معایب اصلی آهنربای آلومینیوم-نیکل-کبالت (AlNiCo) چیست؟

معایب اصلی آهنرباهای آلومینیوم-نیکل-کبالت (AlNiCo) به شرح زیر است:

۱. وادارندگی کم و حساسیت به مغناطیس‌زدایی

• وادارندگی پایین : آهنرباهای AlNiCo وادارندگی بسیار کمی دارند، معمولاً کمتر از 160 کیلوآمپر بر متر. وادارندگی معیاری از توانایی آهنربا در مقاومت در برابر مغناطیس‌زدایی است. وادارندگی پایین به این معنی است که آهنرباهای AlNiCo هنگام قرار گرفتن در معرض میدان‌های مغناطیسی خارجی یا میدان‌های مغناطیسی معکوس، به راحتی مغناطیس‌زدایی می‌شوند. این امر استفاده از آنها را در کاربردهایی که میدان‌های مغناطیسی قوی و پایدار مورد نیاز است، محدود می‌کند.
• منحنی غیرخطی مغناطیس‌زدایی : منحنی مغناطیس‌زدایی آهنرباهای AlNiCo غیرخطی است، به این معنی که رابطه بین قدرت میدان مغناطیسی و مغناطش سرراست نیست. این غیرخطی بودن می‌تواند پیش‌بینی و کنترل رفتار مغناطیسی آهنرباهای AlNiCo را در کاربردهای عملی دشوار کند.
• آسیب‌پذیری در برابر عوامل خارجی : به دلیل پایین بودن نیروی وادارندگی، آهنرباهای AlNiCo به ویژه در برابر مغناطیس‌زدایی ناشی از عوامل خارجی مانند شوک، لرزش و نوسانات دما آسیب‌پذیر هستند. این امر باعث می‌شود که آنها برای استفاده در محیط‌های خشن یا کاربردهایی که تنش مکانیکی نگران‌کننده است، کمتر مناسب باشند.

۲. هزینه بالا و هزینه‌های مواد اولیه

• مواد اولیه گران قیمت : آهنرباهای AlNiCo از فلزات کمیابی مانند آلومینیوم، نیکل و کبالت تشکیل شده‌اند که نسبتاً گران هستند. هزینه بالای این مواد اولیه در هزینه کلی بالای تولید آهنرباهای AlNiCo نقش دارد.
• مقایسه با سایر آهنرباها : در مقایسه با سایر مواد آهنربای دائمی مانند آهنرباهای فریت، آهنرباهای AlNiCo هزینه‌های تولید بالاتری دارند. این امر می‌تواند آنها را در کاربردهای حساس به قیمت، کمتر رقابتی کند.

۳. قدرت میدان مغناطیسی محدود

• نیروی مغناطیسی ضعیف : اگرچه آهنرباهای AlNiCo پسماند مغناطیسی نسبتاً بالایی دارند (تا 1.35 T)، اما نیروی مغناطیسی کلی آنها در مقایسه با سایر مواد مغناطیسی دائمی مانند آهنرباهای نئودیمیوم آهن بور (NdFeB) نسبتاً ضعیف است. این امر استفاده از آنها را در کاربردهایی که به قدرت میدان مغناطیسی بالاتری نیاز دارند، محدود می‌کند.
• محدودیت‌های کاربرد : به دلیل قدرت میدان مغناطیسی محدود، آهنرباهای AlNiCo برای استفاده در کاربردهایی که به میدان مغناطیسی قوی و متمرکز نیاز است، مانند موتورها، ژنراتورها و جداکننده‌های مغناطیسی با کارایی بالا، مناسب نیستند.

۴. خواص مکانیکی و کارایی ضعیف

• استحکام مکانیکی پایین : آهنرباهای AlNiCo استحکام مکانیکی پایینی دارند و شکننده هستند. این امر باعث می‌شود که آنها تحت فشار مکانیکی مستعد ترک خوردن یا شکستن باشند و استفاده از آنها را در کاربردهایی که دوام مکانیکی مورد نیاز است، محدود می‌کند.
• کارایی ضعیف : آهنرباهای AlNiCo را نمی‌توان به صورت سرد کار کرد و باید با استفاده از روش‌های ریخته‌گری یا تف‌جوشی فرآوری شوند. این روش‌ها از نظر شکل و اندازه‌هایی که می‌توانند تولید شوند، محدودیت‌هایی دارند و آهنرباهای حاصل ممکن است سطوح ناهمواری داشته باشند که نیاز به ماشینکاری اضافی دارند.
• محدودیت‌های طراحی : به دلیل خواص مکانیکی و کارایی ضعیف، آهنرباهای AlNiCo را نمی‌توان به عنوان قطعات ساختاری طراحی کرد و معمولاً در کاربردهایی استفاده می‌شوند که خواص مغناطیسی آنها در درجه اول اهمیت قرار دارد.

۵. وزن سنگین

• چگالی بالاتر : آهنرباهای AlNiCo در مقایسه با برخی دیگر از انواع آهنرباها چگالی بالاتری (حدود 7.0-7.3 گرم بر سانتی‌متر مکعب) دارند. این بدان معناست که آنها برای یک حجم مشخص سنگین‌تر هستند، که می‌تواند در کاربردهایی که وزن یک عامل حیاتی است، مانند قطعات هوافضا و خودرو، یک عیب محسوب شود.
• تأثیر بر عملکرد : وزن سنگین آهنرباهای AlNiCo می‌تواند بر عملکرد دستگاه‌هایی که در آنها استفاده می‌شوند، به ویژه دستگاه‌هایی که به طراحی سبک و جمع و جور نیاز دارند، تأثیر بگذارد.