ในระบบอุตสาหกรรมสมัยใหม่ แม่เหล็กมีบทบาทสำคัญ ตั้งแต่เซ็นเซอร์ขนาดเล็กไปจนถึงมอเตอร์ขนาดใหญ่ ตั้งแต่อุปกรณ์ทางการแพทย์ไปจนถึงการใช้งานด้านการบินและอวกาศ แม่เหล็กมีอยู่ทั่วไป อย่างไรก็ตาม ด้วยวัสดุแม่เหล็กที่มีอยู่มากมาย การเลือกประเภทที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานเฉพาะจึงกลายเป็นความท้าทายที่สำคัญสำหรับวิศวกรและนักออกแบบ

ในฐานะวัสดุที่สามารถสร้างสนามแม่เหล็ก แม่เหล็กทำหน้าที่สำคัญในทุกอุตสาหกรรม:

• การแปลงพลังงาน:มอเตอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และหม้อแปลงอาศัยแม่เหล็กสำหรับการแปลงพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า
• การส่งข้อมูล:อุปกรณ์บันทึกและตรวจจับแม่เหล็กใช้อสังหาริมทรัพย์แม่เหล็กสำหรับการจัดเก็บและถ่ายโอนข้อมูล
• การควบคุมการเคลื่อนที่:เทคโนโลยีการลอยตัวด้วยแม่เหล็กและการขับเคลื่อนช่วยให้ควบคุมการเคลื่อนที่ได้อย่างแม่นยำ
• การใช้งานทางการแพทย์:เครื่องสแกน MRI ใช้สนามแม่เหล็กแรงสูงสำหรับการถ่ายภาพภายใน
• ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม:สวิตช์และเซ็นเซอร์แม่เหล็กอำนวยความสะดวกในการตรวจจับตำแหน่งและการควบคุมขีดจำกัด

ลักษณะเฉพาะ:แม่เหล็ก NdFeB เป็นแม่เหล็กถาวรที่แข็งแกร่งที่สุดในเชิงพาณิชย์ โดยมีผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็กสูงถึง 30-52 MGOe พวกมันรวมเอาแรงบีบบังคับโดยธรรมชาติสูง (10-35 kOe) เข้ากับประสิทธิภาพด้านต้นทุนที่ยอดเยี่ยม

การใช้งาน:ระบบ MRI, เครื่องแยกแม่เหล็ก, อุปกรณ์เสียง, กังหันลม, มอเตอร์รถยนต์ไฟฟ้า และเครื่องมือวัดความแม่นยำ

ข้อจำกัด:ความไวต่ออุณหภูมิสูงกว่า 80°C ความไวต่อการกัดกร่อน และความเปราะบางที่ต้องใช้สารเคลือบป้องกัน

ลักษณะเฉพาะ:แม่เหล็กอัลลอยด์เหล่านี้แสดงให้เห็นถึงความเสถียรของอุณหภูมิที่ยอดเยี่ยม (สูงถึง 540°C) ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม และมีความแข็งแรงทางกลสูง

การใช้งาน:เซ็นเซอร์อุณหภูมิสูง, อุปกรณ์เสียง (ปิ๊กอัพกีตาร์, ไมโครโฟน), เครื่องมือวัดการบินและอวกาศ

ข้อจำกัด:ความแข็งแรงของแม่เหล็กต่ำกว่าเมื่อเทียบกับแม่เหล็กหายาก และความไวต่อการลดสภาพแม่เหล็ก

ลักษณะเฉพาะ:แม่เหล็กออกไซด์ที่คุ้มค่าพร้อมความทนทานต่อการกัดกร่อนและการลดสภาพแม่เหล็กที่ดี แม้ว่าจะมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่ค่อนข้างอ่อนก็ตาม

การใช้งาน:ซีลตู้เย็น, ระบบลำโพง, แม่เหล็กเพื่อการศึกษา และเซ็นเซอร์ราคาประหยัด

ข้อจำกัด:คุณสมบัติของวัสดุที่เปราะบางและความไวต่ออุณหภูมิสูงกว่า 100°C

ลักษณะเฉพาะ:แม่เหล็กหายากประสิทธิภาพสูงพร้อมความเสถียรทางความร้อนที่ยอดเยี่ยม (-273°C ถึง 350°C) และความทนทานต่อการกัดกร่อน

การใช้งาน:ระบบการบินและอวกาศ, เครื่องมือเจาะรู, มอเตอร์อุณหภูมิสูง และเครื่องมือวัดความแม่นยำ

ข้อจำกัด:ต้นทุนวัสดุสูงและคุณสมบัติทางกลที่เปราะบาง

ลักษณะเฉพาะ:วัสดุผสมที่ยืดหยุ่นซึ่งรวมผงเฟอร์ไรต์เข้ากับสารยึดเกาะยาง ทำให้สามารถปรับแต่งรูปร่างและขนาดได้

การใช้งาน:ซีลตู้เย็น, ผลิตภัณฑ์เพื่อการศึกษา, ป้ายโฆษณา และโซลูชันการติดตั้งที่ยืดหยุ่น

ข้อจำกัด:ความแข็งแรงของแม่เหล็กอ่อนและความไวต่ออุณหภูมิ

• การคงสภาพ (Br):ความหนาแน่นฟลักซ์ที่เหลือหลังจากแม่เหล็ก
• แรงบีบบังคับ (Hcb):ความต้านทานต่อการลดสภาพแม่เหล็ก
• แรงบีบบังคับโดยธรรมชาติ (Hcj):ความต้านทานโดยธรรมชาติของวัสดุต่อการลดสภาพแม่เหล็ก
• ผลิตภัณฑ์พลังงานสูงสุด (BHmax):ความจุในการจัดเก็บพลังงานแม่เหล็กสูงสุด
• อุณหภูมิคูรี (Tc):ขีดจำกัดทางความร้อนสำหรับคุณสมบัติทางแม่เหล็ก

การวิจัยมุ่งเน้นไปที่ทางเลือกใหม่สำหรับธาตุหายาก (CeFeB, SmFeN) สูตรที่มีปริมาณธาตุหายากลดลง และวัสดุนาโนคอมโพสิตเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในขณะที่ลดต้นทุน

เทคนิคโลหะวิทยาผงขั้นสูง กระบวนการแข็งตัวอย่างรวดเร็ว และเทคโนโลยีการเคลือบแบบใหม่ มีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางแม่เหล็กและความทนทาน

การนำไปใช้ในระบบพลังงานหมุนเวียน (พลังงานลม, EV) หุ่นยนต์ขั้นสูง และอุปกรณ์ชีวการแพทย์ที่เพิ่มขึ้นแสดงให้เห็นถึงบทบาททางเทคโนโลยีที่ขยายตัวของแม่เหล็ก