Néhány tudás a maglevről, ami érdekelheti
Nem zavarja a hosszú távolságú ingázási idő? Bár elérhetjük a célpontot metróval, autóval és repülővel, mégis úgy tűnik, hogy sok időbe telik. Van azonban egy technológia, ami minőségi ugrást jelenthet a munkahelyünkre való utazási időnkben, és ez a mágneses lebegés. Talán úgy érzed, hogy a mágneses lebegés csak filmekben vagy tévés sorozatokban létezik. De 2023 júliusában! Sukbae Lee (이석배), Ji-Hoon Kim (김지훈) és mások a Koreai Tudományos és Technológiai Intézetből először egy csapatot alkottak, hogy tanulmányozzák az anyagot. A tiszta ólom-apatit szigetelő, de Sukbae Lee és mások szerint a LK-99-t alkotó réz-dopált ólom-apatit szupravezető, vagyis magasabb hőmérsékleten lévő fém. Bár nincs megerősített, hogy a normál nyomás alatt szoba hőmérsékletű szupravezető anyag lenne, ez reményt ad nekünk! Lássuk, hogy működik ez a varázslatos LK-99 a mágnesen!
Azt hiszem, azt is látták, hogy amikor a mágnes odalent közeledik az anyaghoz, az anyag feláll a visszataszítás miatt. A mágneses pólusok megváltoztatása után az anyag még mindig áll a visszautasítás miatt, amikor megközelíti az anyagot.
Ez a "kis fekete pont" folyamatosan leesik vagy feláll, ahogy a NdFeB mágnes közeledik és távozik. Mind az S-pólus, mind az N-pólus hatásos, azaz a visszataszításnak semmi köze a mágneses pólushoz, anti-magnetizmusot mutat.
Ne beszéljünk arról, hogy az LK-99 tényleg szupravezető. Az NdFeB állandó mágnes lebegtetheti.
Ha már a NdFeB állandó mágnesről van szó, meg kell beszélnünk a Tesla Model S-ről.
Elon Musk olyan merész, hogy amikor a Tesla bemutató ünnepséget tartott az első szedánja, az S modellje, még csak össze sem állították. A chassis a Mercedes-Benz CLS-en alapult, és az alumínium testpaneleket és a motor fedelet neodim vas-bor mágnesekkel ragasztották a acélkerethez.
Amikor Tesla elkészítette az első két teljes méretű autóját, indukciós motorokat használtak a járművek hajtására. Ezek a motorok Nikola Tesla eredeti motortervezésén alapultak, ami egy zseniális tervezés volt, ami közel 100 évvel megelőzte a ritkaföldimágnesek feltalálását.
Az indukciós motorok saját mágnesességet generálnak, és árammal hajtják a rotort, és állandó mágnesek nélkül működnek.
Az indukciós motor tervezése jó, de Tesla jó okkal váltott állandó mágneses motorokra a Model 3-hoz 2017-ben: a Model 3 egy kisebb autó, és kisebb motorra van szüksége, de még mindig sok erővel rendelkezik.
A Model 3-tól kezdve Tesla neodím vas-bor motorokat használt, mert tömörítik a helyet, könnyebbek, és több erőt generálnak.
Magnetek használata autóban: például légkondicionálás, fékrendszer, hajtómű, olaj szivattyú stb.
Valójában a mágneseket nemcsak autóban használják, hanem mobiltelefonhangszóróban, fejhallgatóban, rezgésmotorban, elektromágnesekben, hajszárítókban, ventilátorokban, hűtőkben, mosógépekben stb. is széles körben használják.
(A mágnesek felhasználásának aránya)
Tehát, a NdFeB-hez hasonló állandó mágneseken kívül, mik a három másik fő típusú mágnes? Milyen a gyártási folyamat?
Nézzük meg közelebbről!
Először is, értsük meg a mágnesek maximális mágneses energia termékét.
Jelenleg háromféle mágnes létezik. : állandó mágnesek, ideiglenes mágnesek és elektromágnesek.
