Beberapa pengetahuan tentang maglev yang mungkin anda berminat

Adakah anda terganggu dengan masa perjalanan jarak jauh? walaupun kita boleh sampai ke destinasi anda dengan menaiki kereta bawah tanah, memandu, dan terbang, ia masih terasa seperti ia mengambil masa yang lama. namun, terdapat teknologi yang boleh membuat lompatan kualitatif dalam masa perjalanan kita, dan itu adalah levitasi magnet. mungkin anda merasakan bahawa levitasi magnet hanya wujud dalam filem atau drama

                     

 

Saya percaya anda juga telah melihat bahawa apabila magnet mendekati bahan dari bawah, bahan berdiri kerana penolakan. selepas menukar kutub magnet, bahan masih berdiri kerana penolakan apabila mendekati bahan.

 

"Titik hitam kecil" ini terus jatuh atau berdiri ketika magnet Ndfeb mendekati dan bergerak jauh. kedua-dua kutub s dan kutub n berkesan, iaitu, penolakan tidak ada kaitan dengan kutub magnet, menunjukkan anti-magnetisme.

 

Jangan bercakap tentang sama ada lk-99 benar-benar superconducting. magnet kekal NDFEB boleh membuatnya melayang.

 

Bercakap mengenai magnet kekal NDFEB, kita perlu membincangkan Model Tesla S.

 

Elon Musk begitu berani sehingga ketika Tesla mengadakan acara pelancaran sedan pertama, Model S, mereka bahkan tidak merakitnya. sasisnya berdasarkan Mercedes-Benz CLS, dan panel badan aluminium dan penutup enjin dilekatkan pada bingkai keluli dengan magnet neodymium besi boron.

Apabila Tesla membuat dua model kereta saiz penuh pertama, mereka menggunakan motor induksi untuk kuasa kenderaan. motor ini adalah berdasarkan reka bentuk motor asal Nikola Tesla, yang merupakan reka bentuk cemerlang yang mendahului penemuan magnet bumi jarang hampir 100 tahun.

 

Motor induksi menghasilkan magnetisme mereka sendiri dan memandu rotor melalui elektrik, dan mereka beroperasi tanpa sebarang jenis magnet kekal.

 

Reka bentuk motor induksi adalah baik, tetapi Tesla beralih kepada motor magnet kekal untuk Model 3 pada tahun 2017 dengan sebab yang baik: Model 3 adalah kereta yang lebih kecil, dan ia memerlukan motor yang lebih kecil tetapi masih mempunyai banyak kuasa.

 

Jadi, bermula dengan Model 3, Tesla menggunakan neodymium besi boron motor kerana mereka lebih menjimatkan ruang, lebih ringan, dan boleh menjana lebih banyak kuasa.

 

Penggunaan magnet dalam kereta: seperti penghawa dingin, sistem brek, motor pemacu, pam minyak, dll.

Malah, selain digunakan dalam kereta, magnet juga digunakan secara meluas dalam pembesar suara telefon bimbit, fon kepala, motor getaran, elektromagnet, pengering rambut, kipas, peti sejuk, mesin basuh, dll.

(peratusan penggunaan magnet)

Jadi, selain magnet kekal seperti NdFeB, apa tiga jenis utama lain magnet? apa proses pengeluaran?

 

Mari kita lihat lebih dekat!

 

Pertama, mari kita faham produk tenaga magnet maksimum magnet

 

Pada masa ini, terdapat tiga jenis magnet : magnet kekal, magnet sementara, dan elektromagnet.

Magnet kekal menghasilkan medan magnet yang dikekalkan walaupun terdapat medan magnet yang bertentangan. motor elektrik yang menggunakan magnet kekal lebih cekap daripada yang tidak. pada masa ini, semua magnet kuat yang diketahui mengandungi unsur bumi jarang berlaku, yang merupakan komponen utama untuk kenderaan elektrik dan turbin angin. unsur seperti neodymium dan thorium telah menjadi bahan utama kerana permintaan yang semakin meningkat dan bek

 

Magnet kekal adalah unik dalam bahawa sekali dihasilkan, mereka memberikan aliran magnet tanpa input tenaga , yang mengakibatkan kos operasi sifar. Sebaliknya, magnet elektromagnet memerlukan arus berterusan untuk menjana medan magnet.

