Íman Gig Ndfeb
Os ímanes grandes ndfeb são geralmente utilizados como fontes de campo magnético para fornecer um campo magnético constante num determinado espaço. Para alguns instrumentos de precisão e dispositivos magnéticos, a estabilidade do campo magnético do íman é crucial, uma vez que afecta diretamente a precisão e a fiabilidade do instrumento.
1. Estabilidade dos grandes ímanes ndfeb
As condições externas que causam alterações nas propriedades magnéticas incluem a temperatura, o tempo, o campo eletromagnético, a vibração mecânica ou o impacto, a radiação, a ação química, etc. Do mesmo modo, a estabilidade do íman de grandes dimensões ndfeb inclui requisitos de desempenho em termos de estabilidade da temperatura, estabilidade do tempo, estabilidade da vibração e do impacto, estabilidade do campo eletromagnético e estabilidade química. É geralmente descrita pela alteração dos parâmetros de desempenho do íman (como a alteração percentual da remanência por cada aumento de 1°C na temperatura e o decaimento anual da remanência à temperatura ambiente).
As alterações nas propriedades magnéticas causadas por mudanças nas condições ambientais são principalmente em dois aspectos:
As mudanças nas propriedades magnéticas causadas por mudanças na estrutura do domínio magnético (também chamado de envelhecimento magnético), esta mudança é reversível, quando o grande íman ndfeb é magnetizado ou magnetizado novamente, a maior parte do desempenho do íman pode ser restaurado.
As alterações nas propriedades magnéticas causadas por alterações na microestrutura do íman grande ndfeb (também chamado envelhecimento dos tecidos), esta alteração é irreversível, quando o íman grande ndfeb é magnetizado ou magnetizado novamente, o desempenho do íman não pode ser restaurado.
As alterações das propriedades magnéticas do íman de grandes dimensões ndfeb causadas por quaisquer alterações das condições ambientais incluem o envelhecimento magnético e o envelhecimento dos tecidos.
As diferentes condições ambientais para a utilização de grandes ímanes ndfeb exigem uma estabilidade de desempenho diferente. Por exemplo, os ímanes utilizados em naves espaciais concentram-se geralmente na estabilidade do desempenho em condições de vibração e impacto, e também exigem estabilidade em condições de radiação, temperatura e tempo; os grandes ímanes ndfeb que funcionam em ambientes ácidos e alcalinos exigem geralmente estabilidade química; e em locais onde a temperatura ambiente de trabalho muda, é dada atenção à estabilidade da temperatura do íman.
2. Estabilidade térmica dos ímanes permanentes de grandes dimensões ndfeb
Os instrumentos e equipamentos feitos de materiais magnéticos permanentes geralmente não podem trabalhar a uma temperatura constante, e as alterações na temperatura ambiente têm um impacto direto nas propriedades magnéticas dos ímanes. Para que os instrumentos e equipamentos funcionem normalmente quando a temperatura muda, é necessário conhecer a alteração das propriedades magnéticas do íman com a temperatura ao conceber o circuito magnético.
A fim de refletir quantitativamente a influência da temperatura no desempenho dos ímanes, foram definidos alguns parâmetros de estabilidade térmica relacionados com a temperatura ambiente, tais como o coeficiente de temperatura de remanência αBr, o coeficiente de temperatura de coercividade intrínseca αHcJ, a perda reversível Lrev e a perda irreversível Lirr da densidade do fluxo magnético em circuito aberto, o coeficiente de temperatura reversível da densidade do fluxo magnético em circuito aberto, a temperatura resistente ao calor ou a temperatura máxima de funcionamento contínuo Tm, etc.
Entre eles, o coeficiente de temperatura de remanência αBr e o coeficiente de temperatura de coercividade intrínseca αHcJ são um dos indicadores de desempenho que os grandes ímanes permanentes ndfeb comerciais devem fornecer.
Coeficiente de temperatura de remanência e coeficiente de temperatura de coercividade intrínseca
Como o nome indica, o coeficiente de temperatura é a taxa relativa de variação de uma quantidade física com a temperatura. Na gama de temperaturas desde a temperatura de referência T0 até uma determinada temperatura elevada T, as definições do coeficiente de temperatura de remanência e do coeficiente de temperatura de coercividade intrínseca são as seguintes, em unidades de %/℃.
