کاهش عملکرد مغناطیسی و بازیابی آهنرباهای آلنیکو در محدوده دمایی دمای اتاق تا 500 درجه سانتیگراد
2026-01-29
۱. مقدمه
آهنرباهای آلنیکو (آلومینیوم-نیکل-کبالت) خانوادهای از مواد آهنربای دائمی هستند که به دلیل پایداری حرارتی عالی خود شناخته میشوند و آنها را برای کاربردهای دما بالا مانند هوافضا، نظامی و حسگرهای صنعتی مناسب میکنند. برخلاف آهنرباهای عناصر خاکی کمیاب (مانند NdFeB) یا آهنرباهای فریت، آلنیکو به دلیل ریزساختار منحصر به فرد و ضرایب دمای پایین، کمترین تخریب عملکرد مغناطیسی را در دماهای بالا نشان میدهد.
این تحلیل بررسی میکند:
- قوانین واپاشی عملکرد مغناطیسی آهنرباهای آلنیکو در محدوده دمای اتاق تا ۵۰۰ درجه سانتیگراد .
- آیا خواص مغناطیسی پس از سرد شدن به طور کامل بازیابی میشوند ؟
- مکانیسمهای اساسی حاکم بر این رفتارها.
۲. قوانین واپاشی عملکرد مغناطیسی آهنرباهای آلنیکو
۲.۱ واپاشی پسماند (Br)
پسماند ( Br ) چگالی شار مغناطیسی باقیمانده پس از حذف میدان خارجی است. برای آهنرباهای آلنیکو:
- ضریب دمایی پسماند (αBr) : معمولاً -0.01% تا -0.02%/°C ، به این معنی که Br به ازای هر درجه سانتیگراد 0.01-0.02% کاهش مییابد.
- رفتار پوسیدگی:
- در دمای کمتر از ۵۰۰ درجه سانتیگراد ، اتلاف Br برگشتپذیر است و با دما رابطه خطی دارد.
- مثال: در دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد ، Br تقریباً ۹۶ تا ۹۸ درصد از مقدار دمای اتاق خود را حفظ میکند.
- در دمای ۵۰۰ درجه سانتیگراد ، Br تقریباً ۹۰ تا ۹۲ درصد از مقدار اولیه خود را حفظ میکند.
مقایسه با سایر آهنرباها :
| نوع آهنربا | αBr (%/°C) | ماندگاری Br در دمای ۵۰۰ درجه سانتیگراد |
|---|---|---|
| آلنیکو | -0.01 تا -0.02 | ۹۰–۹۲٪ |
| اسمز معکوس (SmCo) (2:17) | -۰.۰۳ تا -۰.۰۲ | ~85% |
| نئودیمیم آهن بور (N35) | -۰.۱۲ تا -۰.۱۱ | ~48% |
| فریت | -۰.۲۰ تا -۰.۱۸ | ~39% |
نتیجهگیری : آلنیکو کمترین میزان واپاشی Br را در بین آهنرباهای دائمی در این محدوده دمایی نشان میدهد.
۲.۲ واپاشی وادارندگی (Hcj)
وادارندگی ( Hcj ) مقاومت در برابر مغناطیسزدایی است. برای آهنرباهای آلنیکو:
- ضریب دمایی وادارندگی (αHcj) : معمولاً +0.01% تا +0.03%/°C ، به این معنی که Hcj با دما کمی افزایش مییابد .
- رفتار پوسیدگی:
- برخلاف اکثر آهنرباها (که Hcj با افزایش دما کاهش مییابد)، Hcj آلنیکو در دماهای بالا بهبود مییابد .
- مثال: در دمای ۵۰۰ درجه سانتیگراد ، Hcj ممکن است در مقایسه با دمای اتاق حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد افزایش یابد.
مقایسه با سایر آهنرباها :
| نوع آهنربا | αHcj (%/°C) | تغییر Hcj در دمای ۵۰۰ درجه سانتیگراد |
|---|---|---|
| آلنیکو | +۰.۰۱ تا +۰.۰۳ | +۱۰–۱۵٪ |
| اسمز معکوس (2:17) | -۰.۳۰ تا -۰.۲۰ | -30% |
| نئودیمیم آهن بور (N35) | -۰.۵۵ تا -۰.۴۵ | -55% |
| فریت | -۰.۶۰ تا -۰.۵۰ | -60% |
نتیجهگیری : αHcj مثبت آلنیکو از مغناطیسزدایی در دماهای بالا جلوگیری میکند، که یک مزیت منحصر به فرد نسبت به سایر آهنرباها است.
۲.۳ حاصلضرب انرژی (BHmax) واپاشی
حاصلضرب حداکثر انرژی (BHmax) معیاری برای چگالی انرژی آهنربا است. برای آلنیکو:
- رفتار پوسیدگی:
- به دلیل اثرات ترکیبی تغییرات Br و Hcj، BHmax با افزایش دما کاهش مییابد.