 

Sifat penting magnet kekal adalah bahawa mereka mengekalkan medan magnet mereka walaupun terdapat medan magnet luaran yang bertentangan. Walau bagaimanapun, jika kekuatan medan magnet bertentangan cukup tinggi, nukleus magnet dalaman magnet kekal akan sejajar dengan medan magnet bertentangan, mengakibatkan demagnetisasi.

 

Magnet kekal pada dasarnya bertindak sebagai peranti simpanan tenaga. tenaga disuntik semasa proses magnetisasi awal, dan jika dihasilkan dan ditangani dengan betul, ia akan kekal dalam magnet tanpa batas. tidak seperti bateri, tenaga dalam magnet tidak pernah habis dan tetap tersedia untuk digunakan. ini kerana magnet tidak mempunyai kesan bersih pada persekitaran mereka. sebaliknya, mereka menggunakan tenaga mereka untuk menarik atau menolak objek magnet lain

 

Tenaga medan magnet adalah sebanding dengan hasil b dan h. apabila hasil bh adalah maksimum (ditandakan sebagai (bh) maksimum) , jumlah minimum magnet yang diperlukan untuk menghasilkan medan magnet yang diberikan dalam jurang yang diberikan. semakin tinggi (bh) max, semakin kecil jumlah magnet yang diperlukan untuk menghasilkan kepadatan fluks yang diberikan. (bh) max boleh dianggap sebagai tenaga magnet statik per unit jumlah bahan magnet. bh diukur dalam Mega-gauss oersteds (mgoe) atau kj/mxnumx.

 

Dalam industri magnet kekal, produk tenaga magnet maksimum mewakili ketumpatan tenaga magnet magnet magnet kekal dan merupakan parameter yang paling biasa digunakan untuk mencirikan prestasi magnet kekal.

 

Pengelasan magnet kekal

Magnet kekal boleh dibahagikan kepada empat jenis: neodimium besi boron (ndfeb) , samarium Kobalt (SmCo) ,aluminium nikel kobalt (alnico) , dan magnet seramik atau ferrit .

 

Mari kita mulakan dengan magnet yang paling kos efektif: Magnet bor besi neodymium

 

 

Neodium magnet (ndfeb) adalah salah satu bahan magnet kekal yang paling banyak digunakan dalam aplikasi komersial, yang dikenali dengan produk tenaga magnet tinggi dan kekuatan magnetik.

 

Neodium magnet adalah yang paling kuat dan kebanyakan kontroversi magnet. mereka tergolong dalam kategori magnet bumi jarang kerana mereka terdiri daripada unsur neodymium, besi dan boron.

 

Oleh kerana kandungan besi, magnet bor besi neodymium mudah teroksidasi dan mempunyai ketahanan kakisan yang lemah, dan sering memerlukan salutan seperti plating nikel, salutan epoksi atau salutan zink.

 

Walau bagaimanapun, ia adalah produk ketumpatan tenaga tinggi (sehingga 55 mgoe ) dengan ketahanan yang tinggi, dan menggunakannya membolehkan pemacu cakera keras, motor, dan peralatan audio yang lebih kecil.

 

Julat suhu operasi magnet neodymium ialah 80°C hingga 200°C . Walau bagaimanapun, bahan neodymium berkualiti tinggi yang boleh beroperasi di atas 120°C boleh menjadi agak mahal.

 

Mempertimbangkan kos-kesan, magnet neodymium pasti pilihan pertama.

 

Mungkin anda berfikir bahawa suhu kerja magnet saya akan melebihi 200 ° C, jadi adalah mustahil untuk menggunakan magnet dalam persekitaran ini? masalah ini boleh diselesaikan dengan magnet kobalt kebersihan.

