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Magneti permanenti

I magneti permanenti sono oggetti di fascino inestimabile; spesso ci permettono di sognare grandi invenzioni, ci invogliano ad attuare i ns. progetti e stuzzicano la nostra curiosità. Il loro fascino è dovuto senza dubbio alla vasta gamma di applicazioni nelle quali trovano impiego… tutto quanto ci circonda potrebbe contenere dei materiali magnetici… il televisore, il telefono, la nostra autovettura, il forno a microonde ed anche, perché no, il computer dal quale stiamo leggendo queste righe…

Molto è stato scoperto su questo affascinante mondo ma molto è ancora da scoprire… svariate applicazioni potrebbero trovare uno sbocco futuro con l’utilizzo dei materiali magnetici… dalle più semplici alle più avanzate ricerche quali il settore energetico, movimentazione e free-energy

materiali antichi per un futuro lontano

Cominciamo il nostro viaggio imparando qualcosa di più sui materiali magnetici.

I materiali magnetici:

Magneti in Ferrite
Gomma Magnetica
Magneti in AlNiCo
Magneti in Terre rare (NdFeB - SmCo)
Assemblaggi Magnetici
Altri prodotti

Proprietà magnetiche

Ogni materiale possiede proprietà magnetiche ben definite. Tramite queste proprietà è possibile identificare il materiale da utilizzare nell’applicazione interessata. Per meglio comprendere il significato di tali proprietà abbiamo realizzato un breve glossario visibile cliccando la terminologia riportata in tabella:

Materiale Grado Proprietà Magnetiche
Br (G) bHc (Oe) jHc (Oe) BHMax (MGOe) T°Max (°C)
Ferrite Isotropa Sinterox I 2.300 1.800 2.800 1,00–1,10 450
Ferrite Anisotropa Sinterox II 3.900 2.700 2.500 3,30–3,70 450
Ferrite Anisotropa Sinterox III 3.900 3.000 2.900 3,40–3,80 450
AlNiCo V 12.500 600 --- 5,00 600
Gomma Magnetica PLM 150 2.400 1.900 2.500 1,4 100
NdFeB N35 12.000 10.500 12.000 33,00–36,00 80
NdFeB N50 14.500 11.500 11.000 48,00–51,00 80
NdFeB N33SH 11.500 10.500 19.000 30,00–33,00 150
NdFeB N33UH 11.500 10.500 25.000 31,00–34,00 180
SmCo5 18 8.500 8.000 15.000 17,00-19,00 250
Sm2Co17 24 10.000 9.000 15.000 22,00–24,00 300

Br Induzione Residua
Rappresenta la magnetizzazione residua in un materiale magnetico che è stato magnetizzato sino a saturazione in circuito chiuso.
L'unità di misura è il Tesla (T) o il Gauss (G).

bHc Forza Coercitiva
Forza necessaria affinchè avvenga il processo di smagnetizzazione. Indica l'intensità di campo smagnetizzante in grado di riportare la magnetizzazione di un magnete magnetizzato in precedenza a saturazione al valore zero. Le sue unità di misura sono l'Oersted (Oe), il KA/m o l'A/m.

jHc Forza Coercitiva Intrinseca
Forza che si oppone alla magnetizzazione e alla smagnetizzazione di un magnete e di conseguenza forza da vincere nel caso si intenda magnetizzare o smagnetizzare un magnete. Il suo valore si determina dalla curva di isteresi. Le sue unità di misura sono l'Oersted (Oe), il KA/m o l'A/m.

BHMax Prodotto di Energia
Valore massimo del prodotto tra B e H sulla curva di smagnetizzazione. Il valore BHmax è indirettamente proporzionale al volume di magnete necessario per una determinata applicazione, ciò significa che tanto maggiore è il valore BHMax tanto minore può essere il volume del magnete.
Tale affermazione trova riscontro reale solamente nel caso in cui ci sia parità di condizioni.

La Magnetizzazione

Il processo di magnetizzazione viene effettuato impattando per alcuni millisecondi sulla superficie da magnetizzare una forza induttiva che supera di almeno due o tre volte il campo coercitivo jHc. Per effettuare questa operazione si utilizzano apparecchiature in grado di fornire scariche elettriche ad alta energia convogliate all'interno di una particolare bobina di magnetizzazione.

