Jaké teploty mohou magnety dosahovat?
Maximální přípustná teplota magnetu závisí na různých faktorech:
- použitém magnetickém materiálu (neodymový nebo feritový magnet)
- teplotním typu magnetu
- tvaru magnetu
- uspořádání magnetů ve skupině
Obsah
Druhy ztráty síly přilnavosti vlivem tepla / vysokých teplot
Zahřátím magnetu nad jeho takzvanou „maximální provozní teplotu“ dojde ke ztrátě části jeho magnetizace. Poté drží např. hůře na železné desce, a to i po opětovném ochlazení. Od určité teploty, takzvané „Curieho teploty“, nezůstává zachována žádná zbytková magnetizace.Podle výše teploty se rozlišují tři druhy ztrát:
Reverzibilní ztráta síly přilnavosti
Irreverzibilní ztráta síly přilnavosti
Permanentní ztráta síly přilnavosti
Při teplotách kolem Curieho teploty se začíná trvale měnit struktura permanentních magnetů. Opětovné zmagnetování poté již není možné.
- Teplotní rozsah: těsně nad maximální provozní teplotou
- Magnet je méně magnetický pouze po dobu zahřátí.
- Po opětovném ochlazení znovu zcela získá svou původní sílu.
- Nezáleží na tom, kolikrát je magnet zahřát a znovu ochlazen.
Irreverzibilní ztráta síly přilnavosti
- Teplotní rozsah: výrazně nad maximální provozní teplotou
- Magnet je trvale oslaben, a to i po opětovném ochlazení.
- Opakované zahřátí na stejnou teplotu nezesiluje ireverzibilní ztráty.
- Dostatečně silným externím magnetickým polem lze ireverzibilně oslabený magnet opětovným zmagnetováním vrátit na původní sílu.
Permanentní ztráta síly přilnavosti
Při teplotách kolem Curieho teploty se začíná trvale měnit struktura permanentních magnetů. Opětovné zmagnetování poté již není možné.
Všechny výše popsané typy ztrát teploty jsou uvedeny v následujícím videu. Autor v něm rozlišuje mezi „zahřátím“ (reverzibilní), „ohřevem“ (irreverzibilní) a „žhavením“ (trvalé). Na závěr je dokonce jeden magnet roztaven. Není pravděpodobně překvapením, že po tomto procesu již nevykazoval žádnou magnetizaci.
Doba zahřívání
Doba zahřívání má u nevratných ztrát pouze minimální vliv na velikost těchto ztrát. Předpoklad: Teplota uvnitř magnetu je během zahřívání všude stejná. Pokud je silný magnet krátce vystaven vysoké teplotě, může být teplota na povrchu mnohem vyšší než maximální teplota jádra magnetu. V takovém případě jsou teplotní ztráty závislé na místě – magnet je tedy nerovnoměrně magnetizován.Tvar magnetu, směr magnetizace a uspořádání
Vznik nevratných ztrát při zahřívání magnetu závisí kromě teplotního typu také na následujících třech faktorech. Maximální provozní teploty magnetů proto vždy představují pouze orientační hodnoty.Tvar magnetu
Uvedená maximální teplota je bezproblémově použitelná pouze tehdy, pokud jsou rozměrové poměry magnetu „optimální“. Platí následující pravidlo: velmi tenký, resp. plochý (plošnost = průměr dělený výškou) magnet utrpí nevratné ztráty již při teplotách nižších, než je uvedená maximální provozní teplota.
Uvedená maximální teplota je bezproblémově použitelná pouze tehdy, pokud jsou rozměrové poměry magnetu „optimální“. Platí následující pravidlo: velmi tenký, resp. plochý (plošnost = průměr dělený výškou) magnet utrpí nevratné ztráty již při teplotách nižších, než je uvedená maximální provozní teplota.
Pokud je však poměr průměru k výšce menší než 4, může být magnet zahřát na vyšší teplotu, než je uvedená maximální provozní teplota, aniž by ztratil svou magnetizaci.
Směr magnetizace u kruhových magnetů
U diametrálně magnetizovaných kruhových magnetů může být maximální provozní teplota výrazně nižší. Doporučení provedení předběžných testů v případě vystavení magnetů zvýšeným teplotám.
U diametrálně magnetizovaných kruhových magnetů může být maximální provozní teplota výrazně nižší. Doporučení provedení předběžných testů v případě vystavení magnetů zvýšeným teplotám.
Uspořádání magnetů
Čím silněji je magnet v určitém uspořádání vystaven opačnému poli, tím nižší je jeho skutečná maximální provozní teplota.
Čím silněji je magnet v určitém uspořádání vystaven opačnému poli, tím nižší je jeho skutečná maximální provozní teplota.
Nejmenší teplotní ztráty nastávají u uspořádání, kde je magnet v magnetickém obvodu (analogicky k elektrickému obvodu) magneticky „zkratován“.