 

 

Salmium kobalt (smco) adalah bahan magnet kekal premium yang dibuat terutamanya dari kobalt dan samarium, menjadikannya bahan magnet yang paling mahal untuk dihasilkan. kosnya yang tinggi terutama disebabkan oleh kandungan kobalt yang besar dan kerapuhan aloi samarium.

 

Magnet kekal ini sangat tahan karat dan boleh menahan suhu sehingga 350°C , dan kadangkala juga sehingga 500 darjah . ketahanan suhu ini memberi mereka kelebihan yang jelas berbanding jenis magnet kekal yang kurang toleran terhadap haba. Sama seperti magnet neodymium, magnet samarium kobalt juga memerlukan salutan untuk mencegah kakisan.

 

Walau bagaimanapun, kelemahan jenis magnet ini adalah kekuatan mekanikalnya yang rendah. magnet kobalt saliniti boleh menjadi mudah rapuh dan mengembangkan retakan. Walau bagaimanapun, dalam kes di mana suhu tinggi dan ketahanan kakisan adalah penting, magnet kobalt samarium mungkin pilihan yang paling sesuai.

 

Neodymium magnet cemerlang dalam suhu yang lebih rendah, manakala sammonium kobalt magnet berfungsi dengan baik di suhu yang lebih tinggi . magnet neodymium dikenali sebagai magnet kekal yang paling kuat pada suhu bilik dan sehingga kira-kira 180 darjah Celsius berdasarkan magnetisasi sisa (br). Walau bagaimanapun, kekuatan mereka menurun dengan ketara apabila suhu meningkat. penambah Magnet neodymium dalam prestasi.

 

Sammonium kobalt kedudukan sebagai bahan magnetik kedua yang paling kuat dan mempunyai ketahanan yang luar biasa terhadap demagnetisasi . ia biasanya digunakan dalam industri aeroangkasa dan sektor lain yang mengutamakan prestasi daripada kos.

 

Magnet samarium kobalt, yang dibangunkan pada tahun 1970-an, menunjukkan kekuatan magnet yang lebih tinggi berbanding dengan magnet seramik dan aluminium-nikel-kobalt, walaupun kurang daripada magnetisme yang ditawarkan oleh magnet neodymium. magnet ini terutamanya diklasifikasikan kepada dua kumpulan berdasarkan tahap tenaga mereka. kumpulan pertama, yang dikenali sebagai Sm1co5 (1-5) , mempunyai pelbagai produk tenaga yang merangkumi 15 hingga 22 mgoe . sebaliknya, kumpulan kedua, Sm2co17 (2-17) , merangkumi julat tenaga 22-32 mgoe .

 

Kedua-dua magnet samarium kobalt dan neodymium diperbuat daripada logam serbuk. mereka ditekan di bawah pengaruh medan magnet yang kuat sebelum menjalani proses sintering.

 

Magnet neodymium sangat sensitif terhadap faktor alam sekitar, sedangkan magnet samarium kobalt bumi jarang menunjukkan ketahanan kakisan yang sangat baik. magnet samarium kobalt bumi jarang boleh menahan suhu tinggi tanpa kehilangan magnetisme mereka, sedangkan magnet neodymium harus digunakan dengan berhati-hati di atas suhu bilik. magnet neodymium lebih tahan lama berbanding dengan magnet samarium kobalt

Seterusnya mari kita belajar tentang magnet alnico

 

Magnet aluminium nikel kobalt (alnico) adalah bahan magnet kekal konvensional yang terdiri terutamanya daripada aluminium, nikel, dan kobalt. Mereka berdiri sebagai salah satu magnet kekal komersial kontemporari yang paling awal, dicipta oleh T. mishima di Jepun pada awal abad ke-20.

