มีความรู้เกี่ยวกับแม็กเลฟ ที่คุณอาจสนใจ

คุณรู้สึกว่าการลอยกระจายแม่เหล็กมีอยู่แค่ในหนังหรือละครโทรทัศน์ แต่ในเดือนกรกฎาคมปี 2023! ซุกเบ่ ลี (이석배), จีฮุน คิม (김지훈) และคนอื่นจากสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเกาหลี เป็นครั้ง

                     

 

ผมเชื่อว่าคุณคงเห็นแล้วว่า เมื่อแม่เหล็กเข้าใกล้วัสดุจากด้านล่าง วัสดุจะยืนขึ้นเพราะการขับไล่ หลังจากเปลี่ยนขั้วแม่เหล็กวัสดุยังคงยืนขึ้นเพราะการขับไล่เมื่อเข้าใกล้วัสดุ

 

จุดดําเล็กๆ นี้จะลดลงหรือยืนขึ้น เมื่อแม่เหล็ก Ndfeb เข้าใกล้และเคลื่อนออกไป ทั้งขั้ว s และขั้ว n มีประสิทธิภาพ นั่นคือ การขับไล่ไม่ได้เกี่ยวข้องกับขั้วแม่เหล็ก แสดงว่าเป็นแบบต่อมแม่เหล็ก

 

อย่าพูดถึงว่า lk-99 เป็นสารนําไฟฟ้าเหนือชั้นจริง หรือไม่

 

พูดถึงแม่เหล็กถาวร NdFeB เราต้องพูดถึง Tesla Model S

 

เอลอน มัสก์กล้ามาก จนเมื่อเทสล่าจัดงานเปิดตัว เซดานรุ่นแรก โมเดล เอส พวกเขาไม่ได้ประกอบมันด้วยซ้ํา

เมื่อเทสล่าผลิตรถแบบขนาดใหญ่ครั้งแรก พวกเขาใช้มอเตอร์อัดแรงให้ขับเคลื่อนรถยนต์ มอเตอร์เหล่านี้ถูกสร้างขึ้นจากการออกแบบมอเตอร์เดิมของนิโคลา เทสล่า ซึ่งเป็นการออกแบบที่ฉลาด

 

มอเตอร์อัดแรงสร้างแม่เหล็กของตัวเอง และขับเคลื่อนโรเตอร์ผ่านไฟฟ้า และมันทํางานโดยไม่ต้องมีแม่เหล็กถาวร

 

การออกแบบมอเตอร์อัดแรงดี แต่เทสล่าเปลี่ยนไปใช้มอเตอร์แม่เหล็กถาวร สําหรับโมเดล 3 ในปี 2017 ด้วยเหตุผลที่ดี: โมเดล 3 เป็นรถเล็กกว่า และต้องการมอเตอร์เล็กกว่า แต่ยังมีพลังงานมาก

 

ดังนั้น เริ่มจากรุ่นที่ 3 เทสล่าใช้มอเตอร์โบรอนเหล็กเนโอดีเมียม เพราะมันประหยัดพื้นที่กว่า น้อยกว่า และสามารถสร้างพลังงานได้มากกว่า

 

การใช้แม่เหล็กในรถยนต์ เช่น เครื่องปรับอากาศ ระบบเบรก เครื่องขับเคลื่อน เครื่องสูบน้ํามัน ฯลฯ

จริงๆ แล้ว นอกจากใช้ในรถยนต์แล้ว แม็กเนตยังถูกใช้อย่างแพร่หลายในเครื่องเสียงโทรศัพท์มือถือ หูฟัง เครื่องยนต์สั่น แอลกิเลนติก เครื่องแห้งผม แฟนตู้เย็น เครื่องซักผ้า เป็นต้น

(สัดส่วนการใช้แม่เหล็ก)

นอกจากแม่เหล็กถาวรอย่าง NdFeB แล้วแม่เหล็กอีก 3 ชนิดคืออะไร? กระบวนการผลิตคืออะไร?

 

มาดูใกล้ๆกันดีกว่า

 

ก่อนอื่น, ลองเข้าใจผลิตพลังงานแม่เหล็กสูงสุดของแม่เหล็ก

 

ปัจจุบันมีแม่เหล็ก 3 แบบ : แม็กเนตถาวร แม็กเนตชั่วคราว และ แม็กเนตไฟฟ้า

มักนีตถาวรผลิตสนามแม่เหล็กที่ยังคงอยู่ แม้จะมีสนามแม่เหล็กที่คัดค้าน. มอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้แม่เหล็กถาวรมีประสิทธิภาพมากกว่าที่ไม่ใช้. ปัจจุบัน, มักนีตแข็งแรงทั้งหมดที่ทราบมีธาตุดินหายาก, ซึ่ง

 

แม็กเนตถาวรเป็นพิเศษในที่ว่าเมื่อผลิตแล้ว มันให้กระแสแม่เหล็กโดยไม่ต้อง การนําพลังงานเข้า , ส่งผลให้มีค่าใช้จ่ายในการทํางานศูนย์. ในส่วนที่ตรงกันข้าม, แม่เหล็กไฟฟ้าต้องการกระแสไฟฟ้าต่อเนื่องเพื่อสร้างสนามแม่เหล็ก.

