Как размагнитить магниты? 5 основных причин!

Что такое размагничивание магнитов?

Размагничиванием называется процесс, при котором магнетизм магнитных материалов ослабевает или полностью исчезает.

Способность примагничиваться зависит от крошечных областей в составе сплава постоянного магнита, называемых магнитными доменами, которые действуют как крошечные магниты в общей структуре.

В процессе производства постоянных магнитов необходимо намагничивать магнитные материалы (такие как неодим-железо-бор, самарий-кобальт, альнико, феррит и т. д.). В процессе намагничивания первоначально хаотично расположенные магнитные домены под действием внешнего магнитного поля перестраиваются и выравниваются. Когда большинство этих магнитных доменов ориентированы в том же направлении, что и внешнее магнитное поле, материал приобретает постоянное магнитное поле.

С микроскопической точки зрения упорядоченное расположение магнитных доменов придает материалу магнетизм, а с более микроскопической точки зрения — результат совместного действия орбитального магнитного момента и спинового магнитного момента электронов. Размагничивание — это процесс, при котором расположение магнитных доменов нарушается и перестает быть полностью постоянным, что приводит к ослаблению или исчезновению магнитных свойств.

Итак, какие факторы могут вызвать размагничивание постоянных магнитов?

В результате исследований и практики было обнаружено, что при стандартных условиях работы постоянные магниты могут поддерживать стабильное магнитное поле. Однако материалы с постоянными магнитами могут размагничиваться при определенных условиях, включая воздействие высоких температур, столкновение с другими объектами, уменьшение объема, воздействие противоположных магнитных полей, а также воздействие коррозии и окисления.

Влияние высоких температур на ослабление магнитных свойств.

Высокая температура является основным фактором размагничивания постоянных магнитов. С повышением температуры атомная активность увеличивается, потенциально нарушая упорядоченное расположение магнитных доменов. У магнитов есть две критические температурные границы: рабочая температура и температура Кюри. Эти два параметра имеют решающее значение для оценки работоспособности и стабильности магнитов под воздействием тепла.

Рабочая температура — это самая высокая температура, которую магнит может постоянно выдерживать без временного или постоянного ухудшения качества. Температура Кюри — это температура, при которой магнит полностью теряет свой магнетизм. При достижении этой температуры структура магнита необратимо повреждается и его невозможно снова намагничивать. Когда температура магнита приближается к точке Кюри, степень размагничивания будет меняться. Эта разница зависит от конкретного материала и марки магнита и обычно описывается кривой размагничивания .

Итак, какова максимальная рабочая температура неодимовых магнитов? 

Стандартные неодимовые магниты имеют максимальную рабочую температуру 80°С, а специальные термостойкие неодимовые магниты имеют более высокую температурную устойчивость, которая отличается буквенным обозначением после класса силы намагничивания. 

Стандартные неодимовые магниты без буквенных обозначений имеют рабочую температуру 80°C, тогда как неодимовые магниты с буквой «M» (например, N35M) выдерживают 100°C, класс «H» — до 120 °C, а класс «SH» — до 150°C. °C °C, марка «UH» может достигать 180 °C, марка «EH» может достигать 200 °C, а марка «TH» может достигать 220 °C. Температура Кюри стандартных неодимовых магнитов составляет 310°C, а температура Кюри специальных марок неодимовых магнитов находится в пределах 340-350°C.

Вот что означают эти сокращения:

N: Normal, - нормальный, указывает на стандартный или нормальный уровень магнитных характеристик, подходит для большинства применений, но рабочая температура относительно низкая.

M: Medium, - средний, указывает на средний уровень магнитных характеристик, обычно сильнее, чем магниты уровня N, но может иметь более низкую рабочую температуру.

H: High, - высокий, указывает на высокий уровень магнитных характеристик, подходит для применений, требующих более сильных магнитных полей.

SH: Super High, - повышенный уровень магнитных характеристик, подходит для специальных применений.