 

Walaupun remanensi yang ketara, ketahanan yang agak sederhana menyebabkan produk tenaga magnetik (bh) max yang berkurangan jika dibandingkan dengan jenis magnet lain. Alnico cor memiliki keupayaan untuk dibentuk menjadi bentuk yang rumit, sedangkan alnico sinter menunjukkan sifat magnetik yang sedikit lebih rendah tetapi sifat mekanikal yang unggul kerana struktur butiran halus, yang mengakibatkan pengedaran fluks

 

Sintering alnico merangkumi pencairan induksi, penggilingan menjadi zarah halus, menekan, sintering, ujian, salutan, dan magnetisasi. pelbagai kaedah pembuatan mempengaruhi sifat magnet, dengan sintering meningkatkan sifat mekanikal dan pengecoran meningkatkan kepadatan tenaga.

 

Magnet alnico sinter datang dalam gred dari 1.5 hingga 5.25 mgo , manakala magnet corak berkisar dari 5.0 hingga 9.0 mgo . magnet anisotropik alnico menawarkan pilihan arah magnetisasi yang disesuaikan, memberikan fleksibiliti yang berharga.

Alloy aluminium nikel kobalt menunjukkan suhu operasi maksimum yang tinggi dan rintangan kakisan yang luar biasa. beberapa gred aluminium nikel kobalt boleh berfungsi pada suhu melebihi 500°C. Magnet ini digunakan secara meluas dalam mikrofon, pembesar suara, pickup gitar elektrik, motor, tiub gelombang perjalanan, sensor dewan, dan pelbagai aplikasi lain.

 

Akhirnya, mari kita faham magnet dengan kelebihan harga yang paling, yang adalah magnet ferrit.

Magnet ferrit , juga dikenali sebagai magnet seramik , terdiri daripada oksida besi sinter bersama-sama dengan bahan seperti barium karbonat atau strontium karbonat. harga yang ekonomis, rintangan kakisan yang berkesan dan keupayaan untuk mengekalkan kestabilan pada suhu tinggi sehingga 250°C.

 

Manakala ciri magnetik mereka adalah tidak sekuat magnet NdFeB , kos-kesan efektif magnet ferrit menjadikan mereka sesuai untuk besar-besaran pemasangan. Keuntungan kos ini berasal dari penggunaan bahan yang murah dan mudah didapati yang bukan bersifat strategik.

 

 

Magnet seramik boleh isotropik, menunjukkan sifat magnet seragam dalam semua arah, atau anisotropik, memaparkan magnetisasi selaras dengan arah tekanan. magnet seramik yang paling kuat boleh mencapai tenaga magnet 3.8 mgo , menjadikannya jenis magnet kekal yang paling lemah. walaupun sifat magnetik mereka sederhana, mereka menawarkan ketahanan yang lebih tinggi terhadap demagnetisasi berbanding dengan jenis magnet lain.

 

Magnet seramik menunjukkan tenaga magnetik rendah produk dan memiliki ketahanan kakisan yang sangat baik, digunakan bersama komponen keluli karbon rendah dan sesuai untuk digunakan dalam persekitaran suhu sederhana.

 

Proses pembuatan magnet seramik melibatkan menekan dan sinter, dengan penggunaan roda pengisar berlian disyorkan kerana sifat rapuh mereka.

 

Secara umum, magnet seramik menawarkan keseimbangan antara kekuatan magnet dan kecekapan kos, dengan ketegangan mereka ditentang oleh ketahanan kakisan yang luar biasa. mereka tahan lama, tahan terhadap demagnetisasi, dan pilihan yang berkesan kos untuk pelbagai aplikasi seperti mainan, kraf, dan motor.

 

Magnet bumi jarang meningkat dengan ketara berat atau ukuran pertimbangan, manakala ferrit lebih baik untuk aplikasi yang tidak memerlukan ketumpatan tenaga yang tinggi, seperti tingkap elektrik, kerusi, suis, kipas, pemacu dalam peralatan, beberapa alat elektrik, dan peralatan audio.