Kalıcı mıknatıs malzemelerinin iki belirgin özelliği vardır: birincisi, dış manyetik alanın etkisi altında güçlü bir şekilde mıknatıslanabilmeleri; ikincisi ise histerezis, yani dış manyetik alan kaldırıldıktan sonra bile mıknatıslanmış halde kalmalarıdır. Dış manyetik alanın değişimi ile kalıcı mıknatısın manyetizmasının değişimi arasındaki ilişki, histerezis döngüsü (BH eğrisi) ve içsel manyetik bozunma eğrisi (JH eğrisi) olmak üzere iki eğri ile tanımlanabilir.
Histerezis Döngüsü
Manyetik alan Hs → Hc → o → – Hc → – Hs → – Hc → o → Hc → Hs sırasıyla değiştiğinde, karşılık gelen manyetik indüksiyon B, s-hcsHCS kapalı eğrisi boyunca değişir; bu eğriye B~H eğrisi (histerezis döngüsü) denir.
1. İlk manyetizasyon eğrisi
Şekildeki 0 noktası, sert manyetik malzemenin mıknatıslanmadan önce manyetik nötr durumda olduğunu, yani B = H = 0 olduğunu gösterir. Manyetik alan H sıfırdan artarken, manyetik indüksiyon B yavaşça artar, ardından B, H ile birlikte hızla artar ve sonra B yavaşça artar. H, HS’ye yükseldiğinde, B doygunluk değeri BS’ye ulaşır. Bu noktalı çizgi eğrisine başlangıç mıknatıslanma eğrisi denir.
2. Histerezis
Manyetik alan HS’den sıfıra doğru kademeli olarak azaldığında, manyetik indüksiyon B, ilk manyetizasyon eğrisi boyunca “0” noktasına geri dönmez, bunun yerine yeni bir ab eğrisi boyunca azalır. oa ve ab çizgilerini karşılaştırdığımızda, h’nin azaldığını ve b’nin de buna karşılık azaldığını görebiliriz, ancak B’nin değişimi H’nin değişiminin gerisinde kalır. Bu olaya histerezis denir. Histerezisin belirgin özelliği, h = 0 olduğunda B’nin sıfır olmaması, ancak kalıcı manyetizasyon br’yi korumasıdır.
3. Manyetik giderme eğrisi
Ters manyetik alan kademeli olarak 0’dan -Hc’ye değiştiğinde, manyetik indüksiyon B 0’a düşer; bu da kalıcı mıknatıslanmayı ortadan kaldırmak için ters manyetik alan uygulanması gerektiğini gösterir. HC, manyetik malzemenin kalıcı mıknatıslanma durumunu koruma yeteneğini yansıtan koersivite olarak adlandırılır ve BC çizgisi demanyetizasyon eğrisi olarak adlandırılır.
İçsel manyetik bozunma eğrisi
Dış manyetik alan H’nin değişimi manyetik indüksiyon B’nin değişimine neden olduğunda, manyetik polarizasyon J de değişir. Aralarındaki ilişkiyi tanımlamak için J~H eğrisini kullanabiliriz. Bu eğri, kalıcı mıknatıs malzemelerinin içsel manyetik özelliklerini yansıtır ve içsel manyetik bozunma eğrisi olarak adlandırılır. İçsel manyetik bozunma eğrisinde manyetik polarizasyon J 0 olduğunda, karşılık gelen manyetik alan şiddeti içsel koersivite Hcj olarak adlandırılır.
1. Diz noktası Hk
Şekilden de görülebileceği gibi, dış manyetik alan arttıkça mıknatısın manyetik polarizasyonu çok yavaş azalır, ancak dış manyetik alan belirli bir değerden büyük olduğunda manyetik polarizasyon hızla azalır. Genellikle, manyetik alanın azalma eğrisindeki Ji = 0,9Br noktasını manyetik alanın kırılma noktası veya diz noktası olarak adlandırırız ve karşılık gelen manyetik alan HK, yani diz koersivitesi olarak bilinir. Dış manyetik alan HK’den büyük olduğunda, mıknatısın performansı geri dönüşümsüz olarak kaybolur; bu da HK değerinin neden önemli olduğunun sebebidir.
2. Manyetik giderme eğrisinin kareliği Q
Manyetik bozunma eğrisinin kareliğini (Q) ifade etmek için HK ve Hcj oranını (Hk/Hcj) kullanıyoruz. Q’nun değer aralığı 0 ile 1 arasındadır. Q değeri 1’e ne kadar yakınsa, manyetik bozunma eğrisi o kadar kareye yakındır. Genellikle, kareliği Q > 0,9 olan ürünlerin nitelikli ürünler olduğunu düşünüyoruz.
3. Farklı sıcaklıklardaki manyetik giderme eğrileri
Genel olarak, kalıcı mıknatıs malzemesi üreticileri, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, farklı sıcaklıklarda çeşitli marka ürünlerinin manyetik bozunma eğrilerini sunarlar. Karmaşık görünebilir, ancak özü, birden fazla manyetik bozunma eğrisini ve içsel eğriyi tek bir grafikte sunmaktır.
