ما هي العيوب الرئيسية لمغناطيس الألومنيوم والنيكل والكوبالت (AlNiCo)؟

تتمثل العيوب الرئيسية لمغناطيس الألومنيوم والنيكل والكوبالت (AlNiCo) فيما يلي:

1. انخفاض الإكراه المغناطيسي وقابلية التأثر بإزالة المغنطة

• انخفاض الإكراه المغناطيسي : تتميز مغناطيسات AlNiCo بإكراه مغناطيسي منخفض للغاية، عادةً أقل من 160 كيلو أمبير/متر. الإكراه المغناطيسي هو مقياس لقدرة المغناطيس على مقاومة فقدان المغناطيسية. انخفاض الإكراه المغناطيسي يعني أن مغناطيسات AlNiCo تفقد مغناطيسيتها بسهولة عند تعرضها لمجالات مغناطيسية خارجية أو عكسية. هذا يحد من استخدامها في التطبيقات التي تتطلب مجالات مغناطيسية قوية ومستقرة.
• منحنى إزالة المغنطة غير الخطي : يتميز منحنى إزالة المغنطة لمغناطيسات AlNiCo بأنه غير خطي، مما يعني أن العلاقة بين شدة المجال المغناطيسي والمغنطة ليست مباشرة. هذه اللاخطية تجعل من الصعب التنبؤ بالسلوك المغناطيسي لمغناطيسات AlNiCo والتحكم فيه في التطبيقات العملية.
• قابلية التأثر بالعوامل الخارجية : نظرًا لانخفاض قوة الإكراه المغناطيسي، فإن مغناطيسات AlNiCo معرضة بشكل خاص لإزالة المغناطيسية بفعل عوامل خارجية مثل الصدمات والاهتزازات وتقلبات درجات الحرارة. وهذا يجعلها أقل ملاءمة للاستخدام في البيئات القاسية أو التطبيقات التي تشكل فيها الإجهادات الميكانيكية مصدر قلق.

2. ارتفاع التكاليف ونفقات المواد الخام

• المواد الخام باهظة الثمن : تتكون مغناطيسات AlNiCo من معادن نادرة مثل الألومنيوم والنيكل والكوبالت، وهي معادن باهظة الثمن نسبياً. وتساهم التكلفة العالية لهذه المواد الخام في ارتفاع التكلفة الإجمالية لتصنيع مغناطيسات AlNiCo.
• مقارنة مع أنواع المغناطيس الأخرى : بالمقارنة مع مواد المغناطيس الدائم الأخرى مثل مغناطيس الفريت، فإن مغناطيس AlNiCo يتميز بتكاليف تصنيع أعلى. وهذا قد يجعله أقل قدرة على المنافسة في التطبيقات التي تتطلب مراعاة السعر.

3. قوة المجال المغناطيسي المحدودة

• قوة مغناطيسية ضعيفة : على الرغم من أن مغناطيسات AlNiCo تتمتع بمغناطيسية متبقية عالية نسبيًا (تصل إلى 1.35 تسلا)، إلا أن قوتها المغناطيسية الإجمالية ضعيفة نسبيًا مقارنةً بالمواد المغناطيسية الدائمة الأخرى مثل مغناطيسات النيوديميوم والحديد والبورون (NdFeB). وهذا يحد من استخدامها في التطبيقات التي تتطلب قوة مجال مغناطيسي أعلى.
• قيود التطبيق : نظرًا لقوة المجال المغناطيسي المحدودة، فإن مغناطيس AlNiCo غير مناسب للاستخدام في التطبيقات التي تتطلب مجالًا مغناطيسيًا قويًا ومركزًا، كما هو الحال في المحركات عالية الأداء والمولدات والفواصل المغناطيسية.

4. ضعف الخواص الميكانيكية وقابلية التشغيل

• ضعف القوة الميكانيكية : تتميز مغناطيسات AlNiCo بضعف قوتها الميكانيكية وهشاشتها. وهذا يجعلها عرضة للتشقق أو الكسر تحت الضغط الميكانيكي، مما يحد من استخدامها في التطبيقات التي تتطلب متانة ميكانيكية عالية.
• ضعف قابلية التشكيل : لا يمكن تشكيل مغناطيسات AlNiCo على البارد، ويجب معالجتها باستخدام طرق الصب أو التلبيد. لهذه الطرق قيود من حيث الأشكال والأحجام التي يمكن إنتاجها، وقد تحتوي المغناطيسات الناتجة على أسطح خشنة تتطلب عمليات تشغيل إضافية.
• قيود التصميم : نظرًا لضعف خصائصها الميكانيكية وقابليتها للتشكيل، لا يمكن تصميم مغناطيسات AlNiCo كأجزاء هيكلية، وعادة ما تستخدم في التطبيقات التي تكون فيها خصائصها المغناطيسية هي الاعتبار الأساسي.

5. الوزن الثقيل

• كثافة أعلى : تتميز مغناطيسات AlNiCo بكثافة أعلى (حوالي 7.0-7.3 جم/سم³) مقارنةً ببعض أنواع المغناطيسات الأخرى. وهذا يعني أنها أثقل بالنسبة لحجم معين، مما قد يشكل عيبًا في التطبيقات التي يُعد فيها الوزن عاملًا حاسمًا، كما هو الحال في مكونات الطيران والفضاء والسيارات.
• التأثير على الأداء : يمكن أن يؤثر الوزن الثقيل لمغناطيس AlNiCo على أداء الأجهزة التي يتم استخدامها فيها، وخاصة تلك التي تتطلب تصميمات خفيفة الوزن وصغيرة الحجم.