Περιεχόμενο
Οι μαγνήτες σπάνιας γης και οι κεραμικοί μαγνήτες είναι και οι δύο τύποι μόνιμου μαγνήτη. και οι δύο αποτελούνται από υλικά τα οποία, αφού τους δοθεί ένα μαγνητικό φορτίο, θα διατηρήσουν το μαγνητισμό τους για χρόνια, εκτός και αν υποστούν βλάβη. Δεν είναι πάντως όλοι οι μόνιμοι μαγνήτες οι ίδιοι. Οι σπάνιες γαίες και οι κεραμικοί μαγνήτες διαφέρουν ως προς τη δύναμη και την αντοχή τους, επειδή είναι κατασκευασμένες από διαφορετικά κράματα μετάλλων.
Χημική σύνθεση
Οι κεραμικοί μαγνήτες ονομάζονται επίσης σκληροί κεραμικοί μαγνήτες ή μαγνήτες σιδήρου. Κατασκευάζονται από φερρίτη στροντίου ή βαρίου. Υπάρχουν δύο τύποι μαγνητών σπάνιων γαιών: κοβάλτιο σαμαρίου (SmCo) και νεοδύμιο-σίδηρος-βόριο (NdFeB). Οι μαγνήτες SmCo και NdFeB ονομάζονται "σπάνιες γαίες" επειδή είναι κατασκευασμένες από τη σπάνια γη ή σειρά λανθανιδών του περιοδικού πίνακα στοιχείων, σύμφωνα με τον Magnet Man.
Ιστορία
Κεραμικοί μαγνήτες έχουν χρησιμοποιηθεί από τη δεκαετία του 1960. Οι κεραμικοί μαγνήτες ήταν λιγότερο ακριβοί και πιο ισχυροί από τους μαγνήτες αλουμινίου-νικελίου-κοβαλτίου και χάλυβα που είχαν προηγουμένως χρησιμοποιηθεί και γρήγορα έγιναν δημοφιλείς.Οι μαγνήτες SmCo αναπτύχθηκαν τη δεκαετία του 1970 και ήταν ο πρώτος από τους μαγνήτες σπάνιων γαιών που έπρεπε να παραχθούν. Οι μαγνήτες NdFeB έγιναν διαθέσιμοι για αγορά το 1984.
Δύναμη
Η αντοχή του μαγνητικού πεδίου που παράγεται από ένα μαγνήτη ποσοτικοποιείται με BHmax ή με το μέγιστο ενεργειακό προϊόν, το οποίο μετράται σε MegaGauss Oersted (MGOe). Όσο υψηλότερη είναι η τιμή BHmax, τόσο πιο ισχυρός είναι ο μαγνήτης. Οι κεραμικοί μαγνήτες έχουν BHmax 3,5, SmCo έχουν BHmax 26 και NdFeB είναι οι πιο ισχυροί από τους μαγνήτες σπάνιων γαιών με BHmax των 40.
Αντοχή στο θερμικό στρες
Οι μαγνήτες μπορούν να αρχίσουν να χάνουν τη δύναμή τους όταν θερμαίνονται πέρα από μια ορισμένη θερμοκρασία, γνωστή ως Tmax, και δεν πρέπει να λειτουργούν πέρα από αυτή τη θερμοκρασία. Ωστόσο, θα ανακτήσουν τη δύναμή τους όταν κρυώσουν κάτω από το Tmax. Οι κεραμικοί μαγνήτες έχουν Tmax 300 βαθμών Κελσίου, όπως και οι μαγνήτες SmCo και οι μαγνήτες NdFeB έχουν Tmax 150 βαθμών Κελσίου. Αν ένας μαγνήτης θερμαίνεται πολύ πέρα από το Tmax, τελικά θα απομαγνητιστεί σε θερμοκρασία γνωστή ως Tcurie. Όταν ένας μαγνήτης θερμαίνεται πέρα από τον Tcurie, δεν θα ανακάμψει μόλις κρυώσει. Οι κεραμικοί μαγνήτες έχουν τιμή Tcurie 460 βαθμούς Κελσίου, SmCo έχουν Tcurie 750 και NdFeB έχουν Tcurie 310 μοίρες.
Αντοχή
Μαζί με την αντοχή τους στη θερμική καταπόνηση, οι μαγνήτες διαφέρουν επίσης στην αντοχή τους σε άλλες καταπονήσεις. Οι μαγνήτες NdFeB είναι εύθραυστοι και δύσκολοι στη χρήση. Μπορούν επίσης να διαβρώσουν εύκολα. Οι μαγνήτες SmCo είναι ελαφρώς λιγότερο εύθραυστες και είναι επίσης δύσκολο να μηχανοποιηθούν, αλλά έχουν υψηλή αντοχή στη διάβρωση. Οι μαγνήτες SmCo είναι επίσης ο πιο ακριβός τύπος μαγνήτη. Οι κεραμικοί μαγνήτες είναι λιγότερο δαπανηροί από τους μαγνήτες SmCo και NdFeB και έχουν καλή αντίσταση στην απομαγνητισμό και στη διάβρωση.