Entre eles, Br (T) e Br (T0) são a remanência na temperatura T e na temperatura de referência T0, respetivamente (o mesmo para HcJ). Normalmente, a temperatura ambiente ou 20 ℃ é selecionada como T0, e o valor da alta temperatura T precisa ser determinado pelas partes de oferta e demanda de acordo com o ambiente de uso. Se αBr for positivo, significa que a remanência aumenta com o aumento da temperatura; se for negativo, significa que a remanência diminui com o aumento da temperatura.
A figura abaixo é o valor de referência do coeficiente de temperatura de remanência e do coeficiente de temperatura da força coerciva intrínseca de cada marca de ímanes permanentes na norma nacional para materiais de ímanes permanentes NdFeB sinterizados (GB/T 13560-2017).
Coeficiente de temperatura reversível
Os ímanes funcionam normalmente num estado de circuito aberto com um espaço de ar. As caraterísticas da remanência de circuito aberto (ou fluxo de circuito aberto) que varia com a temperatura são mais práticas. Quando a temperatura ambiente aumenta da temperatura ambiente T0 para uma dada temperatura T1, o fluxo em circuito aberto desce de B(T0) para B(T1). Se a temperatura voltar à temperatura ambiente T0, o fluxo em circuito aberto voltará geralmente a um valor de B`(T0) que é inferior a B(T0), como mostra a figura abaixo. As experiências mostraram que, quando a temperatura muda repetidamente entre T0 e T1 e ΔT não é muito grande, a mudança de B é linear e reversível, ou seja, a linha PB`(T0) na figura abaixo.
Durante todo o processo de aquecimento, a perda total de fluxo da temperatura ambiente para a temperatura elevada é hT=(B(T1)- B(T0))/B(T0)×100%, que pode ser decomposta em duas partes: perda de fluxo reversível hrev=(B(T1)-B`(T0))/B`(T0)×100% e perda de fluxo irreversível hirr=(B`(T0)- B(T0))/B(T0)×100%.
A partir da linha PB`(T0), pode ver-se que, quando a temperatura varia entre T0 e T1, a variação de B é linear. A perda reversível média do fluxo em circuito aberto é expressa pelo coeficiente de temperatura reversível α.
No grande conceito de coeficiente de temperatura, deve prestar-se especial atenção à distinção entre os pequenos conceitos de coeficiente de temperatura, coeficiente de temperatura reversível e coeficiente de temperatura irreversível grande íman ndfeb.
O tratamento de envelhecimento pode reduzir significativamente hT, hirr, hrev e α. O tratamento de envelhecimento (aquecimento a uma determinada temperatura durante um período de tempo) dos ímanes permanentes antes da utilização ou do ensaio pode eliminar a estrutura instável do íman. A temperatura e o tempo do tratamento de envelhecimento têm de ser determinados de acordo com o tipo e a finalidade do íman grande ndfeb.
O coeficiente de temperatura reversível αB (T) ou o coeficiente de temperatura de remanência αBr (T) depende do magnetismo intrínseco do material. Ao adicionar alguns elementos, a relação entre a intensidade da magnetização de saturação da fase magnética principal e a temperatura pode ser alterada, o que pode alterar o coeficiente de temperatura do íman grande ndfeb. Por exemplo, a substituição de parte do Fe por Co nos ímanes NdFeB pode aumentar significativamente a temperatura de Curie da fase principal; a substituição de parte do Nd por Dy, αB (T) também será melhorada. Clique no papel do disprósio, térbio, gadolínio, hólmio e outros elementos para saber mais.
O texto acima é uma introdução à estabilidade térmica dos ímanes permanentes da Understanding Magnets depois de integrar e resumir livros relevantes, trabalhos académicos, recursos da Internet e outras informações. Se houver alguma imprecisão, por favor corrija-me.
Quando se fala de grandes ímanes de neodímio-ferro-boro (NdFeB), as seguintes propriedades são cruciais:
Remanescência (Br):
Definição: A remanência é a medida da densidade de fluxo residual de um íman quando o campo de magnetização externo é removido. Indica a intensidade com que um íman consegue manter as suas propriedades magnéticas.
Valores típicos: Para ímanes NdFeB, Br varia normalmente entre 1,0 e 1,4 Tesla. Os ímanes de alta qualidade, como o N52, podem ter uma remanência de cerca de 1,35 Tesla.
Coercividade (Hc):
Definição: A coercividade é a medida da resistência de um íman à desmagnetização. É a intensidade do campo magnético externo necessária para reduzir a zero a magnetização do material.