A állandó mágnesek olyan mágneses mezőt termelnek, amely még az ellenkező mágneses mező jelenlétében is megmarad. Azok a motorok, amelyek állandó mágneseket használnak, hatékonyabbak, mint azok, amelyek nem. Jelenleg minden ismert erős mágnes ritkaföldelemeket tartalmaz, amelyek kulcsfontosságú alkotóelemek az elektromos járművekhez és a szélturbinákhoz. Az olyan elemek, mint a neodím és a tórium, a növekvő kereslet és a korlátozott kínálat miatt kulcsfontosságú anyagokká váltak.
A állandó mágnesek egyedülállóak abban, hogy ha egyszer gyártják, mágneses áramot biztosítanak anélkül, hogy energiabevitel , ami nulla működési költséget eredményez. Ezzel szemben az elektromágneses mágneseknek folyamatos áramra van szükségük a mágneses mező létrehozásához.
A állandó mágnesek egyik fontos tulajdonsága, hogy a külső mágneses mező jelenlétében is megtartják mágneses mezőjüket. Ha azonban az ellenkező mágneses mező erőssége elég magas, a tartós mágnes belső mágneses magjai összehangolódnak az ellenkező mágneses mezővel, ami demagnetizációt eredményez.
A állandó mágnesek lényegében energia tároló eszközként működnek. Az energia bejuttatásra kerül a kezdeti mágnesesítési folyamat során, és ha megfelelően gyártják és kezelik, a mágnesben végtelenül marad. Az akkumulátorhoz képest a mágnesben lévő energia soha nem fogy ki, és továbbra is használható. Ez azért van, mert a mágneseknek nincs hatása a környezetükre. Ehelyett energiájukat arra használják, hogy vonzzák vagy elutasítsák a mágneses tárgyakat, és így segítenek az elektromos és mechanikus energia átalakításában.
A mágneses mező energiája arányos a B és H szorzataival. (BH) max) , a mágnes minimális térfogatát kell elérni, hogy egy adott térben adott mágneses mezőt állítson elő. Minél magasabb a (BH) max, annál kisebb a mágnes térfogatára van szükség egy adott áramlási sűrűség előállításához. (BH) max a mágnesanyag térfogategységenkénti statikus mágneses energiájának tekinthető. A BH-t a Mega-Gauss Oersted (MGOe) vagy kJ/mXNUMX.
A állandó mágnesek iparában a maximális mágneses energia termék a állandó mágnes mágneses energia sűrűségét képviseli, és a leggyakrabban használt paraméter a állandó mágnesek teljesítményének jellemzésére.
Állandó mágnesek osztályozása
A állandó mágneseket négy típusba lehet osztani: neodímvasbor (NdFeB) , samarium Kobalt (SmCo) ,alumínium-nickel-kobalt (AlNiCo) , és a 7802 vtsz. alá tartozó gépek .
Kezdjük a legköltséghatékonyabb mágnesekkel: Neodím vas-bor mágnesek
A neodium mágnesek (NdFeB) a legszélesebb körben használt állandó mágnesek közé tartoznak a kereskedelmi alkalmazásokban, és ismertek a magas mágneses energia-terméke és mágneses erő.
A neódimágnesek a legerősebb és a legtöbb vitatott mágnesek. A ritkaföldmagnátok kategóriájába tartoznak, mivel neodím-, vas- és bórelemekből állnak.
A vastartalom miatt a neodim vasbor mágnesek könnyen oxidációnak vannak kitéve, és gyenge korróziós ellenállásuk van, és gyakran olyan bevonatokat igényelnek, mint a nikkelbevonat, epoxid bevonat vagy cink bevonat.
Ezek azonban nagy energia sűrűségű termékek (legfeljebb 55 MGOe a nagy keménységű, és a felhasználásuk lehetővé teszi a kisebb méretű merevlemezek, motorok és hangberendezések használatát.
A neodím mágnesek működési hőmérséklet-tartományának 80 °C-tól 200 °C-ig - Nem. A magas minőségű neodím-anyagok azonban 120°C ez nagyon drága lehet.
A költséghatékonyság szempontjából a neodím mágnesek egyértelműen az első választás.