UH: Ultra High, - сверхвысокий, указывает на сверхвысокий уровень магнитных характеристик, обычно для работы с более высокой рабочей температуре.

EH: Extreme High, - указывает на чрезвычайно высокий уровень магнитных характеристик, подходит для применений, требующих сильных магнитных полей и более высоких рабочих температур.

TH: Термическая стабильность, указывающая уровень термической стабильности, подходящий для высокотемпературных сред.

Для самариево-кобальтовых магнитов предел рабочей температуры составляет 350°C. Рабочая температура ферритовых магнитов достигает 250°C, а рабочая температура алнико-магнитов достигает 650°C. Ферритовые магниты имеют температуру Кюри 450°C, а магниты Alnico имеют температуру Кюри 700–850°C.

Если магнит нагревается выше максимальной рабочей температуры, это может привести к временной или постоянной потере магнетизма, в зависимости от степени превышения рабочей температуры или температуры Кюри. Если температура немного превышает максимальную рабочую температуру, магнит потеряет часть своей напряженности магнитного поля при высоких температурах, и эту потерю можно восстановить после охлаждения. Неодимовые магниты теряют примерно 0,11% своей силы на каждый 1°C выше рабочего порога, и эта потеря не зависит от времени воздействия и количества циклов нагрева и охлаждения.

Однако имейте в виду, что частые и быстрые изменения температуры могут привести к растрескиванию магнита. Если температура значительно превысит максимальную рабочую температуру, магнетизм магнита окончательно ослабнет и восстановится лишь частично даже после охлаждения. Если температура Кюри не достигнута, магнетизм можно восстановить перемагничиванием сильным магнитным полем. Если температура Кюри будет превышена, структура магнита будет необратимо изменена, и магнитные потери не смогут быть восстановлены. Форма, размер и направление намагничивания магнита оказывают существенное влияние на его термостойкость, и повреждение может произойти, даже если часть магнита превысит рабочую температуру или порог температуры Кюри.

В зависимости от причины и продолжительности размагничивания намагниченность можно восстановить посредством процесса намагничивания. Использование соленоида — это метод восстановления магнитного поля постоянного магнита. Когда через соленоид пропускают электрический ток, результирующего магнитного поля может быть достаточно для восстановления магнитных свойств магнита.

Влияние низкой температуры 

Низкая температура окружающей среды также может вызвать размагничивание.

Различные магнитные материалы ведут себя по-разному при низких температурах. Например, ферритовые магниты более чувствительны к низким температурам, а неодимовые магниты проявляют иные свойства.

При -125°С магнетизм неодимовых магнитов возрастает, но при дальнейшем понижении температуры его магнетизм постепенно ослабевает. При понижении температуры до -196°С, например, если магнит погрузить в жидкий азот, сохраняется лишь около 85-90% силы его намагничивания. Однако, как только температура поднимется выше 125°C, магнетизм неодимовых магнитов может быть полностью восстановлен до исходного состояния.

Напротив, ферритовые магниты могут страдать от необратимой потери намагниченности в криогенных средах ниже -40°C.

Кроме того, некоторые нестандартные магнитные изделия более чувствительны к низким температурам, например магнитная лента, которая может быть повреждена при температуре до -20°C.

Эффекты воздействия и уменьшения объема 

Могут ли магниты быть повреждены или потерять свою магнетичность из-за ударов, падений или сильных ударов? Магнетизм более слабых постоянных или непостоянных магнитов может ослабнуть после сильных вибраций.

Однако современные постоянные магниты, как правило, устойчивы к этому эффекту; падения или удары обычно не уменьшают их магнетизм, пока они не треснут. Чем сильнее магнит, тем выше его коэрцитивность, то есть способность противостоять магнитным потерям.

Однако следует отметить, что постоянные магниты часто бывают хрупкими, если часть магнита откололась или треснула, магнетизм неизбежно уменьшится.

