A
Anizotropowe magnesy
expand_moreAnizotropowe magnesy są to magnesy, których własności magnetyczne są najwyższe w wyróżnionym kierunku. Mikrostrukturę tych magnesów cechuje wyraźne uporządkowanie osi łatwego namagnesowania poszczególnych ziaren (mikrokryształów). Uporządkowanie to uzyskuje się w trakcie produkcji magnesów, poprzez zastosowanie odpowiednich zabiegów technologicznych, na przykład prasowania w polu magnetycznym. Dzięki temu magnesy anizotropowe osiągają znacznie wyższe wartości podstawowych parametrów magnetycznych niż magnesy izotropowe, wykonane z materiału o tym samym składzie. Ze względu na bardziej skomplikowany proces wytwarzania, magnesy anizotropowe są droższe od izotropowych i mogą być efektywnie magnesowane tylko w jednym, wyróżnionym w trakcie produkcji kierunku.
B
B
expand_moreB patrz: indukcja magnetyczna
BHmax
expand_more(BH)max patrz: maksymalna gęstość energii
Bieguny magnesu
expand_moreZe szkoły każdy wie, że magnes ma dwa bieguny: biegun północny i biegun południowy. Naukowcy składają się raczej do stwierdzenia, że należy posługiwać się oznaczeniami N i S a nie określeniami „północny” i „południowy”. Te określenia pozostawiają dla ziemskich biegunów geograficznych. Warto wiedzieć, że bieguny magnetyczne i geograficzne ziemi nazywa się inaczej. Po prostu odwrotnie. Jeżeli kulę ziemską potraktować jak magnes wytwarzający pole magnetyczne – zwane ziemskim polem magnetycznym, to ziemski biegun magnetyczny sąsiadujący z geograficznym biegunem północnym jest fizycznie biegunem S.
Br
expand_moreBr patrz: remanencja
C
Curie temperatura
expand_moreCurie temperatura patrz: Temperatura Curie
D
Domeny magnetyczne
expand_moreDomeny magnetyczne są to obszary w mikrostrukturze materiału ferromagnetycznego, posiadające jednakowo ukierunkowane momenty magnetyczne poszczególnych atomów.
F
Ferromagnetyk
expand_moreFerromagnetyk jest to ciało, w którym momenty magnetyczne atomów ustawiają się w pewnych obszarach w sposób uporządkowany. Obszary te nazywa się domenami magnetycznymi. Ferromagnetyk wykazuje własności magnetyczne, czyli przyciąga inny ferromagnetyk lub jest przyciągany. Tak więc ferromagnetykiem jest zarówno sam magnes jak i blacha żelazna, którą przyciąga magnes.
G
Gęstość energii
expand_moreGęstość energii magnetycznej patrz: iloczyn B·H
H
Histereza magnetyczna
expand_moreHistereza magnetyczna patrz: pętla histerezy magnetycznej
I
Iloczyn BH
expand_moreIloczyn B·H (gęstość energii magnetycznej) jest iloczynem indukcji magnetycznej B i natężeniem pola magnetycznego odmagnesowującego -H w danym punkcie krzywej odmagnesowania magnesu. Iloczyn ten ma wymiar gęstości energii [J/m3] w układzie SI oraz [Gs·Oe] w układzie CGSM, a jego wartość decyduje o energii zewnętrznego pola magnetycznego, jakie może wytworzyć jednostka objętości magnesu w danym stanie odmagnesowania.
Indukcja magnetyczna B
expand_moreIndukcja magnetyczna B (gęstość strumienia magnetycznego) jest to wielkość wektorowa opisująca pole magnetyczne. Związana jest z natężeniem pola magnetycznego H i polaryzacją magnetyczną J zależnościami:
- B=m0(H+J) [T - Tesla] w układzie SI;
- B = H + 4PJ [Gs - Gauss] w układzie CGSM.
Indukcja magnetyczna Bs
expand_moreIndukcja magnetyczna Bs jest wartością indukcji magnetycznej B wytworzonej w materiale magnesu pod wpływem zewnętrznego pola magnesującego o wartości pola nasycenia Hs.
