כמה ידע על מגלוב שאולי יהיה מעניין אותך
האם אתה מוטרד על ידי זמן נסיעה מרחוק? למרות שאנחנו יכולים להגיע ליעדך על ידי רכבת תחתית, נהיגה, וטייס, זה עדיין מרגיש כאילו זה לוקח הרבה זמן. עם זאת, יש טכנולוגיה שיכולה לעשות קפיצה איכותית בזמן הנסיעה שלנו, והיא הריפוי מגנטי. אולי אתה חושב שהריחייה מגנטית קיימת רק בסרטים או בדרמות טלוויזיה. אבל ביולי 2023! סוקבא לי (이석배), ג'י-הון קים (김지훈), ואחרים ממאוניברסיטת קוריאה למדע וטכנולוגיה הקים לראשונה צוות כדי ללמוד את החומר. אפאטיט עופרת טהור הוא מבודד, אבל על פי סוקבא לי ואחרים, אפאטיט עופרת עם נחושת, אשר יוצר את LK-99 הוא מוליך על, או מתכת בטמפרטורות גבוהות יותר. למרות שאין שום חומר מוכר שהולך לכיוון חום חדר בלחץ נורמלי, הוא גם נותן לנו תקווה! בואו נראה איך LK-99 הקסום הזה פועל על המגנט!
אני מאמין שגם אתה ראית שכאשר המגנט מתקרב ל杢 החומר מלמטה, החומר ניצב בגלל דחייה. לאחר החלפת הקטבים המגנטיים, החומר עדיין ניצב בגלל דחייה בעת התקרבות אל החומר.
ה"נקודה השחורה קטנה" הזו ממשיכה ליפול או להניב כאשר המגנט NdFeB מתקרב ומתרחק. גם הקוטב S וגם הקוטב N פועלים, כלומר, הדחייה לא קשורה לקוטב המגנטי, מה שמראה אנטי-מגנטיות.
נניח שלא נדבר על השאלה אם LK-99 באמת סופרkonדוקטור. המגנט NdFeB קבוע יכול לגרום לו להרחף.
אם כבר מדברים על מגנטים קבועים NdFeB, אנחנו חייבים לדון בטסלה מודל S.
אלון מוסק הוא כל כך אמיץ שאז כשמצאה ערכה את אירוע ההשקה של הסדאן הראשון שלה, הModel S, הם אפילו לא אספו אותו. מסגרת הרכב הייתה מבוססת על Mercedes-Benz CLS, והלוחות העלומים והמכסה של המנועbuat היו מחוברים <?=$aluminum?> <?=$steel?> עם מגנטים של ניודימיום ברזל בור.
כשטסלה יצרה לראשונה שני מודלים של מכוניות גודל מלא, היא השתמשה במנגנוני אינדוקציה כדי להניע את הרכבים. המנועים הללו היו מבוססים על תכנון המנוע המקורי של ניקולה טסלה, שזוהי תכנון מבריק שהקדימה בערך 100 שנים את המצאת המגנטיים מן האדמה נדירה.
מנגנוני אינדוקציה יוצרים את המגנטיות שלהם בעצמם והופכים את הרוטור באמצעות חשמל, והם פועלים ללא מגנטים קבועים כלשהם.
תכנון המנוע של מנגנון האינדוקציה הוא טוב, אך טסלה החליפה למנגנוני מגנט קבוע עבור המודל 3 בשנת 2017 מסיבה טובה: המודל 3 הוא רכב קטן יותר והוא זקוק לבמנוע קטן יותר אבל עדיין עם כוח רב.
אז, החל מהמודל 3, טסלה השתמשה במנועי ניאודימיום ברזל בורן כי הם חוסכים מקום יותר, קלים יותר ויכולים להפיק יותר כוח.
שימוש במגנטיים במכוניות: כמו מיזוג אוויר, מערכותรกע, מנועי נהיגה, דחפורי שמן וכו'.
למעשה, בנוסף לשימושם במכוניות, מגנטים משמשים גם בצורה רחבה בספכני טלפונים ניידים, אוזניות, מנועי רוטט, אלקטרומגנטים, שיער יבש, מזgers,rigerators, מכונות כביסה וכו'.
（אחוזי שימוש במגנטים）
אז, מלבד מגנטים קבועים כמו NdFeB, מהן שלושת סוגי המגנטים העיקריים האחרים? מהו תהליך הייצור?
נראה את זה בהרחבה!
ראשית, בואו נבין את התוצר המרבי של אנרגיה מגנטית של מגנטים
כיום, קיימים שלושה סוגים של מגנטים : מגנטים קבועים, מגנטים זמניים ואלקטרומגנטים.