Удар также является фактором размагничивания постоянных магнитов. Например, неоднократное ударение молотком по магниту может нарушить его атомную структуру и повлиять на выравнивание северного и южного полюсов внутри магнита, вызывая размагничивание.

Эффекты конфликта магнитных полей 

Теряют ли более слабые магниты свой магнетизм из-за близости или контакта с более сильными магнитами? Длительное воздействие сильных магнитных полей действительно может привести к ослаблению полей более слабых магнитов.

Коэрцитивная сила магнита является мерой его способности сохранять свою магнитную структуру и ориентацию. Например, неодимовые магниты обычно имеют более высокую коэрцитивную силу, чем ферритовые и алнико-магниты. Поэтому следует избегать размещения сильных магнитов разной полярности рядом друг с другом. Правильный подход — складывать их в одном направлении.

Постоянный ток можно использовать для намагничивания ферромагнитных материалов, но переменный ток разрушит внутреннюю структуру магнита из-за изменения его частоты. Если переменный ток достаточно силен, чтобы преодолеть коэрцитивную силу магнита, он может постепенно ослаблять магнит, пока магнитное поле не исчезнет полностью. Именно так работают коммерческие устройства для размагничивания, которые часто используются для размагничивания инструментов, кредитных карт и жестких дисков.

Кроме того, разные магниты имеют разную проводимость, и тепло, выделяющееся при прохождении через них тока, может привести к повреждению магнитов. Например, неодимовые магниты (содержащие более 60% железа) хорошо проводят электричество, а ферритовые магниты являются плохими проводниками. Сварка на магните или рядом с ним может привести к ослаблению магнита, возможно, из-за тепла или тока, образующихся в процессе сварки.

Последствия ржавчины 

Большинство магнитов содержат железо, а неодимовые магниты содержат более 60% железа. При воздействии влажной среды и воды они легко ржавеют и окисляются. Так как все эти факторы изменяют химическую структуру магнитного материала, что приводит к потере прочности. Поэтому неодимовые магниты обычно требуют антикоррозионного покрытия для защиты.

Например, для магнитной пружины, используемой для гравитационного баланса , материал магнитного стержня — N48M, обработка поверхности — NiCuNi7/4/7, она полностью намагничена, а направление намагничивания перпендикулярно оси и вдоль направления радиуса. Втулка представляет собой железный цилиндр (DT4E) и никелирована химическим способом .

Ферритовые магниты примерно на 90% состоят из оксида железа, поэтому они не подвергаются коррозии даже при погружении в воду. Кроме того, коррозия или окисление, вызванные чрезмерной влажностью, также влияют на физические свойства магнита, тем самым влияя на его магнетизм.

Правильный способ хранения магнитов 

Как правильно хранить магниты, чтобы они не размагничивались? 

Во-первых, для защиты напряженности поля и производительности магниты следует хранить в сухом и безопасном месте . Ферритовые магниты следует избегать хранения при температуре ниже -40°C, а стандартные неодимовые магниты следует хранить не выше 80°C. 

Кроме того, не подвергайте магнит воздействию сильных токов, магнитных полей или сильных вибраций. Если вам нужно хранить несколько магнитов вместе, рекомендуется складывать их вместе, но соблюдайте определенное расстояние между сильными магнитами. Поскольку постоянные магниты относительно хрупкие, сильные удары могут привести к растрескиванию их конструкции, что повлияет на производительность. 

Компания Магнетс™,  являющаяся основным производителем постоянных магнитов на территории СНГ, уже более 20 лет занимается производством магнитов и постоянно расширяет производство, внедряя инновационный подход и автоматизацию процессов производства! 

Магниты компании различной формы, такие как магниты в форме плитки, магниты в форме дуги, квадратные и магниты специальной формы, обладают характеристиками высокой термостойкости, высокой магнитной энергии и сильного магнетизма. Они широко используются в двигателях и автомобилях. Связь 5G , бытовая техника, оборудование промышленной автоматизации, медицине и других областях.

Приглашаем к сотрудничеству производителей использующих магниты в свойм производстве!