در سیستم‌های صنعتی مدرن، آهنرباها نقش مهمی ایفا می‌کنند. از حسگرهای کوچک گرفته تا موتورهای بزرگ، از دستگاه‌های پزشکی تا کاربردهای هوافضا، آهنرباها همه‌جا حاضر هستند. با این حال، با وجود مواد آهنربایی متعدد موجود، انتخاب نوع مناسب برای کاربردهای خاص به یک چالش مهم برای مهندسان و طراحان تبدیل شده است.

آهنرباها به عنوان موادی که قادر به تولید میدان‌های مغناطیسی هستند، عملکردهای ضروری را در سراسر صنایع ارائه می‌دهند:

• تبدیل انرژی:موتورها، ژنراتورها و ترانسفورماتورها برای تبدیل انرژی الکترومغناطیسی به آهنرباها متکی هستند.
• انتقال اطلاعات:دستگاه‌های ضبط و حسگر مغناطیسی از خواص مغناطیسی برای ذخیره و انتقال داده‌ها استفاده می‌کنند.
• کنترل حرکت:فناوری‌های شناوری مغناطیسی و درایو، کنترل دقیق حرکت را امکان‌پذیر می‌کنند.
• کاربردهای پزشکی:دستگاه‌های MRI از میدان‌های مغناطیسی قدرتمند برای تصویربرداری داخلی استفاده می‌کنند.
• اتوماسیون صنعتی:سوئیچ‌ها و حسگرهای مغناطیسی، تشخیص موقعیت و کنترل محدودیت را تسهیل می‌کنند.

ویژگی‌ها:آهنرباهای NdFeB قوی‌ترین آهنرباهای دائمی تجاری را نشان می‌دهند که محصولات انرژی مغناطیسی آن‌ها به 30-52 MGOe می‌رسد. آن‌ها مقاومت ذاتی بالا (10-35 kOe) را با عملکرد هزینه عالی ترکیب می‌کنند.

کاربردها:سیستم‌های MRI، جداکننده‌های مغناطیسی، دستگاه‌های صوتی، توربین‌های بادی، موتورهای وسایل نقلیه الکتریکی و ابزارهای دقیق.

محدودیت‌ها:حساسیت به دما بالای 80 درجه سانتی‌گراد، حساسیت به خوردگی و شکنندگی که نیاز به پوشش‌های محافظتی دارد.

ویژگی‌ها:این آهنرباهای آلیاژی پایداری دمایی استثنایی (تا 540 درجه سانتی‌گراد)، مقاومت در برابر خوردگی عالی و استحکام مکانیکی بالایی را نشان می‌دهند.

کاربردها:حسگرهای دمای بالا، تجهیزات صوتی (پیکاپ‌های گیتار، میکروفون‌ها)، ابزار دقیق هوافضا.

محدودیت‌ها:قدرت مغناطیسی کمتر در مقایسه با آهنرباهای خاکی کمیاب و حساسیت به مغناطیس‌زدایی.

ویژگی‌ها:آهنرباهای اکسیدی مقرون به صرفه با مقاومت خوب در برابر خوردگی و مقاومت در برابر مغناطیس‌زدایی، اگرچه با خواص مغناطیسی نسبتاً ضعیف.

کاربردها:مهر و موم‌های یخچال، سیستم‌های بلندگو، آهنرباهای آموزشی و حسگرهای کم‌هزینه.

محدودیت‌ها:خواص مواد شکننده و حساسیت به دما بالای 100 درجه سانتی‌گراد.

ویژگی‌ها:آهنرباهای خاکی کمیاب با عملکرد بالا با پایداری حرارتی استثنایی (-273 درجه سانتی‌گراد تا 350 درجه سانتی‌گراد) و مقاومت در برابر خوردگی.

کاربردها:سیستم‌های هوافضا، ابزارهای حفاری زیرزمینی، موتورهای دمای بالا و ابزارهای دقیق.

محدودیت‌ها:هزینه‌های بالای مواد و خواص مکانیکی شکننده.

ویژگی‌ها:مواد کامپوزیت انعطاف‌پذیر که پودر فریت را با چسب‌های لاستیکی ترکیب می‌کنند و امکان شکل‌ها و اندازه‌های سفارشی را فراهم می‌کنند.

کاربردها:مهر و موم‌های یخچال، محصولات آموزشی، نمایشگرهای تبلیغاتی و راه‌حل‌های نصب انعطاف‌پذیر.

محدودیت‌ها:قدرت مغناطیسی ضعیف و حساسیت به دما.

• باقی‌مانده (Br):چگالی شار باقیمانده پس از مغناطیس‌شدن
• مقاومت مغناطیسی (Hcb):مقاومت در برابر مغناطیس‌زدایی
• مقاومت ذاتی (Hcj):مقاومت ذاتی مواد در برابر مغناطیس‌زدایی
• حداکثر محصول انرژی (BHmax):ظرفیت ذخیره انرژی مغناطیسی اوج
• دمای کوری (Tc):محدودیت حرارتی برای خواص مغناطیسی

تحقیقات بر روی جایگزین‌های جدید خاکی کمیاب (CeFeB، SmFeN)، فرمولاسیون‌های کاهش‌یافته محتوای خاکی کمیاب و مواد نانوکامپوزیت برای افزایش عملکرد و در عین حال کاهش هزینه‌ها متمرکز است.

تکنیک‌های متالورژی پودر پیشرفته، فرآیندهای انجماد سریع و فناوری‌های پوشش جدید با هدف بهبود خواص مغناطیسی و دوام هستند.

افزایش پذیرش در سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر (نیروی باد، EV)، رباتیک پیشرفته و دستگاه‌های زیست پزشکی، نقش فناوری در حال گسترش آهنرباها را نشان می‌دهد.