מגנטים קבועים יוצרים שדה מגנטי שמוחזק גם כאשר יש שדה מגנטי מנוגד. מנועים חשמליים המשתמשים במגנטים קבועים הם יעילים יותר מאלה שלא משתמשים בהם. כיום, כל המגנטים החזקים הידועים כוללים יסודות נדירים, שהם מרכיבים מפתח לרכב חשמלי וטורבינות רוח. יסודות כמו נודיום ותוריום הפכו למATERIALS מפתח עקב הביקוש הגובר והספק המוגבל.
מגנטים קבועים הם ייחודיים בכך שכאשר הם מיוצרים, הם מספקים פלוס מגנטי ללא הכנסה של אנרגיה , מה שגורם למחירים זעירים של פעילות. בניגוד למגנטים אלקטרומגנטיים, המצריכים זרם מתמשך כדי להפיק שדה מגנטי.
תכונה חשובה של מגנטים קבועים היא שהם שומרים על השדה המגנטי שלהם גם בהימצאות שדה מגנטי חיצוני מנוגד. עם זאת, אם עוצמת השדה המגנטי החיצוני המנוגד תהיה חזקה מספיק, הגרעינים המגנטיים הפנימיים של המגנט הקבוע יתאימו את עצמם לשדה המגנטי החיצוני המנוגד, מה שיוביל לפירוק המגנט.
מגנטים קבועים פועלים למעשה כמכשירי אחסון אנרגיה. אנרגיה נכנסת במהלך תהליך המגנطة התחלתי, ואם יוצרו וטופלו בצורה נכונה, היא תישאר במגנט לנצח. בניגוד לבטارية, האנרגיה במגנט לעולם לא מסתכמת ויש לה שימוש זמין. זה בגלל שהמגנטים אינם גורמים להשפעה נטו בסביבתם. במקום זאת, הם משתמשים באנרגיה שלהם כדי להאטר או לדחות עצמים מגנטיים אחרים, מה שעוזר בהמרה בין אנרגיה חשמלית למכנית.
האנרגיה של שדה מגנטי פרופורציונלית למכפלה של B ו-H. כאשר המכפלה BH מושגת במקסימום (מסומנת כ- (BH)max , נדרש נפח המגנט הקטן ביותר כדי ליצור שדה מגנטי נתון בגודל נתון. ככל ש-(BH)max גבוה יותר, כך נפח המגנט הנדרש לייצור צפיפות שטף נתונה יהיה קטן יותר. (BH)max יכול להיחשב כאנרגיה מגנטית סטטית ליחידת נפח של החומר המגנטי. BH מודד ב מגה-גאוס אורסטד (MGOe) או kJ/mXNUMX.
בתעשייה של מגנטים קבועים, התוצר המרבי של אנרגיה מגנטית מייצג את צפיפות האנרגיה המגנטית של המגנט הקבוע וזו פרמטרה,$_הכי נפוצה לשימוש כדי לתאר את הביצועים של מגנטים קבועים.
המיון של מגנטים קבועים
מגנטים קבועים יכולים להיבדל לארבעה סוגים: ניאודימיום ברזל בור (NdFeB) , סמאריום קובלט (SmCo) ,אלומיניום ניקל קובלט (AlNiCo) , ו מגנטים תרמיים או פריטים .
נתחיל עם המגנטים הכלכליים ביותר: מגנטים של ניאודימיום ברזל בור
מגנטים של ניאודימיום (NdFeB) הם אחד מהחומרים הכי בשימוש בתעשיות מסחריות כמגנטים קבועים, ידועים בזכותם לתוצר אנרגיה מגנטית גבוה ו עוצמת מגנט.
מגנטים של ניאודימיום הם החזקים ביותר והכי משתנים מגנטים. הם שייכים לקטגוריה של מגנטי אדמה נדירה מכיוון שהם מורכבים מיסודות ניאודימיום, ברזל ובורן.
בגלל התוכן של ברזל, מגנטים של ניאודימיום-ברזל-בורן מתאכסדים בקלות ויש להם התנגדות חלשה לרקמה, ורוב האוחסנים דורשים כיסויים כמו תליית ניקל, כיסוי אפוקסי או תליית זינק.
עם זאת, הם מוצרים עם צפיפות אנרגיה גבוהה (עד 55 MGOe ) עם עמידות גבוהה, והשימוש בהם מאפשר דיסקים קשיחים קטנים יותר, מנועים ואquipment שמע.
טווח טווח הטמפרטורה של מגנטים ניודימיום הוא 80°C ל-200°C . עם זאת, חומרי ניודימיום באיכות גבוהה שיכולים לפעול מעל 120°C יכלו להפוך להיות יקרים מאוד.
בתחשב ביעילות כלכלית, מגנטים של ניודימיום הם בהחלט הבחירה הראשונה.
