أنواع مغناطيسات النيكو وتطبيقاتها

مقدمة عن مغناطيسات النيكو

تعد مغناطيسات النيكو من بين أقدم المغناطيسات الدائمة. وقد تم استخدامها لأول مرة منذ بضعة عقود في مختلف الصناعات. حصلت هذه المغناطيسات على اسمها بناءً على المكونات الرئيسية: الألومنيوم والنيكل والكوبالت. ومع مرور الوقت، أضيفت أيضًا كميات ضئيلة من النحاس والحديد. عملت كل هذه المكونات معًا لإعطاء مغناطيسات النيكو خصائصها الفريدة. تتحول هذه المغناطيسات بسلاسة حتى عندما ترتفع درجات الحرارة.

أنواع مغناطيسات النيكو

تم إنتاج أنواع مختلفة من مغناطيسات النيكو على مر الزمن. ويشير المهندسون إليها في المقام الأول بالأرقام. بعض الأنواع الأكثر شيوعاً هي النيكو 2، والنيكو 3، والنيكو 4، والنيكو 5، والنيكو 8. لكل نوع تركيبة مميزة من المكونات. على سبيل المثال، يحتوي النيكو 2 على تركيز أعلى من الحديد. ومن ناحية أخرى، يشتمل النيكو 5 على تركيبة متساوية مع نسب بسيطة من النحاس. وللاختلافات اختلافات في القوة المغناطيسية ومستويات درجة الحرارة.

ويتمتع النيكو 3 والنيكو 4 بشروط ثبات أقل تطلباً. ويكتسب النيكو 8 ميزة من خلال وجود قيمة أعلى من التشبع. ويتم استخدامه عندما تنطوي الحالة على درجات حرارة أكثر دفئاً. تؤثر التغييرات الصغيرة في التركيب على كيفية أدائها. يتيح هذا التنوع للمهندسين اختيار المغناطيس المناسب لسيناريو معين.

الخصائص المغناطيسية وخصائص الأداء

تكمن أناقة مغناطيسات ألنيكو في خواصها المغناطيسية، فهي تتمتع بقابلية إكراه عالية ، وهي مقاومة لإزالة المغناطيسية حتى في البيئات الصعبة. على سبيل المثال، معظم أنواع النيكو مقاومة لمجالات إزالة المغنطة التي تتراوح بين 3000 إلى 5000 أويرستد. وعادة ما يتراوح منتج الطاقة الخاص بها حوالي 5 إلى 9 ميجا أوغستيد. منتج الطاقة هذا أقل من بعض المغناطيسات الحديثة الأخرى ولكنه كافٍ لمعظم التطبيقات في الممارسة العملية.

أداء درجة الحرارة هو أحد خصائصها البارزة. تتمتع مغناطيسات ألنيكو بدرجة حرارة كوري عالية ، وغالبًا ما تكون حوالي 550 درجة مئوية. وهذا يعني أنها يمكن أن تعمل في الظروف الحارة. وهذا يجعلها مفيدة في تطبيقات مثل اللفات وأجهزة الاستشعار التي تعمل تحت ضغط حراري. القوة الميكانيكية هي جانب إيجابي آخر، فعلى الرغم من أنها ليست قوية مثل بعض الأصناف المركبة الأحدث، إلا أنها تعمل بشكل جيد في الظروف الصناعية منذ عدة عقود حتى الآن.

تُستخدم في معدات مثل القيثارات الكهربائية، والإشارات واضحة. يمكن أن تعتمد الأدوات التكنولوجية أيضاً على أدائها المستقر تحت الحرارة. حتى في أنظمة الكبح، يضمن المجال المغناطيسي المستقر لمغناطيسات النيكو أداءً مستقرًا. وتسمح استجاباتها المستقرة للمهندسين بدمجها في التصميمات ذات التفاوتات الضيقة.

تطبيقات مغناطيسات النيكو

يتم استخدام مغناطيسات النيكو على نطاق واسع جداً. وعادة ما توجد في المحركات الكهربائية. وفي هذه المحركات، تُستخدم المغناطيسات لتوفير مجال مغناطيسي ثابت. وتوجد في أجهزة الاستشعار أيضاً. وهناك العديد من أنظمة التحكم القديمة التي تعتمد عليها. تستخدم منظمات الحرارة، على سبيل المثال، هذه المغناطيسات لضبط الأشياء.