 

คุณสมบัติสําคัญของแม่เหล็กถาวรคือมันยังคงสนามแม่เหล็กของมัน แม้จะมีสนามแม่เหล็กภายนอกที่คัดค้าน. อย่างไรก็ตาม, ถ้าความแข็งแรงของสนามแม่เหล็กที่คัดค้านสูงพอ, หน่วยแม่เหล็กภายในของแม่เหล็กถาวรจะตรงกับสน

 

แม็กเนตถาวรเป็นเครื่องเก็บพลังงาน โดยหลักแล้ว แม็กเนตถาวรเป็นเครื่องเก็บพลังงาน แม็กเนตถาวรถูกฉีดพลังงานในระหว่างกระบวนการการแม่เหล็กกระตุ้นครั้งแรก และถ้าผลิตและจัดการอย่างถูกต้อง มันจะอยู่ภายในแม่เหล็กไปตลอดกาล

 

พลังงานของสนามแม่เหล็กเป็นสัดส่วนกับผลคูณของ b และ h เมื่อผลคูณของ bh ได้สูงสุด (แสดงด้วย (bh) สูงสุด , พริมาณความจุของแม่เหล็กที่จําเป็นในการผลิตสนามแม่เหล็กที่ได้รับการให้ในช่องว่างที่ได้รับการให้. สูงกว่า (bh) max, ขนาดของขนาดของแม่เหล็กที่จําเป็นต้องผลิตความหนาแน่นของไหลเวียนที่ได้รับการให้. (bh) max สามารถคิดเป็นพลัง Mega-gauss oersteds (mgoe) หรือ kj/mxnumx

 

ในอุตสาหกรรมแม่เหล็กถาวร ผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็กสูงสุดแสดงความหนาแน่นของพลังงานแม่เหล็กถาวร และเป็นปารามิเตอร์ที่ใช้กันบ่อยที่สุดในการประกอบลักษณะผลงานของแม่เหล็กถาวร

 

การจัดหมวดหมู่แม่เหล็กดัน

แม็กเนตถาวรสามารถแบ่งออกเป็น 4 ประเภท โบร์นเหล็กเนโอดีมียม (ndfeb) , ซามาริอุมโคบัลต (smco) ,อลูมิเนียม นิเคิล โคบัลต์ (alnico) , และ เครื่องแกนตากระจก .

 

ลองเริ่มจากแม่เหล็กที่คุ้มค่าที่สุด: เครื่องแกนเนโอดีมียมเหล็กโบรอน

 

 

นีโอดีียมแม่เหล็ก (ndfeb) เป็นหนึ่งในวัสดุแม่เหล็กถาวรที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานทางการค้า สินค้าที่มีพลังงานแม่เหล็กสูง และ ความแข็งแรงของแม่เหล็ก

 

นีโอเดียมแม็กเนตเป็น แข็งแรงที่สุด และส่วนใหญ่ ขัดแย้ง แม็กเนต. มันอยู่ในหมวดหมู่ของ แม็กเนตดินหายาก เพราะมันประกอบด้วยธาตุเนโอดีมียม, เหล็กและโบรอน

 

เนื่องจากสารเหล็ก เนโอดีมียมเหล็กบอร์อนแม็กเนตถูกออกซิเดียนง่ายและมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนที่ต่ํา และมักต้องเคลือบ เช่น การเคลือบไนเคิล, การเคลือบเอโป็กซี่ หรือการเคลือบซิงค์

 

แต่มันคือผลิตภัณฑ์ที่มีความหนาแน่นพลังงานสูง (ถึง 55 มก ) ด้วยความแข็งแรงสูง และการใช้มันทําให้ขนาดของฮาร์ดดิสก์ ดรൈവ์, มอเตอร์และอุปกรณ์เสียงเล็กกว่า

 

ระยะอุณหภูมิการทํางานของแม่เหล็กเนโอดีมিয়াম คือ 80°C ถึง 200°C . อย่างไรก็ตามวัสดุเนโอดีมียมคุณภาพสูงที่สามารถทํางานเหนือ 120°c มันอาจแพงไปหน่อย

 

จากความคุ้มค่าของแม่เหล็กเนโอดีมিয়াম เป็นทางเลือกแรก

 