Indukcja remanencji Br
expand_moreIndukcja remanencji Br patrz: remanencja
Izotropowe magnesy
expand_moreIzotropowe magnesy są to magnesy, których właściwości magnetyczne mierzone w różnych kierunkach są jednakowe. Magnesy takie osiągają niższe wartości podstawowych parametrów magnetycznych od magnesów anizotropowych, ale są tańsze i mogą być z takim samym skutkiem magnesowane w dowolnym kierunku.
J
J
expand_moreJ patrz: polaryzacja magnetyczna
Js
expand_moreJs patrz: namagnesowanie nasycenia
K
Koercja
expand_moreKoercja (siła koercji, pole koercji, natężenie powściągające) jest wskaźnikiem przeciwdziałania, odporności materiału na rozmagnesowanie (patrz: mechanizmy koercji).
Koercja bHc
expand_moreKoercja bHc (pole koercji bHc, natężenie pola koercji bHc) jest to wartość zewnętrznego, odmagnesowującego pola -H, przy którym indukcja magnetyczna B materiału magnetycznego, namagnesowanego wcześniej do nasycenia (Bs), osiąga wartość B=0.
Koercja jHc
expand_moreKrzywa odmagnesowania
expand_moreKrzywa odmagnesowania to druga albo czwarta ćwiartka histerezy magnetycznej, zarówno B(H), jak i J(H).
Przykładowe krzywe odmagnesowania indukcji indukcji magnetycznej B, polaryzacji J i odpowiadające im wartości koercji bHc i jHc oraz remanencji Br i Jr
Na krzywych odmagnesowania znajdują się zwykle punkty pracy magnesów i dlatego najważniejsze z punktu widzenia użytkownika parametry magnesów (Br, bHc, jHc, BHmax) zdefiniowano jako punkty tych krzywych.
Kształty magnesów
expand_moreże podając wynik pomiaru należy określić odległość w jakiej znajdował się hallotron od magnesu, zazwyczaj będzie to około 0,5 do 1 mm.


- sinus kąta między wektorami prądu i indukcji magnetycznej.

L
Linie sił pola magnetycznego
expand_moreLinie sił pola magnetycznego (linie indukcji magnetycznej, linie sił magnetycznych) są to zamknięte linie przedstawiające kierunek pola magnetycznego.
Dla magnesów trwałych przyjmuje się, że linie sił pola wychodzą z bieguna "N" (tak zwanego "północnego"), a wchodzą do bieguna "S" ("południowego") magnesu.
M
Magnes
expand_more|
a) |
b) |

.png)
Magnes neodymowy
expand_moreMagnes neodymowy
to popularna nazwa magnesu trwałego wytwarzanego z wykorzystaniem ferromagnetycznego proszku na bazie związku Nd2Fe14B. Termin "magnes neodymowy" przeważnie używany jest w odniesieniu do magnesów spiekanych (otrzymywanych metodami metalurgii proszków). Istnieją także "magnesy neodymowe wiązane", w których magnetyczny proszek Nd2Fe14B spajany jest tworzywem sztucznym. Zazwyczaj magnes neodymowy wiązany posiada strukturę izotropową.Magnes trwały
expand_moreMagnesy izotropowe i anizotropowe
expand_more| Magnesy | Izotropowe | Anizotropowe |
|---|---|---|
| Ferrytowe (ceramiczne) | ![]() |
![]() |
| AlNiCo | ![]() |
![]() |
| Samarowo-kobaltowe | ![]() |
![]() |
| Spiekane NdFeB | ![]() |
![]() |
| Wiązane NdFeB | ![]() |
![]() |
Maksymalna gęstość energii
expand_moreMaksymalna gęstość energii (BH)max jest maksymalną wartością iloczynu BH na krzywej odmagnesowania magnesu. Parametr ten jest wykorzystywany do określenia, jak „mocne” magnesy mogą być wytworzone z danego materiału.