في القيثارات الكهربائية، تعطي مغناطيسات النيكو نغمة دافئة. وتستخدم مغناطيسات النيكو في معظم القيثارات القديمة لإنتاج نغمتها. الكبح المغناطيسي في القطارات والكبح المغناطيسي في الملاهي من الاستخدامات الأخرى في حياتنا، حيث إن تشغيل ألنيكو الثابت في درجات حرارة مرتفعة يستحق ذلك في مثل هذه الاستخدامات.

وتستخدم بعض أجهزة توليد الطاقة مغناطيسات ألنيكو. فهي تجلب الموثوقية للنظام. وحيثما تكون هناك حاجة إلى وجود مرجع مغناطيسي لجهاز إلكتروني ما، فإن مغناطيسات ألنيكو تحتل هذا الموقع. وفي أجهزة القياس، يوفر ثباتها في أجهزة القياس قياسات دقيقة. كما أن قدرتها على التحمل الحراري تجعلها الخيار المفضل في معظم التطبيقات.

مغناطيسات النيكو مقابل مغناطيسات النيوديميوم

مغناطيسات النيوديميوم هي فئة جديدة من المغناطيسات الدائمة. تحتوي مغناطيسات النيوديميوم على طاقة مغناطيسية عالية جدًا. يمكن لمغناطيس النيوديميوم توليد مجالات أقوى في أحجام أصغر. لكن هذه المغناطيسات لها مشاكل أيضًا. فهي أقل ليونة من مغناطيسات ألنيكو. مغناطيسات النيوديميوم عرضة للتلف في حالة حدوث صدمة ميكانيكية.

ومن ناحية أخرى، تتمتع مغناطيسات النيكو بمقاومة أعلى لدرجات الحرارة بسبب ارتفاع درجة حرارة كوري. فهي تظل مستقرة مغناطيسيًا في درجات الحرارة التي تبدأ فيها مغناطيسات النيوديميوم في فقدان وظيفتها. ثانيًا، تمتلك مغناطيسات النيكو عملية إزالة مغناطيسية أقل خشونة. في حين أن الحد الأقصى لمنتجاتها من الطاقة أقل، إلا أن موثوقيتها الثابتة جعلتها خيارًا لفترات تشغيل أطول. عندما تكون الحرارة والاهتزازات من أسباب القلق، يمكن أن توفر مغناطيسات ألنيكو بديلاً أكثر أمانًا.

يعتمد اختيار استخدام النيكو أو النيوديميوم على متطلبات كل مشروع. في الاستخدام عالي الأداء في الأجهزة المدمجة، هناك فائدة في استخدام مغناطيس النيوديميوم. ولكن إذا كانت الموثوقية في الحرارة مهمة، فإن المهندسين المتمرسين لا يزالون يفضلون مغناطيسات ألنيكو.

الخاتمة

يظل مغناطيس النيكو مادة مهمة للاستخدام في الصناعة وكذلك المستهلكين. إن موثوقيتها في الأداء لعقود عديدة هو ما يميز تصميمها. تقدم جميع درجات النيكو المختلفة، وهي النيكو 2 إلى النيكو 8، مجموعة من المزايا بناءً على التطبيقات. فهي تتمتع بإكراه جيد ومقاومة درجات الحرارة العالية كخصائص مغناطيسية. وهذا يجعلها مفيدة في تطبيقات مثل المحركات الكهربائية وأجهزة الاستشعار والآلات الموسيقية. لمزيد من أنواع المغناطيس الدائم، يُرجى مراجعة Stanford Advanced Materials (SAM).

الأسئلة المتداولة

س: مم تتكون مغناطيسات النيكو؟

س: تتكون في الغالب من الألومنيوم والنيكل والكوبالت مع آثار من الحديد ومكونات ثانوية أخرى.

و: ما هو مغناطيس النيكو الأكثر شيوعًا في الصناعة؟

س: عادةً ما يُستخدم النيكو 5 لأنه يجد حلاً وسطاً جيداً بين الثبات والقوة.

و: كيف يُقارن مغناطيس ألنيكو بمغناطيس النيوديميوم؟

س: تتميز مغناطيسات النيكو بمقاومة عالية لدرجات الحرارة بينما تنتج مغناطيسات النيوديميوم مجالاً مغناطيسيًّا أقوى.