Ychydig o wybodaeth am maglev y gallai fod gennych ddiddordeb ynddo
Ydych chi'n poeni am amser teithio pellter hir? Er y gallwn gyrraedd eich cyrchfan trwy gymryd yr isffordd, gyrru, a hedfan, mae'n dal i deimlo fel ei bod yn cymryd amser hir. Fodd bynnag, mae technoleg a all wneud naid ansoddol yn ein hamser cymudo, a dyna ardoll magnetig. Efallai eich bod yn teimlo bod ardoll magnetig yn bodoli mewn ffilmiau neu ddramâu teledu yn unig. Ond ym mis Gorffennaf 2023! Sukbae Lee (이석배), Ji-Hoon Kim (김지훈), ac eraill o Sefydliad Gwyddoniaeth a Thechnoleg Korea ffurfiwyd tîm i astudio'r deunydd yn gyntaf. Mae apatite plwm pur yn ynysydd, ond yn ôl Sukbae Lee ac eraill, mae apatite plwm doped copr sy'n ffurfio LK-99 yn uwch-ddargludyddion, neu'n fetel ar dymheredd uwch. Er nad oes unrhyw ddeunydd superconducting tymheredd ystafell wedi'i gadarnhau ar bwysau arferol, mae hefyd yn rhoi gobaith i ni! Gadewch i ni weld sut mae'r LK-99 hudolus hwn yn perfformio ar y magnet!
Rwy'n credu eich bod hefyd wedi gweld, pan fydd y magnet yn agosáu at y deunydd oddi isod, mae'r deunydd yn sefyll i fyny oherwydd gwrthsefyll. Ar ôl newid y polion magnetig, mae'r deunydd yn dal i sefyll i fyny oherwydd gwrthgyferbyniad wrth agosáu at y deunydd.
Mae'r "dot du bach" hwn yn parhau i syrthio neu sefyll i fyny wrth i'r magnet NdFeB agosáu ac yn symud i ffwrdd. Mae polyn yr S a'r polyn N yn effeithiol, hynny yw, nid oes gan wrthdyniad unrhyw beth i'w wneud â'r polyn magnetig, gan ddangos gwrth-magnetiaeth.
Gadewch i ni beidio â siarad am a yw LK-99 yn wirioneddol superconducting. Gall magnet parhaol NdFeB ei wneud yn levitate.
Wrth siarad am magnetau parhaol NdFeB, mae'n rhaid i ni drafod Tesla Model S.
Mae Elon Musk mor feiddgar nes pan gynhaliodd Tesla y digwyddiad lansio ar gyfer ei sedan cyntaf, y Model S, ni wnaethant hyd yn oed ei ymgynnull. Roedd y siasi yn seiliedig ar CLS Mercedes-Benz, ac roedd y paneli corff alwminiwm a'r gorchudd injan wedi'u gludo i'r ffrâm ddur gyda magnetau boron haearn neodymium.
Pan wnaeth Tesla ei ddau fodel car maint llawn cyntaf, fe wnaethant ddefnyddio moduron sefydlu i bweru'r cerbydau. Roedd y moduron hyn yn seiliedig ar ddyluniad modur gwreiddiol Nikola Tesla, a oedd yn ddyluniad gwych a oedd yn rhagflaenu dyfeisio magnetau daear prin bron i 100 mlynedd.
Mae moduron sefydlu yn cynhyrchu eu magnetedd eu hunain ac yn gyrru'r rotor trwy drydan, ac maent yn gweithredu heb unrhyw fath o magnetau parhaol.
Mae'r dyluniad modur sefydlu yn dda, ond newidiodd Tesla i foduron magnet parhaol ar gyfer y Model 3 yn 2017 am reswm da: mae'r Model 3 yn gar llai, ac mae angen modur llai arno ond mae ganddo ddigon o bŵer o hyd.
Felly, gan ddechrau gyda'r Model 3, defnyddiodd Tesla moduron boron haearn neodymiwm oherwydd eu bod yn fwy arbed gofod, yn ysgafnach, ac yn gallu cynhyrchu mwy o rym.
Defnyddio magnetau mewn ceir: megis aerdymheru, systemau brêc, moduron gyrru, pympiau olew, ac ati.
Mewn gwirionedd, yn ogystal â chael eu defnyddio mewn automobiles, magnetau hefyd yn cael eu defnyddio'n eang mewn siaradwyr ffôn symudol, clustffonau, moduron dirgryniad, electromagnetau, sychwyr gwallt, cefnogwyr, oergelloedd, peiriannau golchi, ac ati.
(Cyfran y defnydd o magnet)
Felly, ar wahân magnetau parhaol fel NdFeB, beth yw'r tri phrif fath arall o fagnetau? Beth yw'r broses gynhyrchu?
