Sürekli Mıknatıslar ve Özellikleri

Sürekli mıknatıs teknolojisi gün geçtikçe artmakta ve kullanım alanları gittikçe genişlemektedir. Samaryum ve neodimyum mıknatıslar ise bu mıknatıslar arasında en çok rağbet görenlerindendir. Peki bunun arkasında yatan sebep nedir ve bu iki mıknatısın hangisi daha üstün özelliklere sahiptir? Cevabı yazımızda…

A- A+

31.01.2019 tarihli yazı 9682 kez okunmuştur.

Neodiyum-Demir-Bor Mıknatıslar

Neodimyum mıknatıslar sürekli mıknatıslı senkron makinelerde en çok tercih edilen mıknatıs tipleridir. Yüksek manyetik enerjileri ve koersif kuvvetleri bu mıknatısların rağbet görmesinin en önemli sebepleridir. Yapısında demir bulundurması sebebiyle korozyona uğraması ve bu sebeple koruyucu bir kılıfla kullanılması gerekmektedir. Ayrıca yüksek ısılarda kolaylıkla manyetizasyonunu kaybedebildiği için soğutma da bu mıknatıslar için ayrı bir sorun teşkil etmektedir.

Şekil-1:Çeşitli Neodimyum Mıknatıslar ve Katalog Değerleri

Şekil-1’deki grafik neodimyum mıknatıs türlerini ve her bir mıknatıs için daha önce bahsettiğimiz mıknatıs etiket değerlerini göstermektedir. Burada mıknatısın sonundaki 2 haneli sayı o mıknatıstan alınabilecek maksimum enerjiyi ve bazı mıknatıslarda bu sayıdan sonra gelen harfler ise o mıknatısın termal dayanıklılık sınıfını belirtmektedir.
Tabloda termal dayanıklılıkların harf kodları ve bu kodların mıknatıs için elverdikleri maksimum çalışma sıcaklığı ile Curie sıcaklığı hakkında bilgi vermektedir.

Şekil-2: N=Neodimyum, M=Medium, H=High,SH=Super High,UH=Ultra High,EH=Extra High

►İlginizi Çekebilir: Mıknatıslanma ve Manyetizma

Şekil-3’de verilen eğri N52 tipi bir Neodimyum-Demir-Bor mıknatısın demanyetizasyon eğrisini(B-H eğrisinin 2. bölgesi) ve tablo ise mıknatısın etiket değerlerini göstermektedir. Bu mıknatıs neodimyum mıknatıslar içinde en yüksek enerji verebilme kapasitesine sahip olanıdır.

Şekil-3

Kataloglarda yaptığımız incelemeler sonunda her termal karakteristik için en uygun örneklerden biri olan N35 tipi bir neodimyum mıknatısın farklı çeşitlerinin demanyetizasyon eğrisinde meydana getirdiği değişiklikleri özellikle koersif kuvvet değişimi açısından inceleyelim. Tabloda verilen değerlerde termal dayanım sınıfı yükselen bir mıknatısın koersif kuvvetindeki artış sayısal olarak net bir şekilde görülmektedir.

Şekil-4

Grafikte ve tabloda verilen değerler N35 tipi bir Neodimyum-Demir-Bor mıknatısa ait demanyetizasyon eğrisi ve mıknatısın etiket değerlerini belirtmektedir.

Şekil-5

►İlginizi Çekebilir: Manyetik Motor Teorisi Nedir?

Grafikte ve tabloda verilen değerler N35M tipi bir Neodimyum-Demir-Bor mıknatısa ait demanyetizasyon eğrisi ve mıknatısın etiket değerlerini belirtmektedir.

Şekil-6

Grafikte ve tabloda verilen değerler N35H tipi bir Neodimyum-Demir-Bor mıknatısa ait demanyetizasyon eğrisi ve mıknatısın etiket değerlerini belirtmektedir.

Şekil-7

►İlginizi Çekebilir: Sürekli Mıknatıs Teknolojisi ve Enerji Verimliliği Açısından Önemi

Grafikte ve tabloda verilen değerler N35SH tipi bir Neodimyum-Demir-Bor mıknatısa ait demanyetizasyon eğrisi ve mıknatısın etiket değerlerini belirtmektedir.

Şekil-8

Grafikte ve tabloda verilen değerler N35UH tipi bir Neodimyum-Demir-Bor mıknatısa ait demanyetizasyon eğrisi ve mıknatısın etiket değerlerini belirtmektedir.

