Môže neodýmový magnet stratiť silu pri vysokej alebo nízkej teplote?

vplyv vysokej a nízkej teploty na magnetyZohriatie neodýmového magnetu vždy vedie k zníženiu sily. Existujú však dva druhy straty sily:

  • dočasná strata sily (po ochladení sa sila vráti na pôvodnú hodnotu)
  • trvalá strata sily

Dočasná strata sily

Kým teplota magnetu neprekročí maximálnu pracovnú teplotu, magnet stratí časť sily vždy iba dočasne. Po ochladení na izbovú teplotu sa jeho sila opäť plne obnoví. V prípade dočasnej straty sily stratí magnet pri vyšších teplotách obvykle 5-10% svojej pôvodnej sily. Ako často sa magnet zohrieva a chladne nemá na trvalosť straty sily žiadny vplyv.

Trvalá strata sily

Po prekročení maximálnej pracovnej teploty magnet zostane slabší aj po ochladení. Čím vyššiu teplotu magnet dosiahne, tým je trvalá strata jeho sily väčšia.  Opakované zohriatie na tú istú teplotu už väčšiu stratu sily nespôsobí. Nezáleží ani na tom, ako dlho bol magnet zohriaty.

Po dosiahnutí Curieho teploty (približne 300°C) stratí magnet 100% svojej sily.

Teplotná odolnosť NdFeB magnetov

Nie všetky neodýmové magnety majú rovnakú teplotnú odolnosť. Maximálnu pracovnú teplotu a Curie teplotu ovplyvňuje:

  • materiál magnetu
  • tvar magnetu
  • iné magnety a magnetické kovy v okolí

Materiál

Materiál neodýmového magnetu je obvykle označený skratkou NČČPP (napr. N38SH):

  • N znamená neodýmový magnet
  • ČČ je dvojciferné číslo od 25 do 55 a znamená silu magnetu. Čím vyššie číslo, tým je magnet silnejší. (Vedeckou rečou je to maximálny energetický produkt v jednotkách MGOe)
  • Na konci potom môžu byť 1 alebo 2 dve písmená (PP), ktoré označujú teplotnú odolnosť magnetu.

Maximálnu pracovnú a Curie teplotu podľa písmen na konci materiálu prezradí tabuľka nižšie:

Kód PP Maximálna pracovná teplota Curieho teplota
bez prípony 80 °C 310 °C
M 100 °C 320 °C
H 120 °C 320 – 350 °C
 SH 150 °C 340 – 360 °C
 UH 180 °C 350 – 380 °C
 EH 200 °C 350 – 380 °C
 AH 240 °C 350 – 380 °C

Teploty v tejto tabuľke sú však iba približné a reálne hodnoty môžu byť pre konkrétne magnety odlišné – a to aj výrazne. Konečná teplotná odolnosť magnetu totiž nemálo závisí aj od jeho tvaru a okolia.

V našom e-shope nájdete hlavne bežné magnety s odolnosťou do 80°C,  na mieru však dokážeme vyrobiť magnety z akéhokoľvek materiálu.

Tvar magnetu

Aj keď sú magnety z rovnakého materiálu, rôzne rozmery môžu spôsobiť rozdielnu teplotnú odolnosť. Hrubé magnety odolávajú vysokým teplotám lepšie ako tenšie. Teploty uvedené v predchádzajúcej tabuľke sú presné pre magnety v tvare valca, ktorý má priemer cca 4-krát väčší než výšku. Vplyv rozmerov na teplotnú odolnosť magnetu vidieť aj v nasledovnej tabuľke:

Magnet Materiál Štandardne uvádzaná max. prac. teplota Skutočná max. prac. teplota
Valec 10×1 mm N38 80°C cca 60°C
Valec 10×2 mm N38 80°C cca 80°C
Valec 10×3 mm N38 80°C cca 100°C
Valec 10×5 mm N38 80°C cca 120°C
Valec 10×10 mm N38 80°C cca 140°C

Magnety s tvarom kvádra alebo prsteňa sa správajú podobne. Pre tepelnú odolnosť magnetu nie je dôležitá veľkosť magnetu, záleží iba na pomere jeho rozmerov. Valce 5×5, 10×10 a 20×20 preto majú rovnakú maximálnu pracovnú a Curieho teplotu.

„Silnejšie“ materiály s vyšším číslom ČČ sú oproti nižším ČČ náchylnejšie na stratu sily už pri nižších teplotách:

Magnet Materiál Štandardne uvádzaná max. prac. teplota Skutočná max. prac. teplota
Valec 10×3 mm N38 80°C cca 100°C
Valec 10×3 mm N42 80°C cca 80°C
Valec 10×3 mm N52 65°C cca 60°C

Valce magnetizované diametrálne (póly majú na bokoch, nie na plochých stranách) mávajú často nízku teplotnú odolnosť. Ak majú byť vystavené vysokým teplotám, odporúčame ich pred použitím otestovať.

Okolie magnetu

Všetky predchádzajúce výpočty predpokladajú, že v blízkosti magnetu sa nenachádzajú ďalšie magnety ani magnetické kovy.

Ak je magnet vystavený opačnému magnetickému poľu (je odpudzovaný od iného magnetu), stráca silu už pri nižších teplotách. Ak má vonkajšie magnetické pole rovnaký smer ako pole magnetu (napríklad je umiestnený na ďalšom magnete), jeho teplotná odolnosť sa naopak zvyšuje.

Ak je magnet prilepený na oceli alebo inom feromagnetickom materiáli, jeho max. pracovná teplota sa mierne zníži.

Nízke teploty

Čím nižšia teplota, tým je neodýmový magnet silnejší. Platí to aj pre veľmi nízke teploty až po -130°C. Pri ochladení pod -130°C začne magnet strácať silu. Po zohriatí na izbovú teplotu sa sila vráti na pôvodnú hodnotu. Pri rýchlom náraste teploty sa môže magnet v dôsledku nerovnomernej termálnej expanzie zlomiť. Neodýmové magnety je možné bez poškodenia ochladiť tekutým dusíkom. Opätovné zohrievanie a ochladzovanie magnetu nemá na jeho silu vplyv, kým nie je prekročená maximálna pracovná teplota.

Potrebujete magnety s veľkou tepelnou odolnosťou?

Ak plánujete magnety vystavovať teplote vyššej ako 80°C, máte niekoľko možností:

  • Použiť bežné neodýmové magnety, ktoré v dôsledku zohriatia stratia zlomok svojej sily. Časť sily si však zachovajú, pokiaľ ich nezohrejete na Curie teplotu 300°C.
  • Použiť špeciálne neodýmové magnety s vysokou teplotnou odolnosťou. Takéto magnety vám vieme na mieru vyrobiť.
  • Použiť namiesto neodýmových magnetov iný typ magnetov. Vhodné sú napríklad feritové magnety, ktoré majú teplotnú odolnosť až do 250°C.

Našu ponuku teploodolných magnetov nájdete v kategórii magnety s vysokou teplotnou odolnosťou. Tiež si môžete vybrať z nasledujúceho zoznamu najpredávanejších magnetov s vysokou maximálnou pracovnou teplotou:

Podobné články

Vieš, čo spája vedca z minulosti s tvojím mobilom?

Vieš, čo spája vedca z minulosti s tvojím mobilom?

Vedel si, že tvoj mobil a obľúbené slúchadlá by bez objavov z 19. storočia neexistovali? Magnety, hoci sú často nenápadné,…