Enige kennis over maglev waarin u mogelijk geïnteresseerd bent

Heeft u last van de reistijd over lange afstanden? Hoewel we je bestemming kunnen bereiken door de metro te nemen, te rijden en te vliegen, voelt het nog steeds alsof het lang duurt. Er is echter een technologie die een kwalitatieve sprong kan maken in onze reistijd, en dat is magnetische levitatie. Misschien heb je het gevoel dat magnetische levitatie alleen bestaat in films of tv-drama's. Maar dan wel in juli 2023! Sukbae Lee (이석배), Ji-Hoon Kim (김지훈) en anderen van het Korea Institute of Science and Technology vormden eerst een team om het materiaal te bestuderen. Zuiver loodapatiet is een isolator, maar volgens Sukbae Lee en anderen is met koper gedoteerd loodapatiet dat LK-99 vormt een supergeleider of een metaal bij hogere temperaturen. Hoewel er geen bevestigd supergeleidend materiaal op kamertemperatuur is bij normale druk, geeft het ons ook hoop! Laten we eens kijken hoe deze magische LK-99 presteert op de magneet!

Ik geloof dat je ook hebt gezien dat wanneer de magneet het materiaal van onderaf nadert, het materiaal door afstoting rechtop staat. Na het verwisselen van de magnetische polen blijft het materiaal door afstoting rechtop staan bij het naderen van het materiaal.

Deze "kleine zwarte stip" blijft vallen of opstaan als de NdFeB-magneet nadert en wegbeweegt. Zowel de S-pool als de N-pool zijn effectief, dat wil zeggen dat afstoting niets te maken heeft met de magnetische pool, wat antimagnetisme vertoont.

Laten we het niet hebben over de vraag of LK-99 echt supergeleidend is. De permanente magneet van NdFeB kan hem laten zweven.

Over NdFeB permanente magneten gesproken, we moeten het hebben over Tesla Model S.

Elon Musk is zo brutaal dat toen Tesla het lanceringsevenement voor zijn eerste sedan, de Model S, hield, ze hem niet eens in elkaar zetten. Het chassis was gebaseerd op de Mercedes-Benz CLS en de aluminium carrosseriepanelen en motorkap werden met neodymium ijzerboriummagneten op het stalen frame gelijmd.

Toen Tesla zijn eerste twee full-size automodellen maakte, gebruikten ze inductiemotoren om de voertuigen aan te drijven. Deze motoren waren gebaseerd op het originele motorontwerp van Nikola Tesla, een briljant ontwerp dat bijna 100 jaar ouder was dan de uitvinding van zeldzame aardmagneten.

Inductiemotoren genereren hun eigen magnetisme en drijven de rotor aan door middel van elektriciteit, en ze werken zonder enige vorm van permanente magneten.

Het ontwerp van de inductiemotor is goed, maar Tesla is in 2017 niet voor niets overgestapt op permanente magneetmotoren voor de Model 3: de Model 3 is een kleinere auto en heeft een kleinere motor nodig, maar heeft nog steeds veel vermogen.

Dus, te beginnen met de Model 3, gebruikte Tesla neodymium-ijzer-boormotoren omdat ze ruimtebesparender en lichter zijn en meer kracht kunnen genereren.

Gebruik van magneten in auto's: zoals airconditioning, remsystemen, aandrijfmotoren, oliepompen, etc.

In feite worden magneten niet alleen gebruikt in auto's, maar ook veel gebruikt in luidsprekers voor mobiele telefoons, koptelefoons, vibratiemotoren, elektromagneten, haardrogers, ventilatoren, koelkasten, wasmachines, enz.

(Aandeel van het magneetgebruik)

Dus, naast permanente magneten zoals NdFeB, wat zijn de andere drie belangrijkste soorten magneten? Wat is het productieproces?

Laten we dat eens van dichterbij bekijken!

Laten we eerst het maximale magnetische energieproduct van magneten begrijpen

Momenteel zijn er drie soorten magneten: permanent magnets, temporary magnets, and electromagnets.

