마그레브에 대한 지식들
먼 거리를 이동하는 시간이 방해가 되나요? 지하철, 자동차, 비행기를 타고 목적지에 도착할 수 있지만, 여전히 시간이 오래 걸린 것 같습니다. 하지만, 이동시간을 질적으로 향상시킬 수 있는 기술이 있습니다. 자기항상입니다. 자기부동기 는 영화 나 TV 드라마 에서만 볼 수 있다고 생각 할 수 있습니다. 2023년 7월이 되면요! 이석배, 김지훈 등 한국과학기술원 연구팀은 이 자료를 연구하기 위해 팀을 구성했다. 순수한 납 아파타이트는 방열제이지만, 스쿠베 리와 다른 사람들에 따르면 LK-99을 형성하는 구리 도핑 된 납 아파타이트는 초전도체 또는 더 높은 온도에서 금속입니다. 비록 정상 압력에서 실온 초전도 물질이 확인된 것은 없지만, 그것은 우리에게 희망도 줍니다! 이 마법의 LK-99가 자석에서 어떻게 작동하는지 보자!
자석이 아래로부터 물질에 접근하면 물질이 반발으로 인해 일어설 수 있다는 것도 보셨을 겁니다. 자기극을 바꾼 후에도 물질에 접근할 때 반발 때문에 물질은 여전히 서있죠.
이 "작은 검은 점"은 NdFeB 자석이 가까이 다가와서 멀어질수록 계속 떨어지거나 일어납니다. S극과 N극 모두 효과적이기 때문에 반발은 자기극과 아무런 관련이 없습니다.
LK-99이 정말 초전도인지에 대해 이야기하지 말자 NdFeB 영구 자석이 떠다니게 만들 수 있습니다.
NdFeB 영구 자석에 대해 이야기하자면, 우리는 테슬라 모델 S에 대해 논의해야합니다.
엘론 머스크는 너무 대담해서 테슬라가 첫 세단 모델 S의 출시 행사를 열었을 때, 차시는 메르세데스-벤츠 CLS를 기반으로 하고, 알루미늄 카시 패널과 엔진 커버는 네오디 철 붕소 자석으로 철 프레임에 붙여졌다.
테슬라는 첫 두 대용량 자동차 모델을 만들었을 때, 그들은 차량을 구동하기 위해 인덕션 모터를 사용했습니다. 이 모터는 니콜라 테슬라의 원동기 설계에 기반을 두고 있습니다. 이 설계는 희토류 자석의 발명보다 거의 100년 전에 만들어진 훌륭한 설계입니다.
인덕션 모터는 자기력을 생성하고 전기를 통해 로터를 움직이고 영구 자석이 없이 작동합니다.
인덕션 모터 디자인은 좋지만, 테슬라는 2017년에 모델 3의 영구 자석 모터로 전환했습니다. 좋은 이유 때문이지요. 모델 3은 더 작은 자동차이고, 더 작은 모터가 필요하지만 여전히 많은 전력을 가지고 있습니다.
그래서 모델 3부터 테슬라는 네오디 철보리온 모터를 사용했습니다. 왜냐하면 그들은 더 많은 공간을 절약하고 가볍고 더 많은 힘을 생성할 수 있기 때문입니다.
자동차에 자석 사용: 에어컨, 브레이크 시스템, 드라이브 모터, 오일 펌프 등
사실, 자동차에 사용 되는 것 외에도, 자석은 휴대 전화 스피커, 헤드폰, 진동 모터, 전자기, 헤어 드라이어, 팬, 냉장고, 세탁기 등에도 널리 사용 됩니다.
(마그네트 사용 비율)
그래서, NdFeB 같은 영구 자석 외에도 다른 세 가지 주요 종류의 자석은 무엇일까요? 생산 과정은 어떻게 되죠?
좀 더 자세히 살펴보자!
