Номенклатура на сорти на магнети Alnico и разлики во составот на јадрото

Алнико (алуминиум-никел-кобалт) магнетите се класа на перманентни магнети развиени на почетокот на 20 век, познати по нивната одлична температурна стабилност, отпорност на корозија и висока густина на магнетен флукс на покачени температури. Тие се составени првенствено од железо (Fe), алуминиум (Al), никел (Ni) и кобалт (Co), со мали додатоци на бакар (Cu), титаниум (Ti) или ниобиум (Nb) за да се усоврши нивната микроструктура и да се подобрат магнетните својства.

Алнико магнетите се класифицираат во различни степени врз основа на нивниот состав и магнетни перформанси, со вообичаени ознаки како што се Алнико 2, Алнико 5, Алнико 8 и Алнико 9. Дополнително, некои специјализирани степени како што се магнетите од типот 2:17 SmCo (самариум-кобалт) понекогаш се споменуваат во ист контекст поради нивната содржина на кобалт, иако припаѓаат на различно семејство на ретки земни магнети. Овој труд се фокусира на степените Алнико и нивната номенклатура, додека накратко ги разликува од другите магнети што содржат кобалт.

2. Номенклатура на сорти на Алнико: Основа и стандарди

2.1 MMPA Стандардна номенклатура

Најшироко признатата конвенција за именување на Alnico магнетите е стандардот MMPA (Здружение на производители на магнетни материјали) , кој доделува нумерички оценки (на пр., Alnico 2, Alnico 5, Alnico 8) врз основа на нивните магнетни својства и состав. Овие оценки се стандардизирани за да им помогнат на корисниците да го изберат соодветниот магнет за специфични апликации.

2.2 Кинеска номенклатура

Во Кина, оценките на Alnico често се означуваат со комбинација од кинески пинјин букви и броеви . На пример:

• LNG илиLNGT Префиксите означуваат леење Alnico (каде што „LNGT“ вклучува титаниум).
• Префиксите F означуваат синтерувано Alnico.
• Броевите што следат по префиксот ја претставуваат минималната вредност на максималниот енергетски производ (BH)max во kJ/m³.
• Суфиксот „J“ може да означува легура со висока коерцивност.

2.3 Други конвенции за именување

Некои производители користат сопственички имиња како што се Columax, Alcomax, Hycomax или Ticonal , иако овие се помалку вообичаени во современата техничка литература. Нумеричките MMPA степени остануваат најопшто разбрани.

3. Основни разлики во составот меѓу сортите Alnico

Примарната разлика помеѓу видовите Alnico лежи во нивната содржина на кобалт (Co) , што директно влијае на нивните магнетни својства. Други елементи како никел (Ni), алуминиум (Al), бакар (Cu) и титаниум (Ti) исто така играат клучна улога во одредувањето на перформансите. Подолу е даден детален преглед на клучните видови Alnico и нивните состави:

3.1 Алнико 2

• Состав : Приближно 5% Al, 15% Ni, 20% Co, 55% Fe, 1% Cu .
• Магнетни својства:
  • Преостаната вредност (Br) : Умерена (околу 0,7–0,9 T).
  • Коерцивност (Hc) : Ниска (околу 40–50 kA/m).
  • Максимален енергетски производ (BHmax) : Низок (околу 5–10 kJ/m³).
• Карактеристики:
  • Изотропни (ненасочни магнетни својства).
  • Погодно за апликации со ниско поле каде што цената и леснотијата на магнетизација се приоритети.
  • Често се користи во сензори, релеи и мотори со мала моќност.

3.2 Алнико 5

• Состав : Приближно 8% Al, 15% Ni, 24% Co, 35% Fe, 4% Cu, 1% Ti .
• Магнетни својства:
  • Преостаната вредност (Br) : Висока (околу 1,0–1,3 T).
  • Коерцивност (Hc) : Умерена (околу 48–160 kA/m).
  • Максимален енергетски производ (BHmax) : Умерен до висок (околу 25–40 kJ/m³).
• Карактеристики:
  • Анизотропни (насочни магнетни својства постигнати преку термичка обработка во магнетно поле).
  • Балансирани перформанси со добра стабилност на температурата.
  • Широко се користи во електрични мотори, генератори, звучници и магнетни сепаратори.

3.3 Алнико 8

• Состав : Приближно 8% Al, 24% Ni, 14% Co, 46% Fe, 2% Ti .
• Магнетни својства:
  • Преостаната вредност (Br) : Многу висока (околу 1,1–1,4 T).
  • Коерцивност (Hc) : Висока (околу 160–240 kA/m).
  • Максимален енергетски производ (BHmax) : Висок (околу 35–50 kJ/m³).
• Карактеристики:
  • Анизотропен со супериорни магнетни перформанси во споредба со Alnico 5.
  • Одлична температурна стабилност и отпорност на корозија.
  • Се користи во високо-перформансни мотори, сензори и аудио опрема каде што е потребен максимален магнетен излез.