Le possibilità di magnetizzazione sono le seguenti:

Magnetizzazione assiale

Magnetizzazione assiale attraverso lo spessore.
Questo tipo di magnetizzazione è applicabile sia ai magneti Isotropi che Anisotropi.
Per i magneti anisotropi è però condizione necessaria che l’orientamento preferenziale sia nelle medesima direzione della magnetizzazione.
Ideale per altoparlanti, sensori e molteplici altre applicazioni.

Magnetizzazione assiale poli alternati

Magnetizzazione assiale a settori con poli alternati.
Questo tipo di magnetizzazione è applicabile sia ai magneti Isotropi che Anisotropi.
Per i magneti anisotropi è però condizione necessaria che l’orientamento preferenziale sia nelle medesima direzione della magnetizzazione.
Ideale per motori asincroni, accoppiamenti magnetici e sensori Hall.

Magnetizzazione radiale

Magnetizzazione radiale.
Questo tipo di magnetizzazione è applicabile sia ai magneti Isotropi che Anisotropi.
Per i magneti anisotropi è applicabile solamente con alcuni materiali.
Ideale per indicatori di livello fluidi e sensori.

Magnetizzazione diametrale

Magnetizzazione diametrale.
Questo tipo di magnetizzazione è applicabile sia ai magneti Isotropi che Anisotropi.
Per i magneti anisotropi è applicabile solamente con alcuni materiali.
Ideale per motori sincroni e pompe.

Magnetizzazione

Magnetizzazione a settori con poli alternati su una faccia.
Questo tipo di magnetizzazione è applicabile sia ai magneti Isotropi che Anisotropi.
Per i magneti anisotropi è però condizione necessaria che l’orientamento preferenziale sia nelle medesima direzione della magnetizzazione.
Ideale per accoppiamenti magnetici, magneti di tenuta, sensori Hall.

Magnetizzazione

Magnetizzazione a più poli sul diametro esterno.
Questo tipo di magnetizzazione è applicabile solo ai magneti Isotropi.
Ideale per motori, dinamo, tachimetri, contatori e sensori.

Magnetizzazione interno

Magnetizzazione a più poli sul diametro interno.
Questo tipo di magnetizzazione è applicabile solo ai magneti Isotropi.
Ideale per pompe a trascinamento magnetico, motori, tachimetri, sensori, frizioni magnetiche.

Magnetizzazione Radiale

Magnetizzazione Radiale.
Questo tipo di magnetizzazione è applicabile sia ai magneti Isotropi che Anisotropi.
Per i magneti anisotropi è però condizione necessaria che l’orientamento preferenziale sia nelle medesima direzione della magnetizzazione.
Ideale per motori, generatori, trascinamenti magnetici.


Alcune note sulla sicurezza

I magneti permanenti per quanto possano essere interessanti possono anche essere pericolosi se non adeguatamente utilizzati:
POSSONO CREARE DISTURBI AI PORTATORI DI PACEMAKER ED ALTRI APPARECCHI MEDICI.

Maneggiare i magneti
Alcuni di essi sono molto potenti pertanto possono attrarsi o respingersi tra loro causando a volte spiacevoli inconvenienti alle dita. E' inoltre importante ricordare che anche magneti distanti tra loro possono comunque attrarre altri materiali ferromagnetici!

Protezione degli occhi
I magneti ceramici sono molto duri ma si scheggiano facilmente. Ne consegue che quando dei magneti attraggono a loro dei corpi con violenza possano essere liberate delle schegge o frammenti. E' consigliato l'uso di occhiali o di altra protezione.

Infiammabilità
I magneti non sono infiammabili in normali condizioni d'uso ma scontrandosi violentemente tra loro possono provocare scintille.
Si consiglia di maneggiarli lontano da fonti facilmente infiammabili. Se possibile evitate di lavorare i magneti con macchine utensili e se proprio dovete farlo ricordatevi di farlo con molta acqua in quanto alcuni materiali (NdFeB e SmCo) possono iniziare un processo di autocombustione se eccessivamente surriscaldati.

Effetti sugli apparecchi elettronici.
Un forte campo magnetico può danneggiare irreversibilmente alcuni apparecchi elettrici od elettronici. Se ne consiglia l'uso lontano da questi apparecchi.

Effetti sugli umani
I materiali magnetici non hanno effetto negativo conosciuto sulla salute dell'uomo. E' tuttavia opportuno ricordare che si tratta di materiali ceramici e metallici pertanto se ne sconsiglia l'uso alle persone allergiche. Attenzione particolare ai piccoli magneti che potrebbero essere ingeriti dai bambini.