Valores típicos: Os ímanes NdFeB de grandes dimensões têm geralmente uma coercividade elevada, que varia entre 900 e 2 500 kA/m (kilooersteds). Valores de coercividade mais elevados indicam uma melhor resistência à desmagnetização. Por exemplo, os ímanes N52 têm normalmente uma coercividade de cerca de 1.200 a 1.400 kA/m.
Coeficiente de temperatura reversível (α):
Definição: É a taxa a que as propriedades magnéticas de um íman se alteram com a temperatura. Especificamente, refere-se à variação da remanência (Br) com a temperatura. O coeficiente é normalmente expresso em percentagem por grau Celsius (°C).
Valores típicos: Os ímanes NdFeB big ndfeb big ndfeb têm um coeficiente de temperatura negativo, o que significa que as suas propriedades magnéticas diminuem com o aumento da temperatura. O coeficiente de temperatura reversível para ímanes NdFeB é normalmente de cerca de -0,1% a -0,15% por °C. Os ímanes grandes de NdFeB de grau superior podem ter coeficientes diferentes, dependendo da sua formulação e processamento específicos.
Compreender estas propriedades ajuda a selecionar o íman certo para a sua aplicação e a prever o seu desempenho em diferentes condições. Para aplicações a altas temperaturas, poderá necessitar de ímanes com maior estabilidade térmica ou revestimentos protectores para atenuar as perdas de desempenho.
Caraterísticas dos ímanes NdFeB de grandes dimensões
Tamanho e força:
Dimensões: Os ímanes NdFeB de grandes dimensões podem ter várias polegadas de diâmetro ou comprimento, dependendo da sua aplicação. Quanto maior for o íman, mais forte será, embora os limites práticos de tamanho dependam das capacidades de fabrico.
Força magnética: A força do campo magnético gerado por um íman NdFeB de grandes dimensões é substancial. Por exemplo, um íman grande com um grau elevado (como o N52) pode gerar um campo magnético suficientemente forte para causar forças significativas em materiais ferromagnéticos.
Aplicações:
Utilizações industriais: Os ímanes NdFeB de grandes dimensões são frequentemente utilizados em aplicações industriais, tais como separadores magnéticos, motores de grandes dimensões e geradores.
Investigação e desenvolvimento: São também utilizados na investigação científica onde são necessários campos magnéticos fortes.
Manuseamento e segurança:
Manuseamento: Os ímanes NdFeB grandes são pesados e podem encaixar com grande força, podendo causar ferimentos ou danos. O manuseamento deve ser efectuado com ferramentas adequadas e precauções de segurança.
Preocupações de segurança: Os fortes campos magnéticos podem afetar dispositivos electrónicos, bandas magnéticas e até objectos metálicos. Mantenha-os afastados de tais objectos e tenha cuidado com objectos metálicos próximos.
Considerações sobre a temperatura:
Estabilidade térmica: Os ímanes NdFeB de grandes dimensões são sensíveis à temperatura. Certifique-se de que o coeficiente de temperatura do íman é adequado à sua aplicação para evitar uma perda significativa da força magnética.
Fabricantes e fornecedores:
Encomendas personalizadas: Para ímanes muito grandes ou com design personalizado, poderá ser necessário contactar fabricantes especializados. Empresas como a Arnold Magnetic Technologies, Magcraft e K&J Magnetics oferecem soluções personalizadas e podem ajudar com ímanes muito grandes.
Custo:
Preços: Os ímanes NdFeB de grandes dimensões podem ser dispendiosos devido ao seu tamanho e resistência. Os preços podem variar significativamente consoante o tamanho, o grau e os requisitos personalizados.
Exemplo de especificações
Eis um exemplo do que se pode encontrar para um íman NdFeB de grandes dimensões:
Grau: N52 (um dos graus mais fortes)
Tamanho: Por exemplo, um íman de bloco pode ter 4 x 2 x 1 polegadas.
Remanescência (Br): Aproximadamente 1,35 Tesla
Coercividade (Hc): Cerca de 1.200 - 1.400 kA/m
Coeficiente de temperatura: Aproximadamente -0,1% por °C
Em resumo
Quando se refere a um íman NdFeB "gigante", é essencial especificar as dimensões e aplicações exactas para garantir que obtém um íman que satisfaz as suas necessidades. Os ímanes NdFeB de grandes dimensões são ferramentas poderosas e requerem um manuseamento cuidadoso e a consideração das suas propriedades magnéticas e estabilidade de temperatura.