.png)
Maksymalna temperatura pracy
expand_moreMateriał magnetycznie twardy i magnetycznie miękki
expand_moreMagnes jest wykonany z materiału twardego magnetycznie a blacha z materiału miękkiego magnetycznie. Żelazna blacha w momencie, w którym znajdzie się w polu magnetycznym sama staje się magnesem i może być to pole z magnesów stałych lub pole elektromagnesu. Po odjęciu pola od blachy okazuje się, że blacha już nie przyciąga innych żelaznych elementów, rozmagnesowała się. Oczywiście zawsze pozostaje bardzo minimalne namagnesowanie. Jest to tak zwane namagnesowanie resztkowe. Żelazna blacha właśnie dlatego, że po odjęciu pola magnetycznego rozmagnesowuje się jest materiałem miękkim magnetycznie. Istotne parametry dla materiału miękkiego magnetycznie to w tym przypadku przenikalność magnetyczna i indukcja nasycenia. Natomiast magnes stały po odjęciu pola magnetycznego zachowuje swoje namagnesowanie. Każdy magnes na koniec procesu produkcyjnego jest magnesowany. Pole magnetyczne potrzebne do namagnesowania magnesu jest różne w zależności od własności materiału użytego do wytworzenia magnesu, ale zawsze są to pola wytwarzane przez elektromagnes w tym przypadku nazywany magneśnicą. Magnesowanie odbywa się w magneśnicach jarzmowych, w których pole narasta w czasie jednostajnie (przy stosunkowo małych polach) lub impulsowo (zazwyczaj kiedy pole wymagane do namagnesowania jest ogromne). Gdybyśmy włożyli żelazną blachę w magneśnicę i po magnesowaniu wyjęli, natychmiast straci ona swoje własności magnetyczne, które miała w polu magnetycznym. Kształtka magnesu, którą wyjmiemy z magneśnicy zachowa swoje własności magnetyczne i dlatego jest to materiał twardy magnetycznie. Poniższy rysunek ilustruje kształty pętli histerezy magnetycznej dla materiałów twardego i miękkiego magnetycznie.
.png)
Mechanizmy koercji
expand_moreMoment magnetyczny
expand_moreN
Namagnesowanie nasycenia
expand_moreNasycenie magnetyczne
expand_moreNasycenie magnetyczne jest to najwyższy stan namagnesowania materiału magnetycznego, uzyskiwany pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego nasycenia Hs. W tym stanie namagnesowania indukcja magnetyczna i polaryzacja magnetyczna osiągają wartości nasycenia, odpowiednio, Bs i Js.
Natężenie pola magnetycznego H
expand_moreNatężenie pola magnetycznego (pole magnetyczne) H jest to wielkość wektorowa opisująca pole magnetyczne. Związane jest z indukcją magnetyczną B i polaryzacją J następującą zależnością: H=B/m0 - J [A/m] (w układzie SI).
Nd2Fe14B
expand_moreNd2Fe14B jest to związek międzymetaliczny o szerokiej pętli histerezy magnetycznej, będący podstawowym elementem struktury magnesów neodymowych.

Faza ta została opisana w 1983 roku przez japońskiego badacza Masato Sagawę.
O
Obwód magnetyczny
expand_more
i nabiegunników wykonanych z materiału miękkiego magnetycznie (kolor niebieski).

Oś łatwego namagnesowania
expand_moreP
Paramagnetyk
expand_moreParamagnetyk (materiał paramagnetyczny) jest to materiał, w którym bez zewnętrznego pola magnetycznego nie występuje uporządkowanie momentów magnetycznych poszczególnych atomów (momenty magnetyczne zorientowane są przypadkowo i nie tworzą samoistnie struktury domenowej).
Pętla histerezy magnetycznej
expand_morePętle histerezy różnych materiałów zmieniają się w różny sposób pod wpływem zmian temperatury i w związku z tym podawane są współczynniki temperaturowe TK(Br) i TK(jHc).
Podstawowe parametry magnetyczne
expand_morePodstawowe parametry magnetyczne: BrjHc, bHc, (BH)max patrz: właściwości magnetyczne
Polaryzacja magnetyczna J
expand_morePolaryzacja magnetyczna (namagnesowanie) J jest sumą wszystkich momentów magnetycznych w jednostce objętości materiału magnetycznego.