- در دمای ۵۰۰ درجه سانتیگراد ، BHmax تقریباً ۸۰ تا ۸۵ درصد از مقدار دمای اتاق خود را حفظ میکند.
مقایسه با سایر آهنرباها :
| نوع آهنربا | ماندگاری BHmax در دمای ۵۰۰ درجه سانتیگراد |
|---|---|
| آلنیکو | ۸۰–۸۵٪ |
| اسمز معکوس (SmCo) (2:17) | ~70% |
| نئودیمیم آهن بور (N35) | ~30% |
| فریت | ~25% |
نتیجهگیری : آلنیکو در مقایسه با سایر آهنرباها، چگالی انرژی برتر را در دماهای بالا حفظ میکند.
۳. مکانیسمهای مربوط به کاهش عملکرد مغناطیسی
۳.۱ همزدن حرارتی دامنههای مغناطیسی
- در دماهای بالا، انرژی حرارتی، همترازی حوزههای مغناطیسی را مختل میکند و مغناطش خالص را کاهش میدهد.
- ریزساختار تجزیه اسپینودال آلنیکو (میلههای α-Fe کشیده در یک ماتریس Ni-Al) پایداری حرارتی بالایی را فراهم میکند و حرکت دیواره دامنه را به حداقل میرساند.
۳.۲ ضرایب دمای پایین
- αBr و αHcj شرکت آلنیکو طوری مهندسی شدهاند که نزدیک به صفر باشند و کمترین افت عملکرد را تضمین کنند.
- αHcj مثبت، با افزایش مقاومت در برابر مغناطیسزدایی، اتلاف Br را جبران میکند.
۳.۳ دمای کوری بالا (Tc)
- دمای بحرانی آلنیکو (حدود ۸۰۰ تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد) بسیار بالاتر از دمای عملیاتی آن (۵۰۰ درجه سانتیگراد) است و از اتلاف مغناطیسی برگشتناپذیر جلوگیری میکند.
- در دماهای پایینتر از دمای بحرانی (TC)، دامنههای مغناطیسی میتوانند پس از خنک شدن، دوباره تراز شوند و عملکرد را بازیابی کنند.
۴. بازیابی خواص مغناطیسی پس از سرد شدن
۴.۱ واپاشی برگشتپذیر (پایینتر از حدود ۵۵۰ درجه سانتیگراد)
- اگر دما زیر حدود ۵۵۰ درجه سانتیگراد (حداکثر دمای عملیاتی آلنیکو) باقی بماند ، تلفات Br و BHmax کاملاً برگشتپذیر هستند .
- پس از خنک شدن، دامنههای مغناطیسی به حالت اولیه خود باز میگردند و عملکرد را بازیابی میکنند.
۴.۲ واپاشی برگشتناپذیر (بالای حدود ۵۵۰ درجه سانتیگراد یا نزدیک دمای بحرانی)
- اگر دما از حدود ۵۵۰ درجه سانتیگراد فراتر رود یا به دمای بحرانی (حدود ۸۰۰ تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد) نزدیک شود، تغییرات برگشتناپذیری رخ میدهد:
- آسیب ریزساختاری : رشد دانه یا تبدیل فاز، خواص مغناطیسی را کاهش میدهد.
- از دست دادن دائمی Br : حتی پس از سرد شدن، Br ممکن است به طور کامل بازیابی نشود.
- مثال : اگر آلنیکو تا ۸۰۰ درجه سانتیگراد (نزدیک دمای بحرانی) گرم شود، مقدار Br ممکن است به حدود ۵۰ تا ۷۰ درصد مقدار اولیه خود کاهش یابد و همچنان تجزیه شده باقی بماند.
۴.۳ مغناطیس شدن مجدد پس از افت برگشتناپذیر
- اگر مغناطیسزدایی برگشتناپذیر رخ دهد، میتوان آلنیکو را با استفاده از یک میدان خارجی قوی (مثلاً یک مغناطیسکننده پالسی) دوباره مغناطیس کرد .
- با این حال، بهبودی کامل تضمین نمیشود ، به خصوص اگر ریزساختار آسیب دیده باشد.
۵. کاربردهای عملی برای کاربردهای دما بالا
۵.۱ هوافضا و دفاع
- Br و Hcj پایدار آلنیکو در دمای ۵۰۰ درجه سانتیگراد، آن را برای موارد زیر ایدهآل میکند:
- ژیروسکوپها (مرجع مغناطیسی پایدار).
- سیستمهای هدایت موشک (مقاوم در برابر شوک حرارتی).
۵.۲ حسگرها و محرکهای صنعتی
- در موتورهای با دمای بالا (مثلاً در کارخانههای فولاد) که NdFeB در آنها خراب میشود، استفاده میشود.
- کلاچهای مغناطیسی که در دمای ۴۰۰ تا ۵۰۰ درجه سانتیگراد کار میکنند.