3.4 Алнико 9

• Состав : Сличен на Alnico 8, но со малку прилагодени пропорции (на пр., поголема содржина на Co или Ti).
• Магнетни својства:
  • Преостаната густина (Br) : Споредлива со Alnico 8.
  • Коерцивитет (Hc) : Повисок од Alnico 8.
  • Максимален енергетски производ (BHmax) : Меѓу највисоките во семејството Alnico.
• Карактеристики:
  • Поретко од Alnico 5 и 8, но се користи во специјализирани апликации што бараат екстремни магнетни перформанси.

3.5 Клучни трендови во композицијата и изведбата

• Содржина на кобалт : Повисоката содржина на Co генерално ја зголемува реманентноста (Br) и максималниот енергетски производ (BHmax), но може малку да ја намали коерцивноста (Hc) освен ако не е избалансирана со други елементи како Ti.
• Содржина на никел : Повисокиот Ni ја подобрува коерцивноста и температурната стабилност, но може да ја намали реманентноста ако не е избалансиран со Co.
• Алуминиум и бакар : Овие елементи помагаат во формирањето на посакуваната микроструктура (на пр., издолжени талози од NiAl за анизотропија на обликот) и ги подобруваат магнетните својства.
• Титан : Додаден во некои класи (на пр., Alnico 8) за да се усоврши структурата на зрната и да се подобри коерцивноста.

4. Споредба со други магнети што содржат кобалт: SmCo од тип 2:17

Иако не е од класата Alnico, магнетот самариум-кобалт (SmCo) од типот 2:17 вреди да се спомене поради неговата содржина на кобалт и високите перформанси. За разлика од Alnico, SmCo припаѓа на семејството на ретки земни магнети и нуди супериорни магнетни својства по цена на повисоки трошоци за материјал и производство.

4.1 Состав

• SmCo од тип 2:17 : Содржи приближно 23–28% Co , заедно со Sm (самариум), Fe (железо), Cu (бакар) и Zr (циркониум).
• Магнетни својства:
  • Преостаната густина (Br) : До 1,1–1,2 T.
  • Коерцивност (Hc) : Исклучително висока (до 2000–2500 kA/m).
  • Максимален енергетски производ (BHmax) : Многу висок (до 250–300 kJ/m³).
• Карактеристики:
  • Исклучителна температурна стабилност (може да работи до 350–400°C).
  • Високо отпорен на корозија и демагнетизација.
  • Се користи во воздухопловна, воена и висококвалитетна индустрија каде што перформансите ги надминуваат трошоците.

4.2 Клучни разлики од Alnico

• Семејство на материјали : Alnico е магнет од метална легура, додека SmCo е магнет од ретки земни елементи.
• Магнетни перформанси : SmCo значително го надминува Alnico во однос на коерцитивноста и енергетскиот производ, но е поскап.
• Температурна стабилност : И двете нудат одлична стабилност, но SmCo има повисока горна температурна граница.
• Примени : Alnico е претпочитан за апликации чувствителни на трошоци и високи температури, додека SmCo се користи таму каде што максималните перформанси се критични.

5. Економичност и избор базиран на апликација

Изборот на Alnico одделение зависи од балансирањето на магнетните перформанси, температурната стабилност, отпорноста на корозија и цената . Повисоката содржина на кобалт генерално ги подобрува перформансите, но ги зголемува трошоците за материјали и обработка. „Супер точка“ за економичност варира во зависност од примената:

5.1 Апликации со ниска цена и ниски перформанси

• Alnico 2 : Погоден за сензори, релеи и мотори со мала моќност каде што е доволен умерен магнетен излез.

5.2 Апликации за балансирани перформанси

• Alnico 5 : Најшироко користената класа, која нуди добар баланс помеѓу цената и перформансите за електрични мотори, генератори и звучници.

5.3 Апликации со високи перформанси

• Alnico 8 : Се користи во високо-перформансни мотори, сензори и аудио опрема каде што е потребен максимален магнетен излез, а цената не е толку важна.

5.4 Специјализирани апликации

• Alnico 9 или SmCo : Резервирано за нишни апликации што бараат екстремни перформанси или стабилност на температурата надвор од можностите на Alnico.

6. Заклучок

Алнико магнетите се класифицираат во степени (на пр., Алнико 2, 5, 8, 9) врз основа на нивниот состав и магнетни својства, при што содржината на кобалт е примарен диференцијатор. Повисоките степени на кобалт (на пр., Алнико 8) нудат супериорни магнетни перформанси, но по повисока цена, додека пониските степени на кобалт (на пр., Алнико 2) обезбедуваат исплатливо решение за помалку тешки апликации. Стандардната номенклатура на MMPA и кинеските системи базирани на пинин им помагаат на корисниците да го идентификуваат и изберат соодветниот степен за нивните потреби.

Иако магнетите Alnico остануваат вредни поради нивната температурна стабилност и отпорност на корозија, тие се соочуваат со конкуренција од ретки земни магнети како SmCo во високо-перформансни апликации. Сепак, уникатните предности на Alnico ја обезбедуваат неговата континуирана релевантност во индустриите како што се автомобилската, воздухопловната и потрошувачката електроника. Клучот за оптимизирање на економичноста лежи во усогласувањето на видот на магнетот со специфичните барања на апликацијата, обезбедувајќи најдобар баланс помеѓу перформансите и трошоците.