Pole magnetyczne
expand_morePole nasycenia Hs
expand_morePole nasycenia Hs jest to minimalna wartość natężenia wzrastającego, magnesującego pola magnetycznego H, od której począwszy polaryzacja magnetyczna J osiąga wartość maksymalną Js, a zmiany indukcji magnetycznej B stają się liniowe (DB= m0H). W praktyce przyjmuje się, że pole Hs jest 3 do 5 razy większe od pola koercji jHc (zależnie od typu materiału).
Pole odmagnesowania krytyczne Hkr
expand_morePole odmagnesowania krytyczne Hkr jest maksymalną wartością pola odmagnesowującego -H, przy której nie występują jeszcze zauważalne, nieodwracalne zmiany stanu namagnesowania J. Wartość pola Hkr jednoznacznie można wyznaczyć jedynie dla magnesów anizotropowych.
Przenikalność powrotu (rewersyjna) mr
expand_morePrzenikalność powrotu (rewersyjna) mr określa nachylenie liniowych zmian wartości indukcji magnetycznej B lub polaryzacji magnetycznej J, gdy pole -H odmagnesowujące maleje od punktu pracy do zera.
Punkt pracy
expand_morePunkt pracy magnesu jest to punkt należący do krzywej odmagnesowania B(H) lub J(H), określany dla magnesów pracujących w obwodach magnetycznych.
R
Remanencja Br
expand_moreRemanencja Br (indukcja remanencji, indukcja szczątkowa, strumień resztkowy, pozostałość magnetyczna) jest wartością indukcji magnetycznej, jaką osiąga materiał magnetyczny namagnesowany do nasycenia (Bs), po usunięciu pól magnesujących (H; -H). Praktycznie stan bliski remanencji uzyskuje się w magnesie, po umieszczeniu go w zamkniętym obwodzie magnetycznym wykonanym z materiałów o najwyższej indukcji nasycenia Bs, na przykład z żelaza armco czy stopów kobaltu.
Remanencja polaryzacji Jr
expand_moreRemanencja polaryzacji Jr (indukcja remanencji, indukcja szczątkowa, strumień resztkowy, pozostałość magnetyczna) jest wartością polaryzacji magnetycznej J, jaką osiąga materiał magnetyczny namagnesowany do nasycenia (Js), po usunięciu pól magnesujących (H; -H).
S
Siła koercji
expand_moreSiła koercji patrz: koercja
T
Temperatura Curie (Tc)
expand_moreTemperatura Curie (Tc) jest temperaturą, powyżej której ferromagnetyk gwałtownie traci swoje właściwości magnetyczne, stając się paramagnetykiem. Rozmagnesowany termicznie magnes można ponownie namagnesować w temperaturze poniżej Tc.
Trwałość magnesów w czasie
expand_moreJak do tej pory nie stwierdzono wpływu czasu na własności magnetyczne magnesów stałych. Naukowcy zajmują się magnetyzmem już przez szereg lat. Warto zwrócić uwagę na fakt, że jednostki używane w magnetyzmie są podawane między innymi w układzie CGS, czyli centymetr, gram, sekunda. Żadna z jednostek nie jest wyrażona w czasie. Istnieją takie miary jak [Gs] czyli gausy, [Oe] czyli ersztedy, ale nie [Gs/s], czyli gausy na sekundę, i tak dalej. Własności magnetyczne magnesów stałych są zależne od wielu czynników, ale nie od czasu. Obecna ludzka wiedza nie pozwala nie stwierdzenie, że własności magnetyczne magnesów stałych zależą od upływu czasu.
U
Układy jednostek
expand_moreUkład jednostek SI stosowany jest powszechnie jako układ obowiązujący urzędowo w wielu krajach. Ponadto jest to układ bardzo wygodny w przypadku projektowych obliczeń obwodów magnetycznych, w których występują elementy elektromagnetyczne (silniki, przetworniki czy mierniki), gdyż pole magnetyczne wyrażane jest w nim w A/m, co pozwala na łatwe porównanie z amperozwojami części elektromagnetycznej obwodu.
