Кои се механичките својства на AlNiCo магнетот?

1. Вовед во AlNiCo магнетите

AlNiCo магнетите, легура составена првенствено од алуминиум (Al), никел (Ni) и кобалт (Co), заедно со железо (Fe), бакар (Cu), а понекогаш и титаниум (Ti), се значаен дел од индустријата за перманентни магнети уште од нивното пронаоѓање во 1930-тите. Тие можат да се произведуваат преку два главни процеси: леење и синтерување, што резултира со леани AlNiCo и синтерувани AlNiCo магнети, соодветно, секој со различни механички карактеристики.

2. Физичка структура и нејзино влијание врз механичките својства

2.1 Лиени AlNiCo магнети

• Микроструктура : Лиените AlNiCo магнети имаат релативно грубо зрнеста микроструктура. За време на процесот на леење, стопената легура се стврднува и се јавува раст на зрната. Оваа грубо зрнеста структура им дава на магнетите одредени механички карактеристики.
• Механичко однесување : Големите зрна можат да доведат до покршлива природа. Кога се применува сила, пукнатините можат полесно да се шират по границите на зрната, што резултира со релативно ниска затегнувачка и компресивна цврстина во споредба со некои други магнетни материјали. Сепак, процесот на леење овозможува производство на магнети во широк спектар на облици и големини, што може да биде предност во одредени апликации каде што се потребни сложени геометрии. На пример, кај некои автомобилски сензори, уникатните облици на леани AlNiCo магнети можат прецизно да се прилагодат за да се вклопат во специфични простори во моторот или други компоненти.

2.2 Синтерувани AlNiCo магнети

• Микроструктура : Синтеруваните AlNiCo магнети се произведуваат со употреба на прашкаста металургија. Фините честички од прав од легурата AlNiCo се притискаат во посакуваната форма, а потоа се синтеруваат на високи температури. Ова резултира со поуниформна и фино зрнеста микроструктура.
• Механичко однесување : Финозрнестата структура на синтеруваните AlNiCo магнети генерално обезбедува подобри механички својства во однос на цврстината и цврстината во споредба со леаните магнети. Тие можат да издржат поголеми механички напрегања за време на ракувањето и работата. Синтеруваните AlNiCo магнети често се користат во апликации каде што е потребна поголема прецизност и подобар механички интегритет, како на пример кај некои врвни инструменти и мали електромеханички уреди.

3. Затегнувачка цврстина

3.1 Општи карактеристики

AlNiCo магнетите, генерално, имаат релативно ниска затегнувачка цврстина. Ова главно се должи на нивната кршливост. Атомската структура и присуството на повеќе метални елементи во легурата создаваат материјал кој не е многу еластичен. Кога се применува затегнувачка сила, врските меѓу атомите не се во можност значително да се растегнат и деформираат пред да се кинат.

3.2 Споредба помеѓу леани и синтерувани типови

• Леан AlNiCo : Затегнувачката цврстина на леаните AlNiCo магнети е обично во опсег што е релативно ниска во споредба со многу инженерски метали. На пример, во некои апликации, затегнувачката цврстина може да биде околу неколку десетици MPa. Големите зрна и потенцијалот за внатрешни дефекти за време на процесот на леење придонесуваат за оваа релативно ниска вредност.
• Синтеруван AlNiCo : Синтеруваните AlNiCo магнети обично имаат поголема затегнувачка цврстина од леаните. Ситнозрнестата структура и порамномерната распределба на компонентите на легурата за време на процесот на синтерување резултираат со материјал кој подобро може да ги издржи затегнувачките сили. Затегнувачката цврстина на синтеруваниот AlNiCo може да биде неколку пати поголема од онаа на леаните магнети во некои случаи, достигнувајќи до неколку стотици MPa во оптимизирани формулации.

4. Цврстина на притисок

4.1 Општи карактеристики

AlNiCo магнетите покажуваат релативно висока компресивна цврстина во споредба со нивната затегнувачка цврстина. Ова е затоа што под компресивно оптоварување, кршливоста на материјалот е помала неповолна положба. Атомите се приближуваат еден кон друг, а структурата може подобро да ја издржи применетата сила без да напукне толку лесно како под затегнување.

4.2 Разлики помеѓу леани и синтерувани сорти

• Лиен AlNiCo : Лиените AlNiCo магнети можат да имаат добра компресивна цврстина, често во опсег од неколку стотици MPa. Големата структура може да го распредели компресивното оптоварување на поголема површина, а цврстата природа на леаниот материјал му овозможува да се спротивстави на згмечување до одреден степен. На пример, во некои индустриски магнетни машини каде што магнетите се подложени на компресивни сили од други компоненти, леаните AlNiCo магнети можат да работат добро.
• Синтеруван AlNiCo : Синтеруваните AlNiCo магнети исто така имаат висока компресивна цврстина, а во некои случаи може да биде дури и поголема од онаа на леаните магнети. Финозрнестата структура може поефикасно да го распредели компресивниот стрес, спречувајќи формирање и ширење на пукнатини. Ова го прави синтеруваниот AlNiCo погоден за апликации каде што е потребна висока прецизност и висока цврстина под компресија, како на пример кај некои минијатурни електромеханички уреди.