먼저 자석의 최대 자기 에너지 산소를 이해해 봅시다
현재는 세 가지 종류의 자석이 있습니다. : 영구 자석, 일시 자석, 전자기
영구 자석 은 반대 의 자석 이 있음에도 불구하고 유지 되는 자기장 을 만들어 낸다. 영구 자석을 사용하는 전기 모터는 그렇지 않은 것보다 더 효율적입니다. 현재 알려진 모든 강한 자석에는 희토류 원소가 포함되어 있으며, 이는 전기차와 풍력 터빈의 핵심 부품입니다. 네오디과 토륨 같은 원소들은 증가하는 수요와 제한된 공급으로 인해 핵심 재료가되었습니다.
영구 자석은 생산된 후에 에너지 입력 , 그 결과 운영 비용은 0입니다. 이와는 달리 전자기 자석은 자기장을 생성하기 위해 연속 전류를 필요로 합니다.
영구 자석 의 중요한 특성 은 외부 자기장 이 반대 되는 상황 에도 자기장 을 유지 하는 것 이다. 그러나 반대 자기장의 강도가 충분히 높으면 영구 자석의 내부 자기핵이 반대 자기장과 정렬되어 비자극화됩니다.
영구 자석은 본질적으로 에너지 저장 장치로 작용합니다. 에너지 는 초기 자기화 과정 중 에 주입 되고, 적절 히 제조 되고 다루어지면, 그것은 무한히 자기 안에 남아 있을 것 이다. 배터리와는 달리 자석의 에너지는 절대 소진되지 않고 사용 가능해집니다. 이것은 자석이 주변 환경에 아무런 영향을 미치지 않기 때문입니다. 대신, 그들은 다른 자기 물체를 끌어당기고 반발하기 위해 에너지를 사용하며, 전기 에너지와 기계 에너지 사이의 변환에 도움을 줍니다.
자기장의 에너지는 B와 H의 곱에 비례합니다. BH의 곱이 최대화되면 ( (BH) 최대 , 주어진 간격에서 주어진 자기장을 생성하는 자석의 최소 부피가 필요합니다. 최대 (BH) 이 높을수록, 주어진 흐름 밀도를 생성하기 위해 자석의 부피가 작아집니다. (BH) max는 자기 물질의 부피 단위 당 정적 자기 에너지로 생각할 수 있습니다. BH는 메가 가우스 오르스테드 (MGOe) 또는 kJ/mXNUMX
영구 자석 산업에서 최대 자기 에너지 제품은 영구 자석의 자기 에너지 밀도를 나타내고 영구 자석의 성능을 특징짓기 위해 가장 일반적으로 사용되는 매개 변수입니다.
영구 자석의 분류
영구 자석은 네 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 네오디 철보르 (NdFeB) , 사마리움 코발트 (smco) ,알루미늄 니켈 코발트 (AlNiCo) , 그리고 세라믹 또는 페리트 자석 .
가장 경제적인 자석으로 시작해보죠. 네오디 철보론 자석
네오디움 자석 (NdFeB) 은 상업용 응용 분야에서 가장 널리 사용되는 영구 자석 재료 중 하나입니다. 고자기 에너지 제품 글로벌 시장에 자기력
네오디움 자석은 가장 강한 그리고 대부분의 논란의 여지가 있는 자석 이 자석은 신질륨, 철, 붕소 원소들로 구성되어 있기 때문에 희토류 자석의 범주에 속한다.
철 함유량으로 인해 네오디 철보리 류 자석은 쉽게 산화되고 부식 저항성이 낮으며 종종 니켈 접착, 에포시 코팅 또는 아연 코팅과 같은 코팅이 필요합니다.
그러나 그들은 높은 에너지 밀도 (최고의 55 MGOe 고강도로 사용되므로 더 작은 크기의 하드 디스크 드라이브, 모터 및 오디오 장비를 사용할 수 있습니다.
네오디 자석의 작동 온도 범위는 80°C ~ 200°C - 그래요 그러나, 높은 품질의 네오디 물질은 120°C 꽤나 비싸게 될 수 있습니다.