บางทีคุณอาจคิดว่า อุณหภูมิการทํางานของแม่เหล็กของฉันจะเกิน 200 °C ดังนั้นมันเป็นไปไม่ได้ที่จะใช้แม่เหล็กในสภาพแวดล้อมนี้? ปัญหานี้อาจแก้ไขโดยแม่เหล็กโคบัลตสุขภาพ

 

 

ซัลเมียมโคบัลต (smco) เป็นวัสดุแม่เหล็กดั่งถาวรชั้นนําที่ทําจากโคบัลตและซามาริอุม โดยหลักแล้ว ทําให้มันเป็นวัสดุแม่เหล็กที่แพงที่สุดในการผลิต ค่าใช้จ่ายสูงของมันเป็นเพราะเนื้อหาโคบัลตที่สําคัญและความเปราะบางของสับสนธิซ

 

แม็กเนตถาวรเหล่านี้ทนทานต่อการกัดกร่อนได้อย่างสูง และทนอุณหภูมิสูงถึง 350°C และบางครั้งก็ถึง 500 องศา ความทนทานต่ออุณหภูมินี้ทําให้มันมีข้อดีที่ชัดเจนเหนือจากชนิดของแม่เหล็กถาวรอื่น ๆ ที่ทนความร้อนน้อยกว่า

 

อย่างไรก็ตาม ข้อเสียของแม่เหล็กชนิดนี้คือความแข็งแรงทางกลต่ํา. แม่เหล็กโคบัลตความเกลือสามารถกลายเป็นเปราะบางและพัฒนารอยแตกง่าย. อย่างไรก็ตาม, ในกรณีที่อุณหภูมิสูงและความทนทานต่อการกัดกรองเป็นสิ่งจําเป็น, แม่เหล็กโคบัล

 

นีโอดีมัมแม่เหล็กดีเยี่ยมในอุณหภูมิต่ํากว่า อุณหภูมิสูงขึ้น . นีโอดีมัมแม่เหล็กเป็นที่รู้จักกันว่าเป็นแม่เหล็กถาวรที่แข็งแรงที่สุดในอุณหภูมิห้องและสูงถึงประมาณ 180 องศาเซลเซียส มากกว่า นีโอดีมিয়ামแม่เหล็กในผลงาน

 

ซามโมเนียมโคบัลทจัดเป็น วัสดุแม่เหล็กที่แข็งแรงที่สุดอันดับสอง และมีความทนทานต่อการถอนแม่เหล็กได้อย่างดีเยี่ยม . มันถูกใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องบินและอวกาศ และภาคอื่น ๆ ที่ให้ความสําคัญกับผลงานมากกว่าค่าใช้จ่าย

 

แม็กเนตโคบัลตซามาริอุม (samarium cobalt magnets) ที่พัฒนาขึ้นในช่วงปี 1970 มีความแข็งแรงทางแม่เหล็กสูงกว่า แม็กเนตเซรามิกและอัลลูมิเนียม-นิเคิล-โคบัลต (aluminium-nickel-cobalt Sm1co5 (1-5) , มีสินค้าพลังงานหลายชนิด 15 ถึง 22 เมกะ . ในทางกลับกันกลุ่มที่สอง Sm2co17 (2-17) , รวมถึงช่วงพลังงาน 22-32 เมกะ .

 

ทั้งแม็กเนตซามาริอุมโคบัลตและเนโอดีมียมถูกผลิตจากโลหะเป็นผง พวกเขาถูกกดลงภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กแรง ก่อนที่จะผ่านกระบวนการซินเตอร์

 

นีโอดีมัมแกนต์มีความรู้สึกต่อปัจจัยสิ่งแวดล้อมสูง ส่วนแม็กเนตโลกหายากซามาริอุมคอลบาทต์แสดงความทนทานต่อการกัดกร่อนที่ดี. นีโอดีมัมแกนต์โลกหายากซามาริอุมคอลบาทต์สามารถทนอุ

ต่อไปมาลองเรียนรู้เกี่ยวกับแม่เหล็ก Alnico

 

แม็กเนตอัลลูมิเนียม นิเคิลโคบัลต (alnico) เป็นวัสดุแม่เหล็กดั่งถาวรแบบปกติ ประกอบด้วย อลูมิเนียม นิเคิล และโคบอลท์ มันคือหนึ่งในแม่เหล็กดั่งคงที่พาณิชย์สมัยใหม่แรกๆ ที่สร้างขึ้นโดย T. มิชิมา ในญี่ปุ่นในช่วงต้นศตวรรษที่ 20

 

แม้ว่าจะเหลืออยู่อย่างน่าทึ่ง แต่ความแข็งแรงที่ค่อนข้างต่ําของพวกเขาจะทําให้ผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็ก (bh) max ลดลงเมื่อเปรียบเทียบกับชนิดแม่เหล็กอื่น ๆ. cast alnico มีความสามารถในการสร้างรูปร่างที่ซับซ้อน, ในขณะที่ alnico

 

การซินเตอร์อัลนิโก้รวมถึงการหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อหล่อ

 

แม็กเนตอัลนิโก้ซินเตอร์มีหลายประเภท 1.5 ถึง 5.25 มก ขณะที่แม่เหล็กหล่อหลอมจะตั้งแต่ 5.0 ถึง 9.0 mgo แม็กเนตอัลนิโกแบบ anisotropic ให้ตัวเลือกทิศทางการแม่เหล็กแบบที่กําหนดเอง ซึ่งให้ความสามารถในการใช้งานได้มากมาย

สายสลัดอัลลูมิเนียม นิเคิลโคบาลต์แสดงอุณหภูมิการทํางานสูงสูงสุดและความทนทานต่อการกัดกร่อนอย่างพิเศษ 500 องศาเซลเซียส แม็กเนตเหล่านี้ถูกใช้อย่างมากในไมโครโฟน เครื่องเสียง เครื่องรับเสียงกีต้าร์ไฟฟ้า มอเตอร์ ท่อคลื่นเดินทาง เครื่องรับสัญญาณฮอลล์ และการใช้งานอื่นๆ

 

และสุดท้าย ลองเข้าใจแม่เหล็กที่มีข้อดีในราคามากที่สุด คือแม่เหล็กเฟอริต

แม็กเนตฟอริต หรือเรียกกันว่า เครื่องแกนต์เซรามิก , ประกอบด้วยออกไซด์เหล็กซินเตอร์พร้อมกับวัสดุเช่นบาเรียมคาร์บอเนตหรือสตรอนติอุมคาร์บอเนต ราคาที่ประหยัด ทนทานต่อการกัดกร่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสามารถรักษาความมั่นคงได้ในอุณหภูมิสูงถึง 250 องศาเซลเซียส

 

ขณะที่ลักษณะแม่เหล็กของพวกมันคือ ไม่แข็งแรงเท่าแม่เหล็ก NdFeB , ประสิทธิภาพในเรื่องค่าใช้จ่ายของแม่เหล็กเฟอริตทําให้มันเหมาะสมสําหรับ ขนาดใหญ่ การผลิต. ข้อดีในเรื่องค่าใช้จ่ายนี้มาจากการใช้วัสดุที่ราคาถูก และมีให้บริการง่ายๆ ที่ไม่เป็นยุทธศาสตร์

 

 

มักนีตเซรามิกสามารถเป็นไอโซโทรปิก, แสดงคุณสมบัติแม่เหล็กแบบเดียวกันในทุกทิศทาง, หรือ anisotropic, แสดงการแม่เหล็กตามทิศทางความเครียด. มักนีตเซรามิกที่แข็งแรงที่สุดสามารถบรรลุพลังงานแม่เหล็ก 3.8 mgo , ทําให้พวกเขาเป็นชนิดที่อ่อนแอที่สุดของแม่เหล็กถาวร. แม้ว่าคุณสมบัติแม่เหล็กที่อ่อนแอของพวกเขา, พวกเขาให้ความทนทานที่ดีกว่าในการถอนแม่เหล็กเมื่อเทียบกับชนิดแม่เหล็กอื่น ๆ.

 

แม็กเนตเซรามิกแสดง พลังงานแม่เหล็กต่ํา ผลิตภัณฑ์และมี ความทนทานต่อการกัดกร่อนที่ดี ใช้กันทั่วไปพร้อมกับส่วนประกอบเหล็กคาร์บอนต่ํา และเหมาะสําหรับใช้ในสภาพอากาศที่มีอุณหภูมิปานกลาง

 

กระบวนการผลิตแม่เหล็กเซรามิกมีส่วนเกี่ยวข้องกับการกดและการซินเตอร์ โดยแนะนําการใช้ล้อบดเพชร เนื่องจากลักษณะของมันเปราะบาง

 

โดยทั่วไป แม็กเนตเซรามิกให้ความสมดุลระหว่างความแข็งแรงของแม่เหล็กและประหยัดประหยัด โดยความเปราะบางของมันถูกแก้ไขด้วยความทนทานต่อการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม

 

แม็กเนตดินหายากช่วยเพิ่มน้ําหนักหรือขนาดอย่างมาก ขณะที่เฟอริตเป็นสิ่งที่ควรเลือกสําหรับการใช้งานที่ไม่ต้องการความหนาแน่นของพลังงานสูง เช่น หน้าต่างไฟฟ้า, ที่นั่ง, สวิทช์, แฟน, เครื่องเป่าในเครื่องใช้งาน, เครื่องมือไฟฟ้าบางส่วน และ