Při magnetickém zkratu jsou oba póly spojeny vysoce permeabilním, nenasyceným feromagnetickým materiálem, například měkkým železem.
V tomto zkratovém uspořádání totiž v magnetu nevzniká žádné opačné pole.
Toto zkratové uspořádání je však v praxi vzácné.
Provozní teploty neodymových magnetů
Zde je přehled různých teplotních typů u neodymových magnetů
(převzato ze stránky Fyzikální údaje o magnetech).
| Teplotní typ | Max. provozní teplota | Curieova teplota |
|---|---|---|
| N | 80 °C * | 310 °C |
| M | 100 °C | 340 °C |
| H | 120 °C | 340 °C |
| SH | 150 °C | 340 °C |
| UH | 180 °C | 350 °C |
| EH | 200 °C | 350 °C |
| AH | 230 °C | 350 °C |
* Maximální provozní teploty v této tabulce jsou pouze orientační hodnoty.
Magnety s magnetizací N52 mají maximální provozní teplotu 65 °C.
Pro použití neodymových magnetů při vyšších teplotách než 80 °C nabízíme několik speciálních typů magnetů s vyššími provozními teplotami:
-
5 ks 1,50 EUR/ks*
Kvádrový magnet 22 x 8,5 x 1,4 mm, tepelně odolný, udrží cca 1,3 kg -
5 ks 1,72 EUR/ks*
Kvádrový magnet 25 x 6 x 2 mm, tepelně odolný, udrží cca 1,7 kg -
1 ks 8,82 EUR/ks*
Kvádrový magnet 30 x 15 x 6 mm, tepelně odolný, udrží cca 8,8 kg -
20 ks 0,43 EUR/ks*
Kvádrový magnet 5 x 5 x 1 mm, tepelně odolný, udrží cca 350 g -
20 ks 0,41 EUR/ks*
Kvádrový magnet 5 x 2,5 x 2 mm, tepelně odolný, udrží cca 450 g -
20 ks 0,39 EUR/ks*
Kvádrový magnet 5 x 2,5 x 1,5 mm, tepelně odolný, udrží cca 350 g -
10 ks 0,47 EUR/ks*
Kvádrový magnet 6 x 4 x 2 mm, tepelně odolný, udrží cca 640 g -
10 ks 0,54 EUR/ks*
Kvádrový magnet 6 x 5 x 2 mm, tepelně odolný, udrží cca 600 g -
10 ks 0,59 EUR/ks*
Kvádrový magnet 10 x 3 x 2 mm, tepelně odolný, udrží cca 700 g -
5 ks 1,04 EUR/ks*
Kvádrový magnet 12 x 7 x 2 mm, tepelně odolný, udrží cca 1,3 kg -
5 ks 1,11 EUR/ks*
Kvádrový magnet 20 x 5 x 2 mm, tepelně odolný, udrží cca 1,5 kg -
5 ks 2,07 EUR/ks*
Kvádrový magnet 30 x 7 x 2,5 mm, tepelně odolný, udrží cca 2,1 kg -
5 ks 0,72 EUR/ks*
Kvádrový magnet 15 x 4 x 4 mm, tepelně odolný, udrží cca 1,7 kg
Provozní teploty feritových magnetů
Pro vyšší teploty jsou feritové magnety výrazně vhodnější.
Zde je přehled našich feritových magnetů
(převzato ze stránky Fyzikální magnetická data).
| Typ teploty | Max. provozní teplota | Curieova teplota |
| Y35 | 250 °C | 450 °C |
Provozní teploty magnetických pásek a magnetických fólií
Teploty pod -20 °C a nad 85 °C poškozují strukturu magnetických pásek
a magnetických fólií.
Tyto produkty tak trvale ztrácejí část své síly přilnavosti.
Použití na místech s vysokými nebo extrémně nízkými teplotami proto není vhodné.
Mohou být magnety poškozeny ponořením do kapalného dusíku?
Neodymové magnety nejsou ponořením do kapalného dusíku s teplotou -196 °C (77 K) poškozeny. Jejich použití pro Supravodiče-experimenty je proto bez obav možné. Je třeba zohlednit následující: Síla přilnavosti magnetu se při ochlazování nejprve mírně zvýší. Od teplot pod -125 °C pak síla přilnavosti soustavně klesá. Při -196 °C je zachováno přibližně 85–90 % síly přilnavosti. Po opětovném zahřátí neodymového magnetu na pokojovou teplotu se původní síla přilnavosti normalizuje.Feritové magnety při teplotách pod -40 °C trvale ztrácejí část své magnetizace.
Proto by neměly být silně ochlazovány.
Magnetické pásky a magnetické fólie při teplotách pod -20 °C trvale ztrácejí část své magnetizace.
Proto by neměly být silně ochlazovány.
Další informace o magnetech
V naší sekci FAQ naleznete mnoho dalších informací o magnetech, například:
