Hướng dẫn phương pháp từ hóa nam châm

Tháng 2 7, 2025

Phân loại vật liệu từ tính

Hầu hết các nam châm hiện đang được sử dụng trên thị trường đều thuộc loại nam châm vĩnh cửu, được chia thành hai loại chính:

1. Nam châm hợp kim kim loại: nam châm neodymium-sắt-boron, nam châm samarium-cobalt, nam châm alnico.

2. Nam châm vĩnh cửu ferit.

Nam châm được từ hóa như thế nào?

Từ hóa điện từ

Đây là một trong những phương pháp từ hóa phổ biến nhất. Trong phương pháp từ hóa điện từ, một nam châm được đặt vào cuộn dây solenoid – một hình trụ rỗng có thể chứa các nam châm có kích thước và hình dạng khác nhau – và cuộn dây được cấp điện để tạo ra một từ trường mạnh, từ đó làm từ hóa vật liệu từ tính nhằm duy trì tính từ.

Để tránh phải thao tác và lắp ráp nam châm trong điều kiện đã được từ hóa, đôi khi có thể tiến hành lắp ráp vật liệu từ tính trước, sau đó mới tiến hành từ hóa. Phương pháp này được gọi là quá trình từ hóa sau đối với toàn bộ sản phẩm.

Từ hóa tiếp xúc

Trong phương pháp từ hóa tiếp xúc, một nam châm mạnh (thường là nam châm vĩnh cửu) đã được từ hóa được đặt tiếp xúc trực tiếp với vật liệu cần từ hóa. Thông qua sự tiếp xúc này, các hạt từ trong vật liệu được sắp xếp lại trong một từ trường mạnh và từ đó thu được các tính chất từ tính.

Từ hóa do dao động

Trong quá trình từ hóa bằng dao động, một nam châm được đặt vào một thiết bị cụ thể, thiết bị này dao động với tần số và biên độ nhất định. Dao động này khiến vật liệu từ tính của nam châm sắp xếp theo hướng dao động, từ đó tạo ra hiện tượng từ hóa.

Dù sử dụng phương pháp nào, quá trình từ hóa nam châm cũng đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ cường độ, hướng và thời gian của từ trường để đảm bảo tính nhất quán và chất lượng của hiệu quả từ hóa. Nam châm sau khi được từ hóa cần được kiểm tra và kiểm định để đảm bảo đáp ứng các yêu cầu về tính năng từ tính đã quy định. Trong số các phương pháp từ hóa khác nhau, phương pháp từ hóa điện từ thường mang lại các tính chất từ tính tốt nhất.

Điều quan trọng nhất cần lưu ý về từ hóa là hướng từ hóa

Hướng từ hóa: thường được chia thành ba loại: từ hóa đơn cực, từ hóa đa cực, từ hóa theo mảng Helbeck.

1. Từ hóa đơn cực

Chủ yếu bao gồm: từ hóa dọc trục, từ hóa hướng tâm, từ hóa theo hướng độ dày, từ hóa dọc trục nhiều giai đoạn, từ hóa hướng tâm vòng trong, từ hóa hướng tỏa, v.v.

Nam châm hóa đơn cực là phương pháp sử dụng máy nam châm hóa và giá đỡ nam châm hóa hiện có để nam châm hóa vật liệu từ tính, và sản phẩm sau khi nam châm hóa sẽ có cực N và cực S (tức là chỉ có một cực ở một mặt).

2. Từ hóa đa cực

Từ hóa đa cực là phương pháp sử dụng các thiết bị từ hóa được thiết kế riêng để thực hiện quá trình từ hóa; sau khi từ hóa, trên cùng một nam châm sẽ có hơn hai cặp cực N và S (một mặt có nhiều cực).

3. Từ hóa mảng Halbach

Halbacharray là một cấu trúc lắp ráp nam châm tạo ra trường từ được thiết kế kỹ thuật nhằm mô phỏng gần đúng một cấu trúc lý tưởng. Các nam châm vĩnh cửu được sắp xếp theo các hướng từ hóa khác nhau sao cho trường từ ở một bên của mảng được tăng cường đáng kể, trong khi trường từ ở phía bên kia bị suy yếu đáng kể. Mục tiêu là tạo ra trường từ mạnh nhất trong khu vực làm việc với lượng trường từ ít nhất.

Ba loại từ hóa phổ biến

1. Từ hóa không bão hòa: Khi từ hóa vật liệu từ tính, năng lượng từ hóa nhỏ hơn 95% so với từ hóa bão hòa, phương pháp từ hóa này có tính đảo ngược; theo thời gian và dưới tác động kết hợp của lực từ trường bên ngoài, từ dư của nam châm sẽ dần suy giảm; phương pháp này chỉ được áp dụng trong các trường hợp công việc đặc biệt, thông thường không nên sử dụng phương pháp này.

2. Từ hóa bão hòa: Trong quá trình từ hóa vật liệu từ tính, năng lượng từ hóa cần thiết để tác động lên vật liệu từ tính, đặc tính từ hóa tại điểm uốn của năng lượng cần thiết, thông thường đối với vật liệu từ tính có lực cưỡng từ từ 1,5 đến 2 lần, giá trị nhỏ nhất thường là 2 lần, với cách từ hóa này, có thể đạt được trạng thái bão hòa từ hóa, và hiện tượng khử từ sẽ không xảy ra trong điều kiện bình thường.

3. Từ hóa quá bão hòa: Khi từ hóa vật liệu từ tính, năng lượng từ hóa phải vượt quá năng lượng cần thiết để đạt đến điểm uốn của đường đặc tính từ hóa của vật liệu từ tính, thường gấp 3 lần độ từ cứng bẩm sinh của vật liệu từ tính; do đặc tính của vật liệu từ tính, trường từ bề mặt của nam châm đạt trạng thái bão hòa, và cường độ của trường từ bên ngoài chỉ gây ra sự thay đổi nhỏ trong vật liệu từ tính. Nhìn chung, phương pháp từ hóa này thường được áp dụng trong các môi trường có yêu cầu cao về năng lượng từ.