AlNiCo magnety jsou permanentní magnety ze směsi hliníku, niklu, kobaltu a železa. Vynikají především odolností vůči vysokým teplotám, dobrou odolností proti korozi a stabilními magnetickými vlastnostmi. Podle konkrétního typu mohou fungovat při teplotách až kolem 450 °C. Podívejte se, jaké tvary AlNiCo magnetů existují a kde se používají.
Co jsou AlNiCo magnety
Název AlNiCo vznikl spojením chemických značek tří prvků: Al (hliník), Ni (nikl) a Co (kobalt). Polotovar pro výrobu může obsahuje také železo a podle konkrétního typu zahrnovat například měď nebo titan.
AlNiCo patří mezi tradiční materiály pro výrobu permanentních magnetů. Ve 30. letech 20. století se rozšířilo díky magnetickým vlastnostem, které předčily tehdy běžně používané magnetické oceli. Dnes se používá zejména tam, kde záleží na odolnosti vůči vysokým teplotám a stabilitě magnetického pole.
Jednotlivé druhy AlNiCo magnetů se liší způsobem výroby i magnetickými vlastnostmi. Vyrábějí se v různých tvarech – od tyčových a podkovovitých magnetů až po speciální součásti technických zařízení a AlNiCo úchyty.
Jaké vlastnosti mají AlNiCo magnety
AlNiCo magnety jsou, společně s SmCo magnety, jedinečné odolností vůči vysokým teplotám. Mají také dobrou odolnost proti korozi a stabilní magnetické vlastnosti. Mají ale také slabinu: v porovnání s některými jinými magnetickými materiály je snáze demagnetizuje nevhodně orientované vnější magnetické pole.
Jejich hlavní přednosti jsou:
- Vysoká teplotní odolnost. Vhodné typy AlNiCo magnetů mohou pracovat i při teplotách, při kterých už řada jiných permanentních magnetů ztrácí magnetické vlastnosti. Konkrétní limit závisí na typu magnetu a podmínkách použití.
- Dobrá teplotní stabilita. Jejich magnetické vlastnosti se při změnách teploty mění relativně málo. To se hodí například v měřicích přístrojích a snímačích, kde je důležitý stabilní výsledek.
- Odolnost proti korozi. AlNiCo obvykle nepotřebuje ochranný povlak proti korozi. Přesto není odolné vůči všem chemikáliím a prostředím.
- Vysoká zbytková magnetická indukce (remanence). Po zmagnetování si materiál dokáže udržet vysokou zbytkovou magnetickou indukci. To ale samo o sobě neznamená, že bude mít magnet větší přídržnou sílu než neodymový magnet stejné velikosti.
- Dlouhodobá stabilita. Při správném návrhu a použití si AlNiCo magnety mohou zachovat své vlastnosti po mnoho let.
Jaké jsou nevýhody AlNiCo magnetů?
AlNiCo má relativně nízkou koercitivní sílu, tedy menší odolnost proti demagnetizaci. Magnet proto může ztratit část magnetizace, pokud na něj nevhodně působí jiné magnetické pole. Důležitý je proto správný návrh magnetického obvodu.
Další nevýhodou je křehkost. AlNiCo je tvrdé, ale při nárazu nebo pádu může prasknout či se odštípnout, proto s ním zacházejte opatrně.
Do jaké teploty AlNiCo magnety odolávají
Jednou z hlavních předností AlNiCo magnetů je odolnost vůči vysokým teplotám. Podle konkrétního typu mohou fungovat až při teplotách kolem 450 °C. Proto se hodí do zařízení, ve kterých by běžné neodymové magnety tak vysoké teploty nezvládly.
Zahřívání přesto může magnetické vlastnosti ovlivnit. Při výběru sledujte maximální pracovní teplotu konkrétního magnetu. Tu nelze zaměňovat s Curieovou teplotou, při které materiál ztrácí feromagnetické uspořádání. U AlNiCo se Curieova teplota podle složení slitiny pohybuje přibližně mezi 760 a 890 °C. Nejde však o běžnou provozní teplotu magnetu.
Které druhy a tvary AlNiCo magnetů existují
AlNiCo magnety se vyrábějí v různých tvarech podle způsobu použití. Klasikou jsou tyčové a podkovovité magnety, které známe například ze školních pokusů s magnetismem. V technických zařízeních se používají také válcové, kotoučové, prstencové a další speciálně tvarované magnety.
Tvar ovlivňuje nejen způsob použití, ale také chování magnetického pole a odolnost magnetu proti demagnetizaci. Záleží mimo jiné na poměru délky a průměru magnetu.
Zvláštní skupinu tvoří AlNiCo magnetické úchyty. Jejich konstrukce usměrňuje magnetické pole tak, aby úchyt držel kovové předměty i při vysokých teplotách. Více se jim věnujeme v článku o AlNiCo magnetických úchytech.
Jednotlivé třídy AlNiCo se liší magnetickými vlastnostmi a maximálními energetickými parametry. Na trhu najdete například třídy LN10, LNG12, LNG13 a LNG18, výkonnější varianty LNG37, LNG40, LNG44, LNG52 a LNG60 i speciální třídy LNGT18, LNGT88 a LNGT36J.