Układ CGS stosowany jest często do obliczeń projektowych obwodów magnetycznych, w których nie występują elementy elektromagnetyczne (uchwyty magnetyczne czy separatory). W układzie tym wartość przenikalności magnetycznej próżni (powietrza) wynosi m0 = 1Gs/Oe. Ułatwia to szereg obliczeń, gdyż występują następujące związki:
- B ~ Br – 1.07× H dla magnesu;
- B = H dla przestrzeni poza magnesem i magnetowodami.
|
Parametr
|
Symbole
|
Jednostka w SI
|
Jednostka w CGS
|
Relacja SI do CGS
|
Relacja CGS do SI
|
|---|---|---|---|---|---|
|
Indukcja magnetyczna
|
B, Br, Bs | Tesla [T] | Gauss [Gs] | 1 T = 10 kGs 1 mT = 10 Gs |
1 Gs = 10-4 T 1 kGS = 10-1 T |
|
Namagnesowanie
|
J, Jr, Js | Tesla [T] | A/cm | 1 T = 10 kGs 1 mT = 10 Gs |
1 A/cm = 1/4π mT 1 kA/cm = 1/4π mT |
|
Natężenie pola magnetycznego
|
H, HcB, HcJ, Hs | Amper na metr [A/m] | Oersted [Oe] | 1 A/m = 4π10-3 Oe 1 kA/m = 4π Oe |
1 Oe = (103/4π) A/m 1 kOe = 103/4π kA/m |
|
Gęstość energii
|
BHmax | J/m3 | GsOe | 1 J/m3 = 40 πGsOe 1 kJ/m3 = 4 π10-2MGsOe |
1 GsOe = 1/40π J/m3 1 MGsOe = 102/4π kJ/m3 |
Użytkowe własności magnesów
expand_moreW
Współczynnik odmagnesowania N
expand_moreWspółczynnik odmagnesowania N określa stan odmagnesowania (punkt pracy) wynikający z proporcji wymiarów magnesu, właściwości obwodu magnetycznego, w którym został on umieszczony oraz oddziaływania zewnętrznych pól magnetycznych.
Współczynniki temperaturowe TK(Br) i TK(jHc)
expand_moreWspółczynniki temperaturowe TK(Br) i TK(jHc) są względnymi zmianami wartości, odpowiednio Br i Hc pod wpływem zmian temperatury wyrażonymi w %/°K (w %/°C). Ich wartości są stałe w szerokim zakresie temperatury dla danego typu materiału.
Współczynniki temperaturowe najpopularniejszych materiałów magnetycznie twardych przedstawiono w poniższej tabeli:
| Typ magnesu | TK(Br) | TK(jHc) |
|---|---|---|
| ferrytowy | -0,19 | +0,4 |
| spiekany NdFeB | -0,10...-0,12 | -0,6 |
| wiązany NdFeB | 0,07...-0,13 | -0,4 |
| SmCo5 | -0,05 | -0,3 |
| Sm2Co17 | -0,03 | -0,2 |
| AlNiCo izotropowy | -0,03 | -0,02 |
| AlNiCo anizotropowy | -0,02...-0,025 | +0,02 |
Własności magnetyczne materiału
expand_more
że jednostką (BH)max jest zarówno [GsOe] jak i [kJ/m3]. Zwracam uwagę na tą drugą jednostkę. Mowa jest tutaj o kilodżulach i objętości. Chodzi o objętość magnesu. Można więc porównać dwa magnesy o różnych wielkościach i wykonane z materiału o różnej gęstości energii. Porównując w ten sposób magnesy neodymowe wykonane z różnych materiałów łatwo szybko zauważyć, że wielkość magnesu będzie miała decydujące znaczenie a nie sama gęstość energii magnetycznej. Nie należy porównywać w ten sposób magnesów alnico z innymi magnesami, ferrytowymi czy neodymowymi, itd., ponieważ punkt pracy magnesów alnico zazwyczaj jest bardzo oddalony od wartości remanencji materiału i bardzo zależy od kształtu. Ta wyjątkowość magnesów alnico to efekt bardzo niskiej koercji.
Z
Ziemie rzadkie (metale ziem rzadkich)
expand_more-
lantanowce (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu);
-
Skand (Sc)
-
Itr (Y).

.png)