Şekil-9

Grafikte ve tabloda verilen değerler N35EH tipi bir Neodimyum-Demir-Bor mıknatısa ait demanyetizasyon eğrisi ve mıknatısın etiket değerlerini belirtmektedir.

Şekil-10

Samaryum-Kobalt Mıknatıslar

Samaryum-Kobalt mıknatıslar özellikle yüksek sıcaklıklarda çalışma ve yüksek koersif kuvvete sahip olunması istenilen uygulamalar için en uygun mıknatıslardan biridir. Yapısında demir bulunmaması sebebiyle oksidasyona karşı herhangi bir önlem almaya gerek olmaması da bu mıknatısların avantajları arasındadır. Fakat yapısında bulunan kobalt sebebiyle mıknatısın kırılgan bir yapıya sahip olması ve samaryum elementinin diğer mıknatıslarda kullanılan malzemelere göre çok daha maliyetli olması bu mıknatısın dezavantajlarındandır. SmCo (1:5) ve SmCo (2:17) olmak üzere iki temel olarak 2 sınıfa ayrılabilirler.

Tablo SmCo (1:5) tipinde farklı çeşitlerdeki mıknatısların etiket değerlerini göstermektedir. Burada SmCo’dan sonra gelen 2 haneli sayı mıknatıstan alınabilecek ortalama enerjiyi simgeler.

Şekil-11

Verilen tablo SmCo (2:17) tipinde farklı çeşitlerdeki mıknatısların etiket değerlerini göstermektedir. Burada SmCo’dan sonra gelen ilk 2 hane mıknatıstan alınabilecek ortalama enerji miktarını verirken son 2 hane ise mıknatısın gerçek koersif kuvvetini 1000’in katı olarak Oersted cinsinden vermektedir.

Şekil-12

Grafik SmCo (1:5) kristal yapısı içeren bir mıknatısın demanyetizasyon eğrisini göstermektedir. (SmCo18)

Şekil-13

Grafik SmCo (2:17) kristal yapısı içeren bir mıknatısın demanyetizasyon eğrisini göstermektedir. (SmCo2425)

Şekil-14

Grafik SmCo (2:17) kristal yapısı içeren bir mıknatısın demanyetizasyon eğrisini göstermektedir. (SmCo2825)

Şekil-15

Grafik SmCo (2:17) kristal yapısı içeren bir mıknatısın demanyetizasyon eğrisini göstermektedir. (SmCo3225)

Şekil-16

Buraya kadar bir mıknatısın en temelden nasıl oluştuğu ve mıknatıs çeşitlerine göre bu mıknatısiyetin nasıl değiştiğini sayısal ve grafiklere dayalı verilerle inceledik. Genel olarak karşılaştırmak gerekirse günlük hayatımızda çokça bulunan bahsettiğimiz bu mıknatısların genel bir karşılaştırmasına bir demanyetizasyon eğrisinde bakalım.

Şekil-17

Daha önce de bahsettiğimiz üzere sabit mıknatıslı senkron makinelerde en çok tercih edilen türler olan nadir toprak mıknatıslarından neodimyum-demir-bor ile samaryum-kobaltın birbirlerine göre kesin bir üstünlükleri olmasa da mıknatısın kullanılacağı yere göre bunlardan birinin seçilmesi uygun bir çalışma için önemlidir. Öncelikle bu iki maddeyi sıcaklık dayanımı açısından ele alalım.

Şekil-18

Neodimyum-Demir-Bor Mıknatıslar

Avantajları

-Enerji yoğunlukları çok yüksektir.
-Yüksek koersif kuvvete sahiptirler.
-Oda sıcaklığında en yüksek gücü sağlarlar.

Dezavantajları

-Uygun kaplama yapılmazsa yüksek oksidasyon riski vardır.
-Sıcaklığa karşı çok hassastır. Yüksek sıcaklıklarda demanyetizasyonu önlemek için ilave tedbirler gerekir.
-Maliyeti yüksektir.

Samaryum-Kobalt Mıknatıslar

Avantajları

► Alnico ve ferrit mıknatıslara göre yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir.
► Sıcaklığa karşı son derece dayanıklıdır.
► Oksidasyon problemi yoktur.
► Koersif kuvveti son derece yüksektir.

Dezavantajları

► Yapısındaki kobalt sebebiyle kırılgandır. Bunu önlemek için ilave tedbirler almak gerekir.
► Dünya üzerindeki rezervinin yarısına yakını Çin’dedir ve bu sebeple kritik bir hammaddedir.
► Maliyeti diğer tüm mıknatıslara göre daha yüksektir.