Pengaruh waktu dan suhu terhadap kestabilan magnet permanen

Kemampuan magnet permanen untuk mendukung medan magnet luar disebabkan oleh anisotropi kristal di dalam bahan magnet yang “mengunci” domain magnet kecil pada tempatnya.Setelah magnetisasi awal terbentuk, posisi ini tetap sama sampai diterapkan gaya yang melebihi domain magnet terkunci, dan energi yang diperlukan untuk mengganggu medan magnet yang dihasilkan oleh magnet permanen bervariasi untuk setiap material.Magnet permanen dapat menghasilkan koersivitas (Hcj) yang sangat tinggi, menjaga kesejajaran domain di hadapan medan magnet eksternal yang tinggi.

Stabilitas dapat digambarkan sebagai sifat magnetik berulang suatu material dalam kondisi tertentu selama umur magnet.Faktor-faktor yang mempengaruhi kestabilan magnet antara lain waktu, suhu, perubahan keengganan, medan magnet yang merugikan, radiasi, guncangan, tegangan, dan getaran.

Waktu memiliki pengaruh yang kecil terhadap magnet permanen modern, yang menurut penelitian menunjukkan adanya perubahan segera setelah magnetisasi.Perubahan ini, yang dikenal sebagai “magnetic creep,” terjadi ketika domain magnetik yang kurang stabil dipengaruhi oleh fluktuasi energi termal atau magnetik, bahkan dalam lingkungan yang stabil secara termal.Variasi ini berkurang seiring dengan berkurangnya jumlah wilayah yang tidak stabil.

Magnet tanah jarang kemungkinan besar tidak akan mengalami efek ini karena koersivitasnya yang sangat tinggi.Sebuah studi perbandingan waktu yang lebih lama versus fluks magnet menunjukkan bahwa magnet permanen yang baru dimagnetisasi kehilangan sejumlah kecil fluks magnet seiring waktu.Selama lebih dari 100.000 jam, hilangnya material samarium kobalt pada dasarnya nol, sedangkan hilangnya material Alnico dengan permeabilitas rendah kurang dari 3%.

Dampak suhu terbagi dalam tiga kategori: kerugian yang dapat dibalikkan, kerugian yang tidak dapat diubah namun dapat diperoleh kembali, dan kerugian yang tidak dapat diubah dan tidak dapat dipulihkan.

Kerugian yang Dapat Dibalik: Ini adalah kerugian yang pulih ketika magnet kembali ke suhu semula, stabilisasi magnet permanen tidak dapat menghilangkan kerugian yang dapat dibalik.Kerugian reversibel digambarkan dengan koefisien suhu reversibel (Tc), seperti terlihat pada tabel di bawah.Tc dinyatakan dalam persentase per derajat Celcius, angka-angka ini bervariasi berdasarkan tingkat spesifik setiap bahan, namun mewakili kelas bahan secara keseluruhan.Hal ini disebabkan karena koefisien temperatur Br dan Hcj berbeda nyata, sehingga kurva demagnetisasi akan mempunyai “titik belok” pada temperatur tinggi.

Kerugian yang tidak dapat diubah tetapi dapat dipulihkan: Kerugian ini didefinisikan sebagai demagnetisasi sebagian magnet akibat paparan suhu tinggi atau rendah, kerugian ini hanya dapat dipulihkan dengan magnetisasi ulang, kemagnetan tidak dapat pulih ketika suhu kembali ke nilai aslinya.Kerugian ini terjadi ketika titik operasi magnet berada di bawah titik belok kurva demagnetisasi.Desain magnet permanen yang efektif harus memiliki sirkuit magnetik di mana magnet beroperasi dengan permeabilitas lebih tinggi dari titik belok kurva demagnetisasi pada suhu tinggi yang diharapkan, yang akan mencegah perubahan kinerja pada suhu tinggi.

Kerugian yang Tidak Dapat Dipulihkan dan Tidak Dapat Dipulihkan: Magnet yang terkena suhu sangat tinggi mengalami perubahan metalurgi yang tidak dapat diperoleh kembali dengan remagnetisasi.Tabel berikut menunjukkan suhu kritis untuk berbagai bahan, dimana: Tcurie adalah suhu Curie di mana momen magnet fundamental diacak dan bahan mengalami kerusakan magnetik;Tmax adalah temperatur operasi praktis maksimum material primer pada kategori umum.

Magnet dibuat stabil pada suhu dengan melakukan demagnetisasi sebagian magnet dengan memaparkannya pada suhu tinggi secara terkendali.Sedikit penurunan kerapatan fluks meningkatkan stabilitas magnet, karena domain yang kurang berorientasi adalah yang pertama kehilangan orientasinya.Magnet stabil seperti itu akan menunjukkan fluks magnet yang konstan ketika terkena suhu yang sama atau lebih rendah.Selain itu, kumpulan magnet yang stabil akan menunjukkan variasi fluks yang lebih rendah jika dibandingkan satu sama lain, karena bagian atas kurva lonceng dengan karakteristik variasi normal akan lebih dekat dengan nilai fluks kumpulan tersebut.


Waktu posting: 07-Juli-2022