Gadewch i ni edrych yn agosach!
Yn gyntaf, gadewch i ni ddeall y cynnyrch ynni magnetig mwyaf o magnetau
Ar hyn o bryd, mae tri math o fagnetau: permanent magnets, temporary magnets, and electromagnets.
Mae magnetau parhaol yn cynhyrchu maes magnetig sy'n cael ei gynnal hyd yn oed ym mhresenoldeb maes magnetig gwrthwynebu. Mae moduron trydan sy'n defnyddio magnetau parhaol yn fwy effeithlon na'r rhai nad ydynt. Ar hyn o bryd, mae'r holl magnetau cryf hysbys yn cynnwys elfennau daear prin, sy'n gydrannau allweddol ar gyfer cerbydau trydan a thyrbinau gwynt. Mae elfennau fel neodymiwm a thoriwm wedi dod yn ddeunyddiau allweddol oherwydd galw cynyddol a chyflenwad cyfyngedig.
magnetau parhaol yn unigryw yn hynny ar ôl eu cynhyrchu, maent yn darparu fflwcs magnetig hebenergy input, gan arwain at gostau gweithredu sero. Mewn cyferbyniad, magnetau electromagnetig yn gofyn am cerrynt parhaus i gynhyrchu maes magnetig.
Eiddo pwysig o magnetau parhaol yw eu bod yn cynnal eu maes magnetig hyd yn oed ym mhresenoldeb maes magnetig allanol gwrthwynebu. Fodd bynnag, os yw cryfder y maes magnetig gwrthwynebol yn ddigon uchel, bydd niwclysau magnetig mewnol y magnet parhaol yn alinio â'r maes magnetig gwrthwynebu, gan arwain at demagnetization.
Mae magnetau parhaol yn y bôn yn gweithredu fel dyfeisiau storio ynni. Mae egni yn cael ei chwistrellu yn ystod y broses magnetization cychwynnol, ac os caiff ei gynhyrchu a'i drin yn iawn, bydd yn aros yn y magnet am gyfnod amhenodol. Yn wahanol i fatri, nid yw'r egni mewn magned byth yn rhedeg allan ac yn parhau i fod ar gael i'w ddefnyddio. Mae hyn oherwydd nad magnetau yn cael unrhyw effaith net ar eu hamgylchedd. Yn lle hynny, maent yn defnyddio eu hegni i ddenu neu wrthyrru gwrthrychau magnetig eraill, gan gynorthwyo i drawsnewid rhwng ynni trydanol a mecanyddol.
Mae egni maes magnetig yn gymesur â chynnyrch B a H. Pan fydd cynnyrch BH yn cael ei uchafu (dynodir fel (BH)max), mae'n ofynnol i'r cyfaint lleiaf o fagnet gynhyrchu maes magnetig penodol mewn bwlch penodol. Po uchaf yw'r max(BH), y lleiaf y mae angen cyfaint y magnet i gynhyrchu dwysedd fflwcs penodol. (BH) gellir ystyried max fel yr egni magnetig statig fesul cyfaint uned y deunydd magnet. BH yn cael ei fesur mewnMega-Gauss Oersteds (MGOe) or kJ/mXNUMX.
Yn y diwydiant magnet parhaol, mae'r cynnyrch ynni magnetig uchaf yn cynrychioli dwysedd ynni magnetig y magnet parhaol a dyma'r paramedr a ddefnyddir amlaf i nodweddu perfformiad magnetau parhaol.
Dosbarthiad Magnetau Parhaol
Gellir rhannu magnetau parhaol yn bedwar math:neodymium iron boron (NdFeB),samarium cobalt (SmCo), aluminum nickel cobalt (AlNiCo)aceramic or ferrite magnets.
Gadewch i ni ddechrau gyda'r magnetau mwyaf cost-effeithiol:Neodymium Iron Boron Magnets
magnetau Neodiwm (NdFeB) yn un o'r deunyddiau magnet parhaol a ddefnyddir fwyaf eang mewn cymwysiadau masnachol, sy'n adnabyddus am euhigh magnetic energy productamagnetic strength.
magnetau Neodiwm yw'rstrongesta'r rhan fwyafcontroversialMagnetau. Maent yn perthyn i'r categori o magnetau daear prin oherwydd eu bod yn cynnwys elfennau neodymium, haearn a boron.
Oherwydd y cynnwys haearn, magnetau boron haearn neodymiwm yn cael eu ocsidio'n hawdd ac mae ganddynt wrthwynebiad cyrydiad gwael, ac yn aml mae angen haenau fel platio nicel, cotio epocsi neu cotio sinc.
