, в зависимости от их геометрии, химии и механизмов анизотропии. Рассмотрим здесь анизотропию как все те вещи, которые сопротивляются силе намагничивания и, следовательно, также и силе размагничивания.
Магнитные домены в центре магнита поддерживают друг друга, но те домены, которые находятся ближе к сторонам, концам и краям геометрии, имеют меньшую поддержку, а некоторые из них переворачиваются собственным внешним полем магнита, которое имеет полярность, противоположную внутреннему полю. . Когда применяется тепло, более длинные электронные орбиты приводят к тому, что все домены в определенной степени ослабевают, а те, которые больше подвержены внешнему полю (или слабее по какой-то другой причине), также меняются местами.
Термическая разборка — это процесс повышения температуры магнита до температуры, ожидаемой в приложении, поэтому любое предстоящее изменение произойдет до установки магнита. При повышенных температурах сила размагничивания для изолированных магнитов будет сама по себе силой размагничивания, поэтому термическая стабилизация должна выполняться в приспособлении, которое воспроизводит рабочий коэффициент магнитной проводимости, чтобы избежать потери полезных и стабильных уровней потока.
Увеличивается ли магнитная индукция магнита, когда он работает при очень низких температурах (например, -60 °C)?
Да, температурный эффект является довольно линейным в диапазоне +/- 100 ° C, поэтому орбиты электронов короче, а металлические магниты будут демонстрировать увеличение плотности потока. Исключением являются керамические магниты.
Как магнит термостабилизируется? Когда это нужно делать, для чего и что именно это делает с магнитом?
Магнит термостабилизируется путем воздействия на него повышенных температур в течение определенного периода времени. Это делается, чтобы подготовиться к необратимым потерям магнетизма, которые испытывают большинство магнитов при воздействии повышенных температур.
Вы можете думать о термостабилизации как о страховке от повышенных температур. Мы рекомендуем это, когда магниты должны регулярно подвергаться воздействию высоких температур во время эксплуатации.
Существует два типа магнитных потерь при нагреве магнита до повышенных температур: обратимые и необратимые.
Обратимые магнитные потери — это ослабление магнита при нагревании до повышенных температур. Он называется обратимым, потому что магнит полностью восстанавливает эту часть при возвращении к комнатной температуре.
Необратимые магнитные потери также возникают при повышенных температурах, но не восстанавливаются при возвращении к комнатной температуре. Это безвозвратная потеря, если только магнит не будет отправлен обратно для повторного намагничивания. Это разовый эффект.
Пример: данный магнит производит 1000 Гаусс при комнатной температуре. Его выпекают при температуре 200 ° C (400 ° F). В то время как при этой температуре он производит только 850 Гаусс. По возвращении к комнатной температуре вы измеряете ее и обнаруживаете, что теперь она производит только 950 Гаусс. Недостающие 50 Гаусс — это необратимая потеря. Если магнит снова нагреть до 200 °C, он все равно будет производить 850 гаусс. Если бы его довели до более высокой температуры, он потерял бы больше мощности.
Величина необратимых потерь зависит от множества факторов, включая тип магнитного материала, форму магнита, температуру, которую он испытывает, и количество времени, в течение которого он наблюдает эту температуру.
Еще кое-что, о чем следует помнить о термостабилизации: магнит обычно должен быть изолирован во время процесса, и его нельзя складывать друг на друга, когда он находится в духовке. Обычно это означает, что с каждым магнитом нужно обращаться индивидуально, что влечет за собой дополнительные расходы.
Что происходит с магнитом при повышении или понижении рабочей температуры?
Когда мы говорим о повышении и понижении температуры, мы говорим об изменениях относительно «комнатной температуры», которая является всего лишь произвольной точкой отсчета. Чтобы понять температурные эффекты, нам нужно взглянуть на атомную структуру элементов, из которых состоит сплав. Атомы имеют ядро, вокруг которого вращаются электроны. По мере увеличения температуры (от абсолютного нуля) расстояние от ядра и других электронов увеличивается, поэтому они следуют более длинному пути и меньше влияют друг на друга, а магнитные свойства металлических магнитов обычно ухудшаются.