Talán azt gondolják, hogy a mágnesem működési hőmérséklete meghaladja a 200°C-ot, szóval lehetetlen a mágneset ebben a környezetben használni? Ezt a problémát a kobalt-magnetek megoldhatják.
Salmium kobalt (SmCo) a CCS egy prémium minőségű, állandó mágneses anyag, amely elsősorban kobaltból és samáriumból készül, így a legdrágább mágneses anyag. A magas költségek elsősorban a kobalta jelentős tartalmának és a szamáriumötvözet törékenységének köszönhetőek.
Ezek a állandó mágnesek rendkívül korróziós ellenállóak, és akár 350°C , és néha akár 500 fok. - Nem. Ez a hőmérséklet-állóképesség egyértelmű előnyt jelent számukra a hőre kevésbé toleráns állandó mágnesekhez képest. A neodím mágnesekhez hasonlóan a samárium-kobalt mágneseknek is bevonatokra van szükségük a korrózió megakadályozása érdekében.
Ennek a mágneses fajtának azonban hátránya az, hogy kevésgé mechanikus erőssége van. Sós szint A kobalt mágnesek könnyen törékenyek és repedések. A szamaríum-kobalt mágnesek azonban azokban az esetekben a legmegfelelőbbek, amikor a magas hőmérséklet és a korrózióálló képesség elengedhetetlen.
A neodím mágnesek kiválóan működnek alacsonyabb hőmérsékleten, míg a szammónium-kobalt mágnesek a legjobb magasabb hőmérséklet - Nem. A neodím mágnesek a leghatékonyabb állandó mágnesek a szobahőmérsékleten és körülbelül 180 Celsius fokig a maradványmagnetizáció (Br) alapján. Azonban a hőmérséklet növekedésével jelentősen csökken a szilárdsága. A hőmérséklet közelében 180 fokos Celsius, a szammónium-kobalt mágnesek kezdik átlépés Neodím mágnesek teljesítőképességben.
A szammónium-kobalt a a második legerősebb mágneses anyag, és kivételesen ellenáll a demagnetizációhoz - Nem. A repülőgép- és űripari iparban és más ágazatokban gyakran használják, ahol a teljesítmény a költségek fölé kerül.
A 1970-es években kifejlesztett samárium-kobalt mágnesek magasabb mágneses erősségűek a kerámia-, alumínium-nikkel-kobalt mágnesekkel összehasonlítva, bár nem érik el a neodím mágnesek által kínált mágnesességet. Ezek a mágnesek elsősorban két csoportba sorolhatók az energia szintjük alapján. Az első csoport, az úgynevezett Sm1Co5 (1-5) , energia-termék-sorozatát 15-22 MGOe - Nem. Másrészt a második csoport, Sm2Co17 (2-17) , energia-tartományát 22-32 MGOe .
A szamaríum-kobalt és a neodím-magnét mindkettőt porfémekből állítják elő. A szinkronizációs folyamat előtt erős mágneses mező hatására tömörülnek.
A neodím mágnesek rendkívül érzékenyek a környezeti tényezőkre, míg a szamaríum-kobalt ritkaföld mágnesek kiváló korróziótartalmúak. A szamaríum-kobalt ritkaföldmagnétek magas hőmérsékleteken is kiállhatnak anélkül, hogy elveszítenék mágnesességüket, míg a neodím-magnéteket óvatosan kell használni a szobahőmérséklet felett. A neodím mágnesek tartósabbak a samárium kobalt mágnesekkel összehasonlítva, és könnyen megmunkálhatók és mágneses szerkezetbe építhetők. Mindkét anyaghoz gyémánteszközök, EDM vagy őrlés szükséges a megmunkálási folyamat során.
Most pedig tanuljunk meg az Alnico mágnesekről.
Alumínium-nickel-kobalt mágnesek (AlNiCo) a hagyományos állandó mágnesek, amelyek elsősorban alumínium, nikkel és kobalt. Ezek az első modern kereskedelmi állandó mágnesek, újdonságokat hoztak létre a T. Mishima japánban a 20. század elején.