Permanente magneten produceren een magnetisch veld dat zelfs in aanwezigheid van een tegengesteld magnetisch veld in stand wordt gehouden. Elektromotoren die permanente magneten gebruiken, zijn efficiënter dan elektromotoren die dat niet doen. Momenteel bevatten alle bekende sterke magneten zeldzame aardmetalen, die belangrijke componenten zijn voor elektrische voertuigen en windturbines. Elementen zoals neodymium en thorium zijn belangrijke materialen geworden als gevolg van de groeiende vraag en het beperkte aanbod.

Permanente magneten zijn uniek in die zin dat ze, eenmaal geproduceerd, magnetische flux leveren zonderenergy input, wat resulteert in nul operationele kosten. Elektromagnetische magneten daarentegen hebben een continue stroom nodig om een magnetisch veld op te wekken.

Een belangrijke eigenschap van permanente magneten is dat ze hun magnetisch veld behouden, zelfs in aanwezigheid van een tegengesteld extern magnetisch veld. Als de sterkte van het tegengestelde magnetische veld echter hoog genoeg is, zullen de interne magnetische kernen van de permanente magneet op één lijn liggen met het tegengestelde magnetische veld, wat resulteert in demagnetisatie.

Permanente magneten fungeren in wezen als apparaten voor energieopslag. Energie wordt geïnjecteerd tijdens het eerste magnetisatieproces en als het op de juiste manier wordt vervaardigd en behandeld, blijft het voor onbepaalde tijd in de magneet. In tegenstelling tot een batterij raakt de energie in een magneet nooit op en blijft deze beschikbaar voor gebruik. Dit komt omdat magneten geen netto effect hebben op hun omgeving. In plaats daarvan gebruiken ze hun energie om andere magnetische objecten aan te trekken of af te stoten, wat helpt bij de omzetting tussen elektrische en mechanische energie.

De energie van een magnetisch veld is evenredig met het product van B en H. Wanneer het product van BH is gemaximaliseerd (aangeduid als (BH)max), is het minimale volume van de magneet nodig om een bepaald magnetisch veld in een bepaalde opening te produceren. Hoe hoger de (BH)max, hoe kleiner het volume van de magneet dat nodig is om een bepaalde fluxdichtheid te produceren. (BH)max kan worden gezien als de statische magnetische energie per volume-eenheid van het magneetmateriaal. BH wordt gemeten inMega-Gauss Oersteds (MGOe) or kJ/mXNUMX.

In de permanente magneetindustrie vertegenwoordigt het product met maximale magnetische energie de magnetische energiedichtheid van de permanente magneet en is het de meest gebruikte parameter om de prestaties van permanente magneten te karakteriseren.

Classificatie van permanente magneten

Permanente magneten kunnen worden onderverdeeld in vier soorten:neodymium iron boron (NdFeB),samarium cobalt (SmCo), aluminum nickel cobalt (AlNiCo)enceramic or ferrite magnets.

Laten we beginnen met de meest kosteneffectieve magneten:Neodymium Iron Boron Magnets

Neodium magneten (NdFeB) zijn een van de meest gebruikte permanente magneetmaterialen in commerciële toepassingen, bekend om hunhigh magnetic energy productenmagnetic strength.

Neodium magneten zijn destrongesten de meestecontroversialMagneten. Ze behoren tot de categorie van zeldzame aardmagneten omdat ze zijn samengesteld uit neodymium-, ijzer- en boorelementen.

Door het ijzergehalte worden neodymium ijzerboormagneten gemakkelijk geoxideerd en hebben ze een slechte corrosiebestendigheid en hebben ze vaak coatings nodig zoals vernikkelen, epoxy coating of zink coating.

Het zijn echter producten met een hoge energiedichtheid (tot55 MGOe) met een hoge taaiheid, en het gebruik ervan maakt kleinere harde schijven, motoren en audioapparatuur mogelijk.

Het bedrijfstemperatuurbereik van neodymium magneten is80°C to 200°C. Echter, hoogwaardige neodymium materialen die kunnen werken boven120°Ckan behoorlijk duur worden.