אולי אתה חושב שהטמפרטורת עבודה של המגנט שלי תעלה על 200°C, אז האם אי אפשר להשתמש במגנט בסביבה זו? הבעיה הזו עשויה להיפתר באמצעות מגנטים קובלטיים סניטריים.
סאליום קובלט (SmCo) הוא חומר מגנטי קבוע מובחר העשוי בעיקר מקובלט וסאליום, מה שופך אותו לחומר המגנטי היקר ביותר לייצור. עלותו הגבוהה היא בעיקר בגלל התוכן הקובלטי הגדול והbrittleness של הסплав של סאליום.
מגנטים קבועים אלו他们是 מוחמד למחמצת ויכולים לסבול טמפרטורות של עד 350°C , ולפעמים אפילו עד 500 מעלות . התכונה הזו של עמידות בטמפרטורה נותנת להם יתרון מיוחד על פני סוגי מגנטים קבועים אחרים שפחות סובלים מחום. כמו מגנטים)newdimm(, גם למגנטים של סمارיום קובלט יש צורך בערימות כדי למנוע את התחליפי. עם זאת, החסרון של סוג זה של מגנט הוא העוצמה המכנית הנמוכה שלו. מגנטים)salinity cobalt( יכולים להיווצר בצורה חלולה לפתח פיצוצים. בכל זאת, במקרים שבהם עמידות בחום ותחליפי הם חשובים, מגנטים של סמריום קובלט עשויים להיות האופציה המתאימה ביותר.
עם זאת, החסרון של סוג זה של מגנט הוא העוצמה המכנית הנמוכה שלו. מגנטים)סאליניטי קובלט( יכולים להיווצר בצורה חלולה לפתח פיצוצים. עם זאת, במקרים שבהם עמידות בחום ותחליפי הם חשובים, מגנטים של סמריום קובלט עשויים להיות האופציה המתאימה ביותר.
מגנטים)newendimm( מצטיינים בטמפרטורות נמוכות, בעוד שמגנטים)סמוניאום קובלט( עובדים בצורה הטובה ביותר ב טמפרטורות גבוהות . מגנטים)newendimm( ידועים כהמגנטים הקבועים החזקים ביותר בטמפרטורת החדר ועד לערך 180 מעלות צלזיוס בהתבסס על המגנטיות השארית (Br). עם זאת, הכוח שלהם יורד באופן משמעותי כאשר הטמפרטורה עולה. כאשר הטמפרטורות מתקרבות ל-180 מעלות צלזיוס, מגנטים)סמוניאום קובלט( מתחילים להיות חזקים יותר מגנטים ניודימיום בביצוע.
סמונيوم קובלט מדורג כ החומר המגנטי השני בגבורה ומציג התנגדות יוצאת דופן לדיסמגנטיזציה . הוא משמש בדרך כלל בתעשייה האווירית והחללית ובתעשיות אחרות שמעדיפות ביצועים על עלות.
מגנטים של סמאריום קובלט, שנוצרו בשנות ה-70, מציגים עוצמה מגנטית גבוהה יותר בהשוואה למגנטים קרמיים ומגנטים של אלומיניום-ניקל-קובלט, אך הם נופלים קצרים מהמגנטיזם שמוצעים על ידי מגנטים של ניודימיום. המגנטים האלה מתחלקים בעיקר לשתי קבוצות לפי רמות האנרגיה שלהם. הקבוצה הראשונה, הידועה בשם Sm1Co5 (1-5) , מציגה טווח תוצר אנרגיה משתרע בין 15 ל-22 MGOe .从一方面来看，הקבוצה השנייה, Sm2Co17 (2-17) , כולל טווח אנרגיה של 22-32 MGOe .
המגנטים של סמריום קובלט והניאודימיום מיוצרים ממתכת בột. הם נדחוסים תחת השפעת שדה מגנטי חזק לפני שהם עוברים תהליך סינטרינג.
מגנטים של ניאודימיום רגישים מאוד לגורמים סביבתיים, בעוד שהמגנטים הנדירים של סמריום קובלט מציגים התנגדות יוצאת דופן לקורוזיה. המגנטים של סמריום קובלט יכולים לעמוד בטמפרטורות גבוהות מבלי להפסיד את המגנטיות שלהם, בעוד שהמגנטים של ניאודימיום צריכים לשמש בזהירות מעל הטמפרטורה החדרית. המגנטים של ניאודימיום יותר עמידים בהשוואה למגנטים של סמריום קובלט ויכולים להיות מעובדים בקלות ולהיכנס לתוך אסמבליות מגנטיות. שני חומרים דורשים שימוש בכלי יהלום, EDM או גרינדינג במהלך תהליך העיבוד.
