Định hướng và hướng từ hóa của thép từ

Hướng từ hóa phụ thuộc vào hướng định hướng

Xác định hướng từ hóa dễ dựa trên hướng định hướng và chỉ theo hướng từ hóa dễ, nam châm mới có thể đạt đến trạng thái bão hòa với năng lượng tối thiểu. Định hướng là gì? Định hướng thực chất là từ hóa, nhưng trong quá trình sản xuất và tạo hình thép từ, từ hóa trước được thực hiện trên bột từ chưa được cô đặc cuối cùng hoặc trên hợp kim chưa hình thành pha trong quá trình xử lý nhiệt, do đó các miền từ được sắp xếp đồng đều nhất có thể theo hướng của trường từ hóa. Sự sắp xếp càng cao thì định hướng càng tốt và từ tính dư của nam châm cuối cùng càng cao. Định hướng có thể được coi đơn giản là xây dựng đường, tương tự như việc xây dựng đường cao tốc bắc-nam. Các phương tiện chỉ có thể đi về phía nam hoặc phía bắc và không thể đi theo các hướng khác. Các miền từ sau khi định hướng cũng có thể được sắp xếp theo cả hai hướng, nghĩa là nếu chúng được định hướng theo chiều thẳng đứng, chúng chỉ có thể được từ hóa theo hướng thẳng đứng, có thể là lên N và xuống S, hoặc lên S và xuống N. Theo việc có giai đoạn định hướng trong quá trình sản xuất thép từ hay không, vật liệu nam châm vĩnh cửu có thể được chia thành hai loại, trong đó những vật liệu có định hướng được gọi là vật liệu dị hướng (còn gọi là dị hướng), và những vật liệu không định hướng được gọi là vật liệu đẳng hướng (còn gọi là đẳng hướng). Tính chất từ ​​của vật liệu dị hướng mạnh hơn tính chất từ ​​của vật liệu đẳng hướng. Từ tính dư của vật liệu đẳng hướng chỉ có thể đạt tới một nửa tính dị hướng và tích năng lượng từ chỉ có thể đạt tới một phần tư tính dị hướng. Tuy nhiên, lực kháng từ nội tại của đẳng hướng cao hơn tính dị hướng và đường cong khử từ của dị hướng có độ vuông góc tốt hơn, trong khi độ vuông góc của đẳng hướng kém hơn. Các loại nam châm khác nhau cũng có sự khác biệt nhỏ về hướng, trong đó phổ biến nhất là hướng từ trường, có nghĩa là trong quá trình đúc hoặc xử lý nhiệt, một từ trường mạnh (thường trên 1,5T) được áp dụng để làm cho hầu hết trục C của các hạt miền đơn quay theo cùng một hướng để đạt được hiệu ứng định hướng. Ngoài định hướng từ trường, còn có các phương pháp định hướng biến dạng nhiệt và định hướng áp suất được phát triển bằng cách sử dụng tính dị hướng hình dạng của một số miền từ.

Đối với thép từ dị hướng, do sự sắp xếp có trật tự của các miền từ sau khi định hướng, từ hóa phải nằm trên cùng một trục hoặc cùng kích thước với hướng định hướng, như thể hiện trong hình sau. Đối với thép từ định hướng cao, từ hóa có thể được thực hiện theo sự kết hợp của lên N và xuống S hoặc lên S và xuống N.

Nam châm đẳng hướng không định hướng, nghĩa là các miền từ của chúng được sắp xếp theo cách hỗn loạn. Mặc dù hiệu suất của chúng không cao, nhưng chúng có thể được từ hóa theo mọi hướng tùy thuộc vào loại từ trường được áp dụng. Do đó, giống như một số lượng lớn các vòng sắt bo neodymium liên kết đẳng hướng được tạo thành các vòng đa cực bức xạ, bất kỳ phương pháp từ hóa nào có thể được thực hiện bằng một vật cố định từ hóa đều có thể từ hóa nam châm, như thể hiện trong hình sau.