Met het oog op de kosteneffectiviteit zijn neodymium magneten absoluut de eerste keuze.

Misschien denkt u dat de werktemperatuur van mijn magneet boven de 200°C zal uitkomen, dus is het onmogelijk om de magneet in deze omgeving te gebruiken? Dit probleem kan worden opgelost door sanitaire kobaltmagneten.

Salmium Kobalt (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.

Deze permanente magneten zijn zeer corrosiebestendig en kunnen temperaturen tot350°C, en soms zelfs tot500 degrees. Deze temperatuurbestendigheid geeft ze een duidelijk voordeel ten opzichte van andere soorten permanente magneten die minder goed tegen hitte kunnen. Net als neodymium magneten hebben ook samarium kobalt magneten coatings nodig om corrosie te voorkomen.

Het nadeel van deze magneetvariant is echter de lage mechanische sterkte. Zoutgehalte Kobalt magneten kunnen gemakkelijk broos worden en scheuren ontwikkelen. In gevallen waarin een hoge temperatuur- en corrosiebestendigheid essentieel zijn, kunnen samarium kobaltmagneten echter de meest geschikte optie zijn.

Neodymium magneten blinken uit bij lagere temperaturen, terwijl Sammonium Kobalt magneten het beste presteren bijhigher temperatures. Neodymium magneten staan bekend als de krachtigste permanente magneten bij kamertemperatuur en tot ongeveer 180 graden Celsius op basis van remanente magnetisatie (Br). Hun sterkte neemt echter aanzienlijk af naarmate de temperatuur stijgt. Bij temperaturen in de buurt van 180 graden Celsius beginnen Sammonium Kobalt magneten te werkensurpassNeodymium magneten in prestaties.

Sammoniumkobalt geldt als de second strongest magnetic material and boasts exceptional resistance to demagnetization. Het wordt vaak gebruikt in de lucht- en ruimtevaartindustrie en andere sectoren, waarbij prestaties belangrijker zijn dan kosten.

Samarium kobaltmagneten, ontwikkeld in de jaren 1970, vertonen een hogere magnetische sterkte in vergelijking met keramische en aluminium-nikkel-kobaltmagneten, hoewel ze achterblijven bij het magnetisme dat neodymiummagneten bieden. Deze magneten worden voornamelijk in twee groepen ingedeeld op basis van hun energieniveau. De eerste groep, bekend alsSm1Co5 (1-5), beschikt over een assortiment energieproducten dat varieert van15 to 22 MGOe. Aan de andere kant, de tweede groep, Sm2Co17 (2-17), omvat een energiebereik van22-32 MGOe.

Zowel samarium kobalt als neodymium magneten zijn vervaardigd uit metalen in poedervorm. Ze worden onder invloed van een krachtig magnetisch veld samengeperst voordat ze een sinterproces ondergaan.

Neodymium magneten zijn zeer gevoelig voor omgevingsfactoren, terwijl samarium kobalt zeldzame aardmagneten een uitstekende corrosiebestendigheid vertonen. Samarium kobalt zeldzame aardmagneten kunnen hoge temperaturen verdragen zonder hun magnetisme te verliezen, terwijl neodymium magneten voorzichtig boven kamertemperatuur moeten worden gebruikt. Neodymium magneten zijn duurzamer in vergelijking met samarium kobalt magneten en kunnen gemakkelijk worden bewerkt en in magnetische assemblages worden verwerkt. Beide materialen vereisen het gebruik van diamantgereedschappen, EDM of slijpen tijdens het bewerkingsproces.

Laten we vervolgens meer te weten komen over Alnico-magneten

Aluminium Nikkel Kobalt Magneten (AlNiCo) are conventional permanent magnet materials consisting mainly of aluminium, nikkel en kobalt.They stand as one of the earliest contemporary commercial permanent magnets, innovated by T. Mishimain Japan during the early 20th century.