Při výběru konkrétní třídy záleží na požadovaných magnetických vlastnostech a podmínkách použití.
Jak se AlNiCo magnety vyrábějí
AlNiCo magnety se vyrábějí dvěma hlavními postupy: odléváním a sintrováním, slinováním. Při odlévání výrobce roztaví materiál a nalije do formy požadovaného tvaru. Při slinování naopak vychází z kovového prášku, který slisuje a následně za vysoké teploty zahřeje, aby se částice spojily.
Podle konkrétní třídy obsahují hliníko-niklo-kobaltové magnety přibližně 40–70 % železa, 5–40 % kobaltu, 10–28 % niklu a 7–13 % hliníku. Mohou obsahovat také měď, titan a další přísady, které ovlivňují jejich magnetické vlastnosti.
Po vytvarování následuje tepelné zpracování, které pomáhá dosáhnout požadovaných magnetických vlastností. Nakonec ve výrobně magnet zmagnetují působením silného magnetického pole. Zvolený výrobní postup ovlivňuje vlastnosti.
Kde AlNiCo magnety používají?
AlNiCo magnety konstruktéři a inženýři využívají především tam, kde je důležitá odolnost vůči vysokým teplotám a stabilní magnetické pole. Najdete je například v měřicích přístrojích, snímačích, elektrotechnických zařízeních a některých typech elektromotorů či generátorů.
Tyčové AlNiCo magnety a školní podkovy i magnetické kvádry používají učitelé při výuce fyziky a v magnetických experimentech. Díky teplotní odolnosti mají AlNiCo magnety uplatnění i ve speciálních průmyslových aplikacích. Konkrétní vhodnost vždy závisí na provozní teplotě, tvaru magnetu a dalších podmínkách.
Podívejte se na fyzikální údaje AlNiCo magnetů.
AlNiCo není univerzální volbou pro každou situaci. Přednosti „hliníkových“ magnetů vyniknou zejména tam, kde je důležitá vysoká teplotní odolnost, odolnost proti korozi nebo dlouhodobě stabilní magnetické pole.
Přehled dalších typů magnetů a jejich vlastností najdete v článku Poznejte všechny druhy magnetů: neodymové, feritové, SmCo i AlNiCo.
Proč je někdy potřeba AlNiCo magnety znovu zmagnetovat?
AlNiCo magnety se mohou demagnetizovat působením nevhodně orientovaného vnějšího magnetického pole. Proto je důležité správné zacházení a skladování.
AlNiCo magnetické úchyty dodáváme se speciálním ocelovým jhem, které uzavírá magnetický obvod a pomáhá chránit magnet před demagnetizací.
Pokud magnet přesto ztratí část magnetizace, lze ji za určitých podmínek obnovit opětovným zmagnetováním ve speciálním zařízení.
Více se tomuto tématu věnujeme v článku Jak remagnetizovat feritové magnetické pásky a AlNiCo magnety.
Jak vybrat správný AlNiCo magnet
Při výběru AlNiCo magnetu záleží především na tom, k čemu jej potřebujete. Důležitý je požadovaný tvar a velikost, pracovní teplota i způsob použití. Pro technické aplikace se hodí jiné provedení než pro školní pokusy nebo uchycení kovových předmětů.
Pokud hledáte magnet pro provoz při vysokých teplotách, ověřte si maximální pracovní teplotu konkrétního výrobku. Počítejte také s nižší odolností AlNiCo proti demagnetizaci a s tím, že jde o poměrně křehký materiál.
Vybírat u nás můžete třeba tyčové AlNiCo magnety, podkovovité AlNiCo magnety a AlNiCo magnetické úchyty. Z AlNiCo jsou vyrobené i školní magnety.
AlNiCo magnety: Časté otázky a odpovědi
1) Z čeho se vyrábějí AlNiCo magnety?
Vyrábějí se ze směsi železa, hliníku, niklu a kobaltu metodou slévání, anebo slinování, sintrování. Podle konkrétního typu mohou obsahovat také další prvky, například měď nebo titan.
2) Jakou teplotu AlNiCo magnety vydrží?
Podle konkrétního typu mohou AlNiCo magnety fungovat při teplotách až kolem 450 °C. Vždy záleží na specifikaci daného magnetu a podmínkách použití.
3) Rezaví AlNiCo magnety?
AlNiCo magnety mají dobrou odolnost proti korozi a zpravidla nepotřebují ochrannou vrstvu. Přesto nejsou odolné vůči všem chemikáliím a prostředím.
4) Jsou AlNiCo magnety křehké?
Ano. Přestože jsou tvrdé, mohou při nárazu nebo pádu prasknout nebo se odštípnout. Při manipulaci s nimi proto dávejte pozor na údery a pády na tvrdý povrch.
5) Lze AlNiCo magnet znovu zmagnetovat?
Ano. Pokud magnet ztratí část magnetizace, lze ji za vhodných podmínek obnovit pomocí speciálního magnetizačního zařízení. Podrobnosti najdete v článku Jak remagnetizovat feritové magnetické pásky a AlNiCo magnety.