۵.۳ گیتارهای الکتریک و تجهیزات صوتی
- پیکاپهای آلنیکو حتی در معرض گرما (مثلاً نزدیک آمپلیفایرها) تُن صدای ثابتی را حفظ میکنند.
۶. مقایسه با سایر آهنرباها
| ویژگی | آلنیکو | اسمز معکوس (SmCo) (2:17) | نئودیمیم آهن بور (N35) | فریت |
|---|---|---|---|---|
| αBr (%/°C) | -0.01 تا -0.02 | -۰.۰۳ تا -۰.۰۲ | -۰.۱۲ تا -۰.۱۱ | -۰.۲۰ تا -۰.۱۸ |
| αHcj (%/°C) | +۰.۰۱ تا +۰.۰۳ | -۰.۳۰ تا -۰.۲۰ | -۰.۵۵ تا -۰.۴۵ | -۰.۶۰ تا -۰.۵۰ |
| درصد Br در دمای ۵۰۰ درجه سانتیگراد | ۹۰–۹۲ | ~85 | ~48 | ~39 |
| Hcj در دمای ۵۰۰ درجه سانتیگراد (%) | +۱۰–۱۵ | -30 | -55 | -60 |
| دمای بحرانی (°C) | ۸۰۰–۹۰۰ | ~750 | ۳۱۰–۳۷۰ ~ | ~450 |
| حداکثر دمای عملیاتی | 550 | 350 | 200 | 250 |
نکات کلیدی :
- آلنیکو تنها آهنربایی است که αHcj مثبت دارد و از مغناطیسزدایی در دماهای بالا جلوگیری میکند.
- دمای بحرانی بالای آن، پایداری را در دمای بسیار بالاتر از ۵۰۰ درجه سانتیگراد تضمین میکند.
۷. نتیجهگیری
۷.۱ خلاصه یافتهها
- در محدوده دمای اتاق تا ۵۰۰ درجه سانتیگراد :
- عنصر Br₂ موجود در آلنیکو به صورت خطی و حدود ۸ تا ۱۰ درصد (برگشتپذیر) واپاشی میکند .
- Hcj حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد افزایش مییابد و مقاومت در برابر مغناطیسزدایی را بهبود میبخشد.
- BHmax تقریباً ۸۰ تا ۸۵ درصد از مقدار اولیه خود را حفظ میکند .
- پس از خنک شدن تا دمای حدود ۵۵۰ درجه سانتیگراد ، بازیابی مغناطیسی کامل رخ میدهد .
- بالاتر از حدود ۵۵۰ درجه سانتیگراد ، آسیب برگشتناپذیر ممکن است مانع از بهبودی کامل شود.
۷.۲ چرا آلنیکو بهترین گزینه برای پایداری در دمای بالا است
- کمترین αBr در بین آهنرباهای دائمی.
- αHcj مثبت منحصر به فرد از مغناطیسزدایی جلوگیری میکند.
- بالاترین دمای بحرانی (حدود ۸۰۰ تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد) پایداری در دماهای بسیار بالا را تضمین میکند.
- واپاشی برگشتپذیر در دمای زیر ۵۵۰ درجه سانتیگراد، آن را برای کاربردهای هوافضا، نظامی و صنعتی ایدهآل میکند.
۷.۳ توصیه نهایی
برای کاربردهایی که نیاز به عملکرد مغناطیسی پایدار در دمای 500 درجه سانتیگراد یا کمتر دارند، آلنیکو انتخاب برتر نسبت به آهنرباهای NdFeB، SmCo یا فریت است. پایداری حرارتی، برگشتپذیری و دمای کوری بالای آن، آن را در محیطهای با دمای بالا غیرقابل جایگزین میکند.
ReviewsNumber of comments: {{ page.total }}
I want to comment?
{{item.nickname ? (item.nickname.slice(0, 2) + '*****') : item.source === 1 ? 'mall buyer' : '--'}}
{{item.comment_time}}
Review in the {{item.country}}
Reviews
Merchant
{{replyItem.nickname ? (replyItem.nickname.slice(0, 2) + '*****') : replyItem.source === 1 ? 'mall buyer' : '--'}}
{{replyItem.parent_nickname ? (replyItem.parent_nickname.slice(0, 2) + '*****') : '--'}}
{{replyItem.is_merchant_reply === 1 ? replyItem.reply_time : replyItem.comment_time}}
Review in the {{replyItem.country}}
Reviews
No customer reviews
توصیه شده برای شما
اطلاعاتی وجود ندارد
با ما در تماس باشید
تماس: آیریس یانگ & جیانرونگ شان
تلفن: +86-18368402448
پست الکترونیکی:
iris@senzmagnet.com
آدرس: ساختمان تجارت خارجی، طبقه ششم، اتاق 610، پ. 336 Shengzhou Avenue، Shanhu Street، Shengzhou City، Shaoxing City، استان ژجیانگ، 312400
حق چاپ © 2025 Shengzhou Senz Magnet Co., Ltd. |
سايتي
|
سیاست حفظ حریم خصوصی