A jelentős maradandóságuk ellenére viszonylag szerény merevségük a mágneses energia termék (BH) max csökkentéséhez vezet más mágneses típusokkal összehasonlítva. A öntött AlNiCo bonyolult formákba alakítható, míg a sűrített AlNiCo kissé kisebb mágneses tulajdonságokkal rendelkezik, de finom szemes szerkezetének köszönhetően kiváló mechanikai tulajdonságokkal, ami egyenletes áramelosztást és fokozott mechanikai szilárdságot eredményez.
Az AlNiCo szinterelésébe tartozik az indukciós olvadás, finom részecskékbe őrlés, nyomás, szinterelés, tesztelés, bevonat és mágnesesítés. A mágnes tulajdonságait különböző gyártási módszerek befolyásolják, a szinterelés fokozza a mechanikai tulajdonságokat, a öntés pedig növeli az energia sűrűséget.
A szinterelt AlNiCo mágnesek különböző minőségűek: 1,5 - 5,25 MGOe , míg a mágnesek 5,0-9,0 MGOe - Nem. Az aniszotrop AlNiCo mágnesek személyre szabott mágnesesítési irányt kínálnak, ami értékes sokoldalúságot biztosít.
Az alumínium-nickel-kobalt ötvözetek magas maximális működési hőmérsékletűek és kivételes korróziótartalmúak. Egyes alumínium-nickel-kobalt-minta hőmérsékleteken is működhet, amelyek meghaladják a 500°C. Ezek a mágnesek széles körben használják mikrofonokban, hangszórókban, elektromos gitár-pickupokban, motorokban, mozgó hullámcsövekben, Hall-érzékelőkben és más különböző alkalmazásokban.
Végül, nézzük meg a legértékelőbb mágneset, a ferrit mágneset.
Ferrit mágnesek , más néven kerámia mágnesek a szinkronizált vas-oxidból és olyan anyagokból áll, mint a bárium-karbonát vagy a stroncium-karbonát. Ezek a mágnesek a gazdaságos árképzés, hatékony korróziótartalom és a magas hőmérsékleten 250°C.
Míg a mágneses tulajdonságai nem olyan erős, mint az NdFeB mágnesek , a ferrit mágnesek költséghatékonysága miatt alkalmasak a nagyméretű a gyártás. Ez a költségelőny az olcsó, könnyen elérhető, nem stratégiai jellegű anyagok felhasználásából ered.
A kerámia mágnesek izotrópok lehetnek, amelyek minden irányban egyenletes mágneses tulajdonságokat mutatnak, vagy aniszotropok, amelyek a feszültség irányával összhangban mutatják a mágnesesítést. A leghatékonyabb kerámia mágnesek mágneses energiát érhetnek el 3.8 MGOe , így a leggyengébb típusú állandó mágnes. A szerény mágneses tulajdonságaik ellenére a mágnesesítkezéshez képest kiváló rugalmasságot nyújtanak.
A kerámia mágnesek alacsony mágneses energia termék és birtokolni kiváló korróziótartalom, a "szén-dioxid-dioxid-tartalom" (CO2) értéke a szén-dioxid-tartalomnak megfelelő, a szén-dioxid-tartalomnak megfelelő, a szén-dioxid-tartalomnak megfelelő, a szén-dioxid-tartalomnak megfelelő, a szén-dioxid-tartalomnak megfelelő
A kerámia mágnesek gyártási folyamata a préselést és szinterelést foglalja magában, és törékeny természetük miatt ajánlott gyémántszilánkok használatát.
Általában a kerámia mágnesek egyensúlyt biztosítanak a mágneses erő és a költséghatékonyság között, és törékenységüket kiváló korróziós ellenállás ellensúlyozza. Ezek tartósak, ellenállnak a demagnetizálódásnak, és költséghatékony megoldás különböző alkalmazásokhoz, mint például játékok, kézművesek és motorok.
A ritkaföld mágnesek jelentősen növelik a súlyt vagy méretet, míg a ferritek előnyösebbek olyan alkalmazásokhoz, amelyek nem igényelnek nagy energia sűrűséget, mint például az elektromos ablakok, ülések, kapcsolók, ventilátorok, fúvók készülékek, egyes elektr