비용 효율성을 고려하면 네오디 자석은 확실히 첫 번째 선택입니다.
아마 여러분은 내 자석의 작동 온도가 200°C를 넘을 것이라고 생각하실 겁니다. 이 환경에서는 자석을 사용할 수 없겠죠? 이 문제 는 위생용 코발트 자석 으로 해결 될 수 있다.
소암 코발트 (SmCo) 고품질 영구 자석 물질로 주로 코발트와 사마리움으로 만들어져 생산하는 가장 비싼 자석 물질입니다. 그 높은 비용은 주로 코발트 함유량이 높고 사마리움 합금의 깨지기 쉬운 특성 때문입니다.
이 영구 자석 은 썩지 않는 고도로 강한 성질 이며 최대 350°C , 때로는 심지어까지 500도 - 그래요 이러한 온도 내성이 다른 종류의 영구 자석보다 다른 장점을 제공합니다. 열에 덜 견딜 수 있습니다. 네오디 자석과 마찬가지로, 사마리움 코발트 자석도 부식 방지에 코팅이 필요합니다.
그러나 이 자석 종류 의 단점 은 기계적 강도 가 낮다는 점 이다. 소금성 코발트 자석은 쉽게 깨지고 균열이 생길 수 있습니다. 그러나 높은 온도와 부식 저항성이 필수적인 경우, 사마리움 코발트 자석이 가장 적절한 선택이 될 수 있습니다.
네오디 자석은 낮은 온도에서 우수하지만 사모늄 코발트 자석은 더 높은 온도 - 그래요 네오디 자석은 잔류 자석화 (Br) 를 기반으로 방온에서 약 180도까지 가장 강력한 영구 자석으로 알려져 있습니다. 하지만, 온도가 높아지면 그 강도가 크게 떨어집니다. 온도가 섭씨 180도 가까이 되면 사모늄 코발트 자석이 초과 네오디 자석이 작동 중입니다.
사모늄 코발트는 두 번째로 강한 자기 물질이며 비자극화에 대한 특별한 저항력을 자랑합니다. - 그래요 항공우주 산업과 다른 부문에서 일반적으로 사용되며 비용보다 성능을 우선시합니다.
1970년대에 개발된 사마리움 코발트 자석은 세라믹 및 알루미늄-니켈-코발트 자석에 비해 더 높은 자기 강도를 나타내지만, 네오디 자석에서 제공하는 자기성에 미치지 못한다. 이 자석들은 주로 에너지 수준에 따라 두 그룹으로 분류됩니다. 첫 번째 그룹은 Sm1Co5 (1-5) , 에너지 제품군을 자랑합니다 15~22 MGOe - 그래요 반면, 두 번째 그룹은 Sm2Co17 (2-17) , 에너지 범위는 22~32 MGOe .
사마리움 코발트 및 네오디 자석 모두 금속 가루로 만들어집니다. 그 들 은 가열 과정 을 겪기 전 에 강력한 자기장 의 영향 아래 압축 된다.
네오디 자석은 환경 요인에 매우 민감하지만, 사마리움 코발트 희토류 자석은 excelente 경화 저항을 나타냅니다. 사마리움 코발트 희토류 자석 은 자기력을 잃지 않고 높은 온도 에 견딜 수 있지만, 네오디 자석 은 방 온도 이상 에 조심스럽게 사용 해야 한다. 네오디 자석은 사마리움 코발트 자석에 비해 더 내구성이 강하며 쉽게 가공되어 자석 조립에 통합 될 수 있습니다. 이 두 재료 모두 가공 과정에서 다이아몬드 도구, EDM 또는 썰기를 사용해야합니다.