5. Јачина на свиткување

5.1 Вкупни перформанси

Јачината на свиткување, која ја мери способноста на материјалот да се спротивстави на свиткување, е важно механичко својство за AlNiCo магнетите, особено во апликации каде што може да бидат подложени на сили на свиткување. AlNiCo магнетите генерално имаат умерена цврстина на свиткување. Нивната кршливост ја ограничува нивната способност пластично да се деформираат под свиткување, а пукнатините можат да се појават и прошират релативно лесно.

5.2 Лиено наспроти синтерувано

• Лиен AlNiCo : Јакоста на свиткување на лиените AlNiCo магнети е под влијание на нивната крупнозрнеста структура. Кога се свиткани, концентрацијата на стрес на границите на зрната може да доведе до рано формирање на пукнатини. Вредностите на јакоста на свиткување за лиените AlNiCo се обично пониски во споредба со синтеруваните магнети, често во опсег што може да ја ограничи нивната употреба во апликации што бараат висока отпорност на свиткување.
• Синтеруван AlNiCo : Синтеруваните AlNiCo магнети, со нивната фино зрнеста структура, имаат подобра цврстина на свиткување. Порамномерната распределба на компонентите на легурата овозможува порамномерна распределба на напрегањето за време на свиткувањето, намалувајќи ја веројатноста за појава на пукнатини. Ова го прави синтеруваниот AlNiCo посоодветен за апликации каде што може да се појави одреден степен на свиткување или свиткување, како на пример кај одредени типови сензори.

6. Тврдост

6.1 Општи карактеристики на тврдоста

AlNiCo магнетите се познати по нивната висока тврдост. Комбинацијата од повеќе метални елементи во легурата формира силна и цврста атомска структура. Тврдоста на AlNiCo магнетите обично се мери со помош на Викерсовиот тест за тврдост.

6.2 Споредба помеѓу леани и синтерувани типови

• Леан AlNiCo : Леаните AlNiCo магнети имаат високи вредности на тврдост, често во опсег од неколку стотици HV (Викерсова тврдост). Крупнозрнестата структура придонесува за оваа тврдост, бидејќи поединечните зрна се релативно тврди и тешки за вдлабнување. Сепак, присуството на потенцијални дефекти во процесот на леење може малку да влијае на целокупната униформност на тврдоста.
• Синтеруван AlNiCo : Синтеруваните AlNiCo магнети исто така покажуваат висока тврдост, а во некои случаи, може да биде малку повисока од онаа на леаните магнети. Финозрнестата структура обезбедува похомогена распределба на тврдоста низ целиот магнет. Униформноста на синтеруваниот материјал гарантира дека тврдоста е конзистентна низ различните региони на магнетот, што е корисно во апликации каде што се потребни прецизни и конзистентни механички својства.

7. Кршливост и цврстина

7.1 Кршливост

AlNiCo магнетите се по својата природа кршливи материјали. Оваа кршливост е резултат на нивната атомска структура и природата на метал-метал врските во легурата. Кога се применува сила, без разлика дали е затегнувачка, компресивна или свиткувачка, недостатокот на еластичност значи дека материјалот е поверојатно да се скрши отколку да се деформира пластично. Оваа кршливост е значаен фактор што треба да се земе предвид при дизајнирањето и употребата на AlNiCo магнети, бидејќи може да ја ограничи нивната примена во ситуации каде што се очекуваат силни ударни или високи деформациски сили.

7.2 Цврстина

Јачината, што е способност на материјалот да апсорбира енергија пред кршење, е релативно ниска за AlNiCo магнетите поради нивната кршливост. Сепак, синтеруваните AlNiCo магнети генерално имаат малку подобра цврстина во споредба со леаните магнети. Ситнозрнестата структура на синтеруваните магнети може подобро да ја дистрибуира енергијата на ударот или применетата сила, намалувајќи ја веројатноста за ненадејно кршење. Ова мало зголемување на цврстината го прави синтеруваниот AlNiCo посоодветен за некои апликации каде што е потребен одреден степен на отпорност на удар, иако тие сè уште не се толку цврсти како многу еластични материјали.

8. Влијание врз изборот на апликација

8.1 Примени на леан AlNiCo

Способноста за производство на леани AlNiCo магнети во сложени форми ги прави идеални за апликации каде што е потребна специфична геометрија. На пример, кај автомобилските сензори, уникатните форми на леани AlNiCo магнети можат прецизно да се дизајнираат за да се вклопат во моторот или другите компоненти. Нивната релативно добра компресивна цврстина им овозможува да се користат и во индустриски магнетни машини каде што можат да бидат подложени на компресивни сили од други делови. Сепак, нивната ниска затегнувачка и свиткувачка цврстина и високата кршливост ја ограничуваат нивната употреба во апликации каде што се присутни сили на висок напон или висок свиткување.

8.2 Примени на синтеруван AlNiCo

Синтеруваните AlNiCo магнети, со нивните подобри механички својства во однос на цврстината и цврстината, се посоодветни за апликации со висока прецизност и висок стрес. Тие се широко користени во инструменти, каде што се потребни високопрецизни магнетни полиња, а магнетите треба да издржат механички стресови за време на ракувањето и работата. Кај малите електромеханички уреди, како што се некои видови микромотори и сензори, финозрнестата структура и подобриот механички интегритет на синтеруваните AlNiCo магнети ги прават претпочитан избор.