Fodd bynnag, maent yn gynhyrchion dwysedd egni uchel (hyd at55 MGOe) gyda chaledwch uchel, ac mae eu defnyddio yn caniatáu gyriannau disg caled maint llai, moduron, ac offer sain.
Mae'r ystod tymheredd gweithredu o magnetau neodymiwm yn80°C to 200°C. Fodd bynnag, deunyddiau neodymiwm o ansawdd uchel a all weithredu uchod120°CGall fod yn eithaf drud.
O ystyried cost-effeithiolrwydd, magnetau neodymiwm yn bendant yw'r dewis cyntaf.
Efallai eich bod chi'n meddwl y bydd tymheredd gweithio fy magnet yn fwy na 200 ° C, felly a yw'n amhosibl defnyddio'r magnet yn yr amgylchedd hwn? Gellir datrys y broblem hon gan magnetau cobalt misglwyf.
Salmium Cobalt (SmCo) is a premium permanent magnet material primarily made from cobalt and samarium, making it the most costly magnetic material to produce. Its high cost is mainly due to the significant cobalt content and the brittleness of the samarium alloy.
Mae'r magnetau parhaol hyn yn gwrthsefyll cyrydiad iawn a gallant ddioddef tymereddau o hyd at350°CWeithiau hyd yn oed hyd yn oed hyd at500 degrees. Mae'r gwydnwch tymheredd hwn yn rhoi mantais amlwg iddynt dros fathau eraill o magnetau parhaol sy'n llai goddefgar i wresogi. Yn union fel magnetau neodymiwm, mae magnetau cobalt samarium hefyd angen gorchuddion i atal cyrydiad.
Fodd bynnag, anfantais yr amrywiaeth magnet hwn yw ei gryfder mecanyddol isel. Gall magnetau Cobalt Salinity droi'n frau'n hawdd a datblygu craciau. Fodd bynnag, mewn achosion lle mae tymheredd uchel ac ymwrthedd cyrydiad yn hanfodol, gallai magnetau cobalt samarium fod yr opsiwn mwyaf priodol.
Mae magnetau Neodymiwm yn rhagori mewn tymereddau is, tra bod magnetau Cobalt Sammonium yn perfformio orau arhigher temperatures. magnetau Neodymiwm yn adnabyddus am fod y magnetau parhaol mwyaf pwerus ar dymheredd ystafell a hyd at tua 180 gradd Celsius yn seiliedig ar magnetization remanent (Br). Fodd bynnag, mae eu cryfder yn lleihau'n sylweddol wrth i'r tymheredd gynyddu. Wrth i'r tymheredd ger 180 gradd Celsius, mae magnetau Cobalt Sammonium yn dechrausurpassmagnetau Neodymiwm mewn perfformiad.
Sammonium Cobalt ranks as the second strongest magnetic material and boasts exceptional resistance to demagnetization. Fe'i defnyddir yn gyffredin yn y diwydiant awyrofod a sectorau eraill gan flaenoriaethu perfformiad dros y gost.
Mae magnetau cobalt samarium, a ddatblygwyd yn y 1970au, yn arddangos cryfder magnetig uwch o'i gymharu â magnetau ceramig ac alwminiwm-nicel-cobalt, er ei fod yn disgyn yn fyr o'r magnetedd a gynigir gan magnetau neodymiwm. Mae'r magnetau hyn yn cael eu dosbarthu'n bennaf yn ddau grŵp yn seiliedig ar eu lefelau ynni. Y grŵp cyntaf, a elwir ynSm1Co5 (1-5), ymffrostio ystod cynnyrch ynni rhychwantu o15 to 22 MGOe. Ar y llaw arall, yr ail grŵp, Sm2Co17 (2-17), yn cwmpasu ystod egni o22-32 MGOe.
Mae magnetau cobalt a neodymiwm samarium yn cael eu ffugio o fetelau powdr. Maent yn cael eu cywasgu o dan ddylanwad maes magnetig cryf cyn cael proses sintro.
magnetau Neodymiwm yn sensitif iawn i ffactorau amgylcheddol, tra magnetau daear prin cobalt samarium arddangos ymwrthedd cyrydu rhagorol. Gall magnetau daear prin cobalt samariwm ddioddef tymheredd uchel heb golli eu magnetedd, tra dylid defnyddio magnetau neodymiwm yn ofalus uwchlaw tymheredd yr ystafell. magnetau Neodymiwm yn fwy gwydn o'u cymharu â magnetau cobalt samarium a gellir eu peiriannu a'u hymgorffori yn hawdd mewn gwasanaethau magnetig. Mae'r ddau ddeunydd yn gofyn am ddefnyddio offer diemwnt, EDM, neu falu yn ystod y broses beiriannu.