בשלב הבא נלמד על מגנטים אלניקו
מגנטים של אלומיניום ניקל קובלט (AlNiCo) הם חומרי מגנט קבוע מסורתיים שכוללים בעיקר אלומיניום, ניקל וקובלת. הם מופיעים כאחד המגנטים הקבועים המסחריים המודרניים הראשונים, שפותחו על ידי ט. מישימה ביפן בתחילת המאה ה-20.
למרות השאריות המגנטית הבולטת שלהם, העמידות היחסית הנמוכה גורמת להפחתה של תוצר האנרגיה המגנטית (BH)max בהשוואה למגנטים מסוגים אחרים. אלניקו מסור יש יכולת להיווצר לצורות מורכבות, בעוד שאלניקו סintered מציג תכונות מגנטיות מעט נמוכות יותר אך תכונות מכניות טובות יותר בגלל מבנה הגבישים הדק שלו, מה שגורם לפלוקס אחיד ולחוזק מכני מוגבר.
הסינתזה של אלניקו כוללת אירוח, טחינה לגושים דקים, לחיצה, סינתזה, בדיקה, כיסוי והגנזה. שיטות ייצור שונות משפיעות על תכונות המגנט, כאשר הסינתזה משפרת את התכונות המכניות והאינדוקציה מגדילה את צפיפות האנרגיה.
מגנטים של אלניקו סינטרי מגיעים בדרגות בין 1.5 ל-5.25 MGOe , בעוד שמגנטים מסור נעים בין 5.0 ל-9.0 MGOe . מגנטים Anisotropic AlNiCo מציעים אפשרויות כיוון מגנטי מותאמות אישית, מה שמספק גמישות יקרה.
האלומיניום ניקל קובלט מראים טמפרטורות פעילות מרבי גבוהות ועמידות בקורוזיה יוצאת דופן. חלק מהדרגות של אלומיניום ניקל קובלט יכול לפעול בטמפרטורות שמעבר ל 500°C. מגנטים אלו בשימוש נרחב במיקרופונים, דוברים, איסוף אותות בגיטרות חשמליות, מנועים, צינורות גלים נוסעים, חיישני Hall, ותכלית שימושים נוספים רבים.
ולבסוף, בואו נבין את המגנט עם היתרון המחיר ביותר, שהוא מגנט פרייט.
מגנטים פריטיים , גם ידועים בשם מגנטים קרמיים , הם מורכבים מסידן חמצני מעורבב יחד עם חומרים כמו בריום קרבונט או סטרונציום קרבונט. המגנטים הללו מוכרים בזכות מחירם הכלכלי, עמידות טובה בקורוזיה, והיכולת לשמור על יציבות בטמפרטורות גבוהות עד 250°C.
בעוד שמאפייניהם המגנטיניים הם לא חזקים כמו אלו של מגנטים NdFeB , הכלכלה של מגנטים פריטיים גורמת להם להיות מתאימים היטב ל ייצור מסיבי . יתרון העלות הזה נובע מהשימוש בחומרים זולים וזמינים בקלות שאינם אסטרטגיים בטבעם.
מגנטים קרסמיים יכולים להיות איזוטרופיים, עם תכונות מגנטיות אחידות בכל הכיוונים, או אניזוטרופיים, מראים מגנוטיזציה התואמת את כיוון הלחץ. המגנטים הקרסמיים החזקים ביותר יכולים להשיג אנרגיה מגנטית של 3.8 MGOe , מה שהופך אותם למגנטים הקבועים החלשים ביותר. למרות תכונות המגנטיות המתונות שלהם, הם מציעים עמידות טובה יותר נגד דיסמגנטיזציה בהשוואה לסוגים אחרים של מגנטים.
מגנטים קרסמיים מראים אנרגיה אנרגיה מגנטית נמוכה תוצר ובעל התנגד התנגדות יוצאת דופן לרקמה, משתמשים באופן שגרתי לצד חלקי פחמן נמוך וمناسبים לשימוש בvironments טמפרטורה בינונית.
תהליך הייצור של מגנטים קרסמיים כולל לחיצה וסינתזה, עם שימוש מומלץ בחצבי יהלום בגלל טבעם השברירי.
בכלל, מגנטים קרסמיים מציעים איזון בין עוצמת מגנטיות והכללת עלות, עם שבריריות שמופחתת על ידי התנגדות יוצאת דופן לרקמה. הם עמידים, מתנגדים לדיסמגנטיזציה, ובחירה כלכלית עבור שימושים שונים כמו צעצועים, אמנות, ומנועים.
מגנטים של ארצות נדירות משפרים משמעותית את התחשבויות המשקל או הגודל, בעוד שפראיטים הם מועדפים לשימושים שלא דורשים צפיפות אנרגיה גבוהה, כמו חלונות כוח, מושבים, סוויצ'ים, מזגן, בלוארים באלקטרוניקה, חלקים מסוימים של כלים חשמליים, ואquipment אודיו.