다음으로 알니코 자석에 대해 알아보자
알루미늄 니켈 코발트 자석 (AlNiCo) 원자력발전소, 알루미늄, 니켈, 코발트 그들은 현대 상용 영구 자석 중 가장 초기 중 하나로 서 있습니다. 티 미시마 20세기 초반에 일본에서
눈에 띄는 잔존성에도 불구하고 상대적으로 소박한 강도는 다른 자석 유형에 비해 자기 에너지 제품 (BH) max를 감소시킵니다. 주사 알니코는 복잡한 모양으로 형성 될 수있는 능력을 가지고 있지만, 합금 알니코는 약간 더 적은 자기 특성을 보이지만 미세한 곡물 구조로 인해 우수한 기계적 특성을 보여 균일한 흐름 분포와 향상된 기계적 강도를 제공합니다.
알니코 합금에는 인덕션 녹음, 미세한 입자로 깎는, 압축, 합금, 테스트, 코팅 및 자기화 등이 포함됩니다. 다양한 제조 방법은 자석 특성에 영향을 미치는데, 합금으로 기계적 특성을 향상시키고, 양질로 에너지 밀도를 높인다.
합성된 AlNiCo 자석은 1.5~5.25 MGOe , 주사기 자석은 5.0~9.0 MGOe - 그래요 아이즈트로프 알니코 자석은 사용자 정의 자석화 방향 옵션을 제공하여 귀중한 다재다능성을 제공합니다.
알루미늄 니켈 코발트 합금은 높은 최대 작동 온도와 뛰어난 부식 저항성을 나타냅니다. 일부 알루미늄 니켈 코발트 등급은 500°C 이 자석들은 마이크, 스피커, 전기 기타 픽업기, 모터, 이동파 튜브, 홀 센서 및 다양한 다른 응용 분야에서 광범위하게 사용됩니다.
마지막으로, 가장 가격 우위를 가진 자석을 이해하자. 페리트 자석입니다.
페리트 자석 , 또한 세라믹 자석 , 가공된 철산화소와 바륨 탄산 또는 스트론슘 탄산과 같은 물질로 구성됩니다. 이 자석들은 경제적인 가격, 효과적인 진식 저항성, 250°C
자석 특성이 ndFeB 자석만큼 강하지 않습니다. , 페리트 자석의 비용 효율성은 대용량 제조업 이 비용 이점은 전략적 특성이 없는 저렴하고 쉽게 구할 수 있는 재료의 사용으로 인해 발생합니다.
세라믹 자석은 동위성 (isotropic) 으로 모든 방향으로 균일한 자기 성질을 나타내거나, 스트레스 방향과 일치하는 자기화를 표시하는 안이스트로프 (anisotrop) 으로 나타날 수 있습니다. 가장 강력한 세라믹 자석은 3.8 MGOe , 그들을 영구 자석의 가장 약한 유형으로 만듭니다. 소박한 자기적 특성에도 불구하고 다른 자기 유형에 비해 비자성화에 뛰어난 탄력을 제공합니다.
세라믹 자석은 낮은 자기 에너지 제품 및 소유 뛰어난 염화 저항성 일반적으로 저탄소 철강 부품과 함께 사용되며 온도가 온건한 환경에서 사용할 수 있습니다.
세라믹 자석의 제조 과정은 압축 및 시너지를 포함하며, 부서지기 쉬운 특성 때문에 다이아몬드 썰기 바퀴를 사용하는 것이 좋습니다.
일반적으로, 세라믹 자석 은 자기 강도 와 비용 효율성 사이 에 균형 을 이루고 있으며, 그 부서지기성 은 뛰어난 부식 저항성 으로 인해 상쇄 된다. 그들은 내구성이 있고, 비자극화 저항성이 있으며, 장난감, 공예품, 모터와 같은 다양한 응용 분야에 대한 비용 효율적인 옵션입니다.
희토류 자석은 무게 또는 크기를 크게 향상시키는데, 페리트는 전기 창문, 좌석, 스위치, 팬, 가전, 일부 전기 도구 및 오디오 장비의 블로어와 같은 높은 에너지 밀도를 필요로하지 않는 응용 프로그램에 유리합니다.
