Quali sono i principali svantaggi dei magneti in alluminio-nichel-cobalto (AlNiCo)?

I principali svantaggi dei magneti in alluminio-nichel-cobalto (AlNiCo) sono i seguenti:

1. Bassa coercitività e suscettibilità alla smagnetizzazione

• Bassa coercività : i magneti in AlNiCo hanno una coercività molto bassa, in genere inferiore a 160 kA/m. La coercività è una misura della capacità di un magnete di resistere alla smagnetizzazione. Una bassa coercività significa che i magneti in AlNiCo si smagnetizzano facilmente se esposti a campi magnetici esterni o campi magnetici inversi. Ciò ne limita l'utilizzo in applicazioni in cui sono richiesti campi magnetici forti e stabili.
• Curva di smagnetizzazione non lineare : la curva di smagnetizzazione dei magneti in AlNiCo è non lineare, il che significa che la relazione tra l'intensità del campo magnetico e la magnetizzazione non è lineare. Questa non linearità può rendere difficile prevedere e controllare il comportamento magnetico dei magneti in AlNiCo nelle applicazioni pratiche.
• Vulnerabilità ai fattori esterni : a causa della loro bassa coercitività, i magneti AlNiCo sono particolarmente vulnerabili alla smagnetizzazione causata da fattori esterni come urti, vibrazioni e variazioni di temperatura. Questo li rende meno adatti all'uso in ambienti difficili o in applicazioni in cui lo stress meccanico è un problema.

2. Costi elevati e spese per le materie prime

• Materie prime costose : i magneti in AlNiCo sono composti da metalli rari come alluminio, nichel e cobalto, che sono relativamente costosi. L'elevato costo di queste materie prime contribuisce all'elevato costo complessivo di produzione dei magneti in AlNiCo.
• Confronto con altri magneti : rispetto ad altri materiali magnetici permanenti come i magneti in ferrite, i magneti in AlNiCo presentano costi di produzione più elevati. Questo può renderli meno competitivi in ​​applicazioni con un budget limitato.

3. Intensità limitata del campo magnetico

• Forza magnetica debole : sebbene i magneti AlNiCo abbiano una rimanenza relativamente elevata (fino a 1,35 T), la loro forza magnetica complessiva è relativamente debole rispetto ad altri materiali magnetici permanenti come i magneti al neodimio ferro boro (NdFeB). Ciò limita il loro utilizzo in applicazioni che richiedono una maggiore intensità di campo magnetico.
• Limitazioni applicative : a causa della loro limitata intensità del campo magnetico, i magneti AlNiCo non sono adatti all'uso in applicazioni in cui è richiesto un campo magnetico forte e concentrato, come nei motori ad alte prestazioni, nei generatori e nei separatori magnetici.

4. Scarse proprietà meccaniche e lavorabilità

• Bassa resistenza meccanica : i magneti AlNiCo hanno una bassa resistenza meccanica e sono fragili. Questo li rende soggetti a crepe o rotture sotto stress meccanico, limitandone l'utilizzo in applicazioni in cui è richiesta una buona resistenza meccanica.
• Scarsa lavorabilità : i magneti in AlNiCo non possono essere lavorati a freddo e devono essere lavorati mediante fusione o sinterizzazione. Questi metodi presentano limitazioni in termini di forme e dimensioni ottenibili e i magneti risultanti possono presentare superfici ruvide che richiedono lavorazioni meccaniche aggiuntive.
• Vincoli di progettazione : a causa delle loro scarse proprietà meccaniche e lavorabilità, i magneti AlNiCo non possono essere progettati come parti strutturali e vengono solitamente utilizzati in applicazioni in cui le loro proprietà magnetiche sono la considerazione primaria.

5. Peso massimo

• Densità più elevata : i magneti AlNiCo hanno una densità più elevata (circa 7,0-7,3 g/cm³) rispetto ad altri tipi di magneti. Ciò significa che sono più pesanti a parità di volume, il che può rappresentare uno svantaggio nelle applicazioni in cui il peso è un fattore critico, come nei componenti aerospaziali e automobilistici.
• Impatto sulle prestazioni : il peso elevato dei magneti AlNiCo può influire sulle prestazioni dei dispositivi in ​​cui vengono utilizzati, in particolare quelli che richiedono design leggeri e compatti.