Ondanks hun opmerkelijke remanentie, leidt hun relatief bescheiden taaiheid tot een verminderde magnetische energieproduct (BH)max in vergelijking met andere magneettypes. Gegoten AlNiCo heeft het vermogen om in ingewikkelde vormen te worden gevormd, terwijl gesinterd AlNiCo iets mindere magnetische eigenschappen vertoont, maar superieure mechanische eigenschappen vanwege de fijne korrelstructuur, wat resulteert in een uniforme fluxverdeling en verbeterde mechanische sterkte.

Sinteren AlNiCo omvat inductie smelten, malen tot fijne deeltjes, persen, sinteren, testen, coaten en magnetiseren. Verschillende productiemethoden hebben invloed op de eigenschappen van de magneet, waarbij sinteren de mechanische eigenschappen verbetert en gieten de energiedichtheid verhoogt.

Gesinterde AlNiCo magneten zijn er in gradaties variërend van1.5 to 5.25 MGOe, terwijl gegoten magneten variëren van5.0 to 9.0 MGOe. Anisotrope AlNiCo-magneten bieden op maat gemaakte magnetisatierichtingsopties en bieden waardevolle veelzijdigheid.

Aluminium, nikkel, kobaltlegeringen vertonen hoge maximale bedrijfstemperaturen en uitzonderlijke corrosiebestendigheid. Sommige aluminium-nikkel-kobaltsoorten kunnen functioneren bij temperaturen van meer dan500°C. Deze magneten worden op grote schaal gebruikt in microfoons, luidsprekers, pick-ups van elektrische gitaren, motoren, reizende golfbuizen, Hall-sensoren en diverse andere toepassingen.

Laten we ten slotte de magneet met het meeste prijsvoordeel begrijpen, namelijk de ferrietmagneet.

Ferriet magneten, also known asKeramische magneten, are composed of sintered iron oxide along with materials like barium carbonate or strontium carbonate. These magnets are recognized for their Voordelige prijs, effectieve corrosiebestendigheid en het vermogen om stabiliteit te behouden bij hoge temperaturen tot250°C.

Hoewel hun magnetische eigenschappen zijnnot as strong as those of NdFeB magnetsmaakt de kosteneffectiviteit van ferriet magneten ze zeer geschikt voorlarge-scaleProductie. Dit kostenvoordeel komt voort uit het gebruik van goedkope, gemakkelijk verkrijgbare materialen die niet-strategisch van aard zijn.

Keramische magneten kunnen isotroop zijn en uniforme magnetische eigenschappen in alle richtingen vertonen, of anisotroop, waarbij magnetisatie wordt weergegeven in overeenstemming met de spanningsrichting. De krachtigste keramische magneten kunnen een magnetische energie bereiken van 3.8 MGOe, waardoor ze het zwakste type permanente magneet zijn. Ondanks hun bescheiden magnetische eigenschappen bieden ze een superieure weerstand tegen demagnetisering in vergelijking met andere magneettypes.

Keramische magneten vertonen eenlow magnetic energy product en bezittenexcellent corrosion resistance,Wordt vaak gebruikt naast componenten van koolstofarm staal en is geschikt voor gebruik in omgevingen met gematigde temperaturen.

Het fabricageproces van keramische magneten omvat persen en sinteren, waarbij het gebruik van diamantslijpschijven wordt aanbevolen vanwege hun brosse aard.

Over het algemeen bieden keramische magneten een evenwicht tussen magnetische sterkte en kostenefficiëntie, waarbij hun broosheid wordt tegengegaan door een uitstekende corrosiebestendigheid. Ze zijn duurzaam, bestand tegen demagnetisatie en een kosteneffectieve optie voor verschillende toepassingen zoals speelgoed, ambachten en motoren.

Zeldzame aardmagneten verbeteren de overwegingen met betrekking tot gewicht of grootte aanzienlijk, terwijl ferrieten de voorkeur hebben voor toepassingen die geen hoge energiedichtheid vereisen, zoals elektrische ramen, stoelen, schakelaars, ventilatoren, ventilatoren in apparaten, sommige elektrische gereedschappen en audioapparatuur.