Neodimyum-Demir-Bor (NdFeB) mıknatısları, günümüzün en güçlü kalıcı mıknatıslarıdır ve elektrikli motorlardan rüzgar türbinlerine kadar birçok kritik teknolojide güç yoğunluğunu artırır. Bu mıknatısların performansını kesin olarak anlamak için, mıknatıslanma eğrileri, yani histerezis döngüsü (B-H eğrisi veya M-H eğrisi) hayati öneme sahiptir. Bu eğriler, mıknatısın dış manyetik alana karşı davranışını ve kalıcı manyetik özelliklerini detaylandırır.
İşte NdFeB mıknatıslarının histerezis döngüsünü laboratuvar ortamında ölçmeye yönelik temel metrikler ve kılavuz adımları.
Temel Kavramlar: Histerezis Döngüsünün Kritik Metrikleri
Histerezis döngüsü, malzemeye uygulanan manyetik alan şiddeti (H) ile malzemenin gösterdiği manyetik akı yoğunluğu (B) veya manyetizasyon (M) arasındaki ilişkiyi gösteren kapalı bir eğridir. Kalıcı mıknatıslar için en önemli kısım, eğrinin ikinci çeyreğidir (demanyetizasyon bölgesi).
| Metrik | Sembol | Anlamı ve Önemi |
| Remanans (Artık Mıknatıslanma) | Br | Dış manyetik alan (H) sıfıra indirildiğinde mıknatısın tuttuğu manyetik akı yoğunluğudur. Mıknatısın gücünün ana göstergesidir. |
| İç Koersivite | Hci | Mıknatısın iç manyetizasyonunu (M) sıfıra indirmek için gereken ters manyetik alan şiddetidir. Mıknatısın demanyetizasyona (mıknatıslık kaybına) karşı direncini gösterir. |
| Koersivite | Hc | Manyetik akı yoğunluğunu (B) sıfıra indirmek için gereken ters manyetik alan şiddetidir. |
| Maksimum Enerji Ürünü | (BH)maks | B-H eğrisi üzerindeki B ve H değerlerinin çarpımının en yüksek olduğu noktadır. Mıknatısın birim hacim başına depolayabileceği maksimum manyetik enerjiyi gösterir. |
NdFeB gibi kalıcı mıknatısların histerezis döngüsünü ölçmek için en yaygın ve hassas laboratuvar aracı Titreşimli Numune Manyetometresi (VSM) veya Süperiletken Kuantum Girişim Cihazı (SQUID) bazlı manyetometrelerdir.
Örnek Şekli: Genellikle küp veya silindir şeklinde küçük, standart boyutlu (örneğin 2x2x2 mm) bir NdFeB mıknatıs parçası kullanılır.
Oryantasyon: NdFeB mıknatıslar anizotropiktir, yani manyetik özellikleri yön bağımlıdır. Ölçüm, genellikle mıknatısın kolay mıknatıslanma ekseni (kolay yön) boyunca yapılır.
Numunenin Yerleştirilmesi: Mıknatıs numunesi, VSM'nin numune tutucusuna sıkıca sabitlenir ve ölçüm sırasında istenen manyetik alan yönünde hizalanır.
Sıcaklık Kontrolü: NdFeB mıknatısların özellikleri sıcaklığa duyarlıdır. Ölçüm genellikle oda sıcaklığında (20-25 Santigrat derece) yapılır, ancak çalışma sıcaklığındaki performansını değerlendirmek için farklı sıcaklıklarda da ölçüm yapılabilir.
Doygunluk: Mıknatıs, tüm manyetik domenlerin hizalanmasını sağlamak için başlangıçta güçlü bir pozitif manyetik alana (H) maruz bırakılır (Doygunluk Manyetizasyonu, Ms). Bu, eğrinin başlangıç noktasını belirler.
Alan Şiddetini Azaltma: Uygulanan H alanı sıfıra indirilir. Bu noktada okunan B (veya M) değeri Remanans (Br) değerini verir.
Ters Manyetik Alan: H alanı ters yönde (negatif) uygulanmaya başlanır. Bu alan, mıknatısın kalıcı manyetizasyonunu sıfıra düşürmeyi hedefler. B veya M sıfıra ulaştığında okunan değer Koersivite (Hc veya Hci) değerini verir.
Tam Döngü: Negatif alan şiddeti artırılır ve ardından tekrar pozitif alana doğru döndürülerek döngü tamamlanır. Elde edilen kapalı eğri, NdFeB mıknatısının histerezis döngüsüdür.
Ölçülen B-H eğrisi verileri kullanılarak Br, Hc ve özellikle maksimum enerji ürünü (BH)maks hesaplanır. Üreticiler, malzeme partilerinin tutarlılığını ve kalite standartlarını karşılayıp karşılamadığını kontrol etmek için bu metrikleri kullanır. Yüksek Hci değeri, mıknatısın demanyetizasyon direncinde başarılı olduğunu gösterir, bu da motor uygulamalarında kritik öneme sahiptir.