Nesaf, gadewch inni ddysgu am magnetau Alnico
Magnetau Cobalt Nickel Alwminiwm (AlNiCo) are conventional permanent magnet materials consisting mainly of alwminiwm, nicel, a cobalt.They stand as one of the earliest contemporary commercial permanent magnets, innovated by T. Mishimain Japan during the early 20th century.
Er gwaethaf eu sefydlogrwydd nodedig, mae eu caledwch cymharol gymedrol yn arwain at lai o gynnyrch ynni magnetig (BH) o'i gymharu â mathau eraill o fagnet. AlNiCo Cast meddu ar y gallu i gael ei ffurfio i mewn i siapiau cymhleth, tra sintered AlNiCo arddangos ychydig yn llai priodweddau magnetig ond eiddo mecanyddol uwch oherwydd ei strwythur grawn cain, gan arwain at ddosbarthu fflwcs unffurf a gwell cryfder mecanyddol.
Sintering AlNiCo cwmpasu toddi sefydlu, malu i ronynnau mân, pwyso, sintro, profi, cotio, a magnetizing. Mae dulliau gweithgynhyrchu amrywiol yn effeithio ar yr eiddo magnet, gyda sintering gwella priodoleddau mecanyddol a castio hybu dwysedd ynni.
Sintered AlNiCo magnetau yn dod mewn graddau yn amrywio o1.5 to 5.25 MGOe, tra bod magnetau bwrw yn amrywio o5.0 to 9.0 MGOe. Mae magnetau AlNiCo anisotropig yn cynnig opsiynau cyfeiriad magnetization wedi'u haddasu, gan ddarparu amlochredd gwerthfawr.
Mae aloion cobalt nicel alwminiwm yn arddangos tymereddau gweithredu uchaf uchel a gwrthsefyll cyrydu eithriadol. Gall rhai graddau Nickel Cobalt Alwminiwm weithredu ar dymheredd sy'n uwch na500°C. Defnyddir magnetau hyn yn helaeth mewn meicroffonau, siaradwyr, pickups gitâr trydan, moduron, tiwbiau tonnau teithio, synwyryddion Hall, a chymwysiadau amrywiol eraill.
Yn olaf, gadewch i ni ddeall y magnet gyda'r fantais pris mwyaf, sef magnet ferrite.
magnetau Ferrite, also known asmagnetau ceramig, are composed of sintered iron oxide along with materials like barium carbonate or strontium carbonate. These magnets are recognized for their prisio economaidd, ymwrthedd cyrydiad effeithiol, a'r gallu i gynnal sefydlogrwydd ar dymheredd uchel hyd at250 °C.
Tra bod eu nodweddion magnetig ynnot as strong as those of NdFeB magnets, cost-effeithiolrwydd magnetau ferrite yn eu gwneud yn dda addas ar gyferlarge-scaleGweithgynhyrchu. Mae'r fantais cost hon yn deillio o'r defnydd o ddeunyddiau rhad, sydd ar gael yn rhwydd nad ydynt yn strategol eu natur.
Gall magnetau ceramig fod yn isotropig, gan ddangos priodweddau magnetig unffurf i bob cyfeiriad, neu anisotropig, gan arddangos magnetization yn unol â'r cyfeiriad straen. Gall y magnetau ceramig mwyaf grymus gyflawni egni magnetig o 3.8 MGOe, gan eu gwneud y math gwannaf o fagnet parhaol. Er gwaethaf eu priodweddau magnetig cymedrol, maent yn cynnig gwytnwch uwch i demagnetization o'i gymharu â mathau eraill o fagnet.
magnetau ceramig arddangos alow magnetic energy cynnyrch ac yn medduexcellent corrosion resistance,Defnyddir yn gyffredin ochr yn ochr â chydrannau dur carbon isel ac yn addas i'w defnyddio mewn amgylcheddau tymheredd cymedrol.
Mae'r broses weithgynhyrchu o magnetau ceramig yn cynnwys pwyso a sintro, gyda'r defnydd a argymhellir o olwynion malu diemwnt oherwydd eu natur brau.
Yn gyffredinol, mae magnetau ceramig yn cynnig cydbwysedd rhwng cryfder magnetig ac effeithlonrwydd cost, gyda'u brau'n cael eu gwrthweithio gan wrthwynebiad cyrydiad gwych. Maent yn wydn, yn gwrthsefyll demagnetization, ac yn opsiwn cost-effeithiol ar gyfer ceisiadau amrywiol fel teganau, crefftau, a moduron.
Mae magnetau daear prin yn gwella ystyriaethau pwysau neu faint yn sylweddol, tra bod ferrites yn well ar gyfer ceisiadau nad oes angen dwysedd ynni uchel, megis ffenestri pŵer, seddi, switshis, cefnogwyr, chwythwyr mewn offer, rhai offer pŵer, ac offer sain.
