آهنرباهای آلنیکو (AlNiCo Magnets)

مقدمه

بیشتر آهنرباهای آلنیکو شامل آلومینیوم ، نیکل ، کبلالت و سایر عناصر مهم مانند مس و تیتانیوم می باشند . لزوم حضور این عناصر در کنار یکدیگر برای منظم کردن ساختار مولکولی آهنربا است تا خواص مکانیکی و مغناطیسی مطلوب را فراهم سازند . این نوع آهنربا ها تحمل بالایی در مقابل افزایش دمای محیط کارکرد(T) دارند و از لحاظ پسماند مغناطیسی(Br) هم عملکرد مطلوبی را از خود نشان می دهند ولی مقاومت مغناطیسی (Hc) پایینی دارند ، که باعث میشود این آلیاژ مقاومت زیادی در مقابل دی مغناطیس شدن از خود نشان ندهد . با وجود دارا بودن Br مناسب ، انرژی تولیدی کمی در مقایسه با سیار آلیاژ های مغناطیسی دارند که به خاطر پایین بودن مقدار Hc آنهاست . این نوع آهنربا ها از جهت بهینه کردن عملکرد مغناطیسی ، مقاومت دمایی بالا و قیمت به نسبت مناسب ، میتواند مورد توجه بخش تولید کنندگان قرار گیرد .

خواص مغناطیسی و فیزیکی :

آهنربای آلنبکو به دو نوع تقسیم میشود :

آلنیکو سینترد

آلنیکو چدنی

گرید های موجود آلنیکوی سینترد در جهان ، انرژی تولیدی بین ۱.۵ تا ۵.۲۵ مگا اورستد دارند . انرژی تولیدی گریدهای آلنیکوی چدنی بین ۵ تا ۹ مگا اورستد است .

آلنیکوی سینترد از پودر فلزات مختلف درست می شود . خاصیت ایزوتروپیک دارد و در هر جهت دلخواهی میتواند مغناطیسه شود ( جهت قطبها). اما قدرت ضعیف تری نسبت به آلنیکوی چدنی دارد .

آلنیکوی چدنی دارای چدن میباشد و اغلب برای تولید، نیاز به تراش فلز دارد و مرسوم ترین نوع آلنیکو است که آن هم خاصیت آیزونتروپیک و تک جهتی دارد . و به این معنا میباشد که تنها در یک جهت میتواند مغناطیسیه شود ولی قدرت مغناطیسی بالاتری دارد .

در جداول زیر گریدهای هر ۲ نوع این آهنربا به همراه خواص مغناطیسی آنها آورده شده است .

اما توجه به این نکته ضروری است که این خواص برای سایز های رایج اندازه گیری شده است و در صورت نیاز به سایز های خاص این مقادیر ممکن است مقداری تغییر کند .

 

 

 

 

 

Capture3

 

  • Capture2

 

Capture4

 

Capture5

 

مقاومت در برابر خوردگی

آهنرباهای آلنیکو مقاومت خوبی در برابر خوردگی حتی در دماهای بالا دارند و حتی گاهی اوقات بدون روکش یا آبکاری ، این خاصیت را از خود نشان می دهند.

آ آهنربای آلنیکو قادر است با استفاده از مواد مختلفی آبکاری و یا روکش کاری شود که بستگی به نوع کاربرد آن دارد . یعضی از مواردی که درآنها آهنربای آلنیکو آبکاری و یا روکش کاری میشود ؛ شامل این موارد است : ضرورت زیبایی قطعه ( محل هایی که جلای آهنربا اهمیت دارد) –چسب کاری – قطعات داخلی و یا افزایش دادن سختی سطحی .

 

اثرات تغییر دما

آلنیکو بهترین عملکرد را در مقایسه با سایر مگنت ها از خود در برابر دمای محیط نشان می دهد . آنها توانایی انجام وظیفه ی مغناطیسی خود را به صورت روزمره تا مرز دمای ۹۳۰ فارنهایت ( ۵۰۰ سانتیگراد ) دارند .

اعمال دمای بیشتر از ۱۰۰۰ درجه فارنهایت به آلنیکو باعث تغییر و تحول در ساختار متالوژیکی آلیاژ اش میشود که این تغییر با اعمال دوباره ی گرما در کوره طبق استاندارد آن قابل باز یابی است . اعمال دما کمتر از ۹۳۰ درجه فارنهایت ( با هر تناوبی ) هیچ مشکلی را برای آلنیکو ایجاد نمی کند . اگرچه در بعضی از موارد خاص ، باید قبل از اعمال دما ، سایر عوامل هم بررسی شود . لذا توجه به این نکته کاملا ضروری است که در صورت داشتن محیطی بسیار گرم با شرایط خاص ، باید محاسبات دقیق قبل ازآن صورت بگیرد تا در عمل مشکلی برای آلنیکو ایجاد نشود .

 

انواع جهت ها ی مغناطیسی

آلنیکو به علت داشتن نیروی وادارندگی پایین ، در زمان انتخاب جهت مغناطیسه شدن دچار مشکل میشود . به همین خاطر برای عملکرد بهتر آلنیکو به هنگام مغناطیسه کردن ، بهتر است بعد از سر هم کردن همه قطعات مگنت به یکدیگر ، عملیات مغناطیسه کردن انجام شود .

بیشتر آلنیکو های تجاری و رایج ، دارای خاصیت آیزونتروپیک هستند که به این معناست ساختار بلوری یکنواخت و ساده ای دارند که باعث میشود یک جهت گیری خاص برای مغناطیسه شدن داشته باشند ( جهت گیری رایج ) . تعیین این جهت گیری مغناطیسی پس از عملیات گرمادهی و قالب ریزی است . عملیات گرمادهی زمانی است که در واقع به آلیاژ تا دمای خاصی حرارت داده میشود . سپس در جوار میدان مغناطیسی با جهت گیری از قبل تنظیم شده ای سرد میشود ( عملیات شارژ ) .

ذاتاً عملیات مغناطیسه کردن آلیاژ آلنیکو در سایر جهت های ساختار بلوری آن کاری غیر ممکن است . با این حال دستیابی به جهت های مختلف قطب ها بدون مواجه شدن با ساختار منظم آلیاژ ، امکان پذیر است .

در شکل های زیر جهت ها ی مغناطیسی مرسوم و قابل اجرای صنعتی آلنیکو آورده شده است :

 

آلنیکوی دیسکی :

Capture6

 

شیوه ی نمایش قطب ها

همواره نوک پیکان نشان دهنده ی قطب N آهنربا است .برای اشکال منظم ( که تفاوتی بین قطب N و S آهنربا از نظر مفهومی ندارد ) مشخص کردن دقیق قطب ها نیازی نیست . ولی برای اشکال نا منظم که جهت پلاریته مهم است ، مشخص کردن دقیق قطب ها الزامی است .

برای مثال در یک مگنت دیسکی که به صورت محوری مغناطیسی شده است ، مشخص کردن قطب ها ضروری نیست . ولی در یک مگنت کمانی که به صورت شعاعی مغناطیسه شده است ، مشخص کردن دقیق قطب ها لازم است .

آلنیکوی بلوکی :

Capture7

این نوع مگنت به صورت ذاتی قادر است در ۳ جهت متفاوت مغناطیسه شود .

 

آلنیکوی رینگی :

Capture8

آلنیکوی هلالی ( کمان شکل ) :

Capture9

آلنیکوی جانبی شکل :

Capture10

آلنیکوی میله ای :

Capture11

آلنیکوی نعل اسبی :

Capture12