Maglev hakkında ilginizi çekebilecek bazı bilgiler
Uzun mesafe yolculuk süresi sizi rahatsız ediyor mu? metroya binerek, araba sürerek ve uçarak varış noktanıza ulaşabilirsek de, hala uzun zaman aldığını hissediyoruz. ancak, yolculuk süremizde nitelikli bir sıçrama yapabilecek bir teknoloji var ve bu da manyetik levitasyon. belki manyetik levitasyonun sadece
Ayrıca, manyetin aşağıdan malzemeye yaklaştığında, manyetik kutupların değişmesinden sonra, malzemeye yaklaştığında, madde hala geri çekilme nedeniyle ayakta kalır.
Bu "küçük siyah nokta" NDFeb mıknatısının yaklaşması ve uzaklaşması ile düşüp kalkar. Hem s kutubu hem de n kutubu etkilidir, yani itişinin manyetik kutupla hiçbir ilgisi yoktur, anti-manyetizmi gösterir.
LK-99'un gerçekten süper iletken olup olmadığından bahsetmeyelim.
NFEB kalıcı mıknatıslarından bahsetmişken Tesla Model S'yi de tartışmalıyız.
Elon Musk o kadar cesur ki Tesla ilk sedanı olan Model S'nin lansman etkinliğini düzenlediğinde bile montaj etmemişler. Şasi Mercedes-Benz CL'lere dayanıyordu ve alüminyum gövde panelleri ve motor kapağı çelik çerçeveye neodyum demir bor mıknatıslarıyla yapıştırılmıştı.
Tesla ilk iki büyüklüklü otomobil modelini ürettiğinde, araçları güçlendirmek için indüksiyon motorları kullanmışlardı. Bu motorlar Nikola Tesla'nın orijinal motor tasarımına dayanıyordu. Bu da nadir toprak mıknatıslarının icatından yaklaşık 100 yıl önce yaratılmış parlak bir tasarımdı.
İndüksiyon motorları kendi manyetiklerini üretir ve rotoru elektrikle tahrik ederler ve herhangi bir kalıcı mıknatıs olmadan çalışırlar.
İndüksiyon motor tasarımı iyi, ama Tesla 2017 yılında Model 3 için kalıcı mıknatıs motorlarına iyi bir sebepten dolayı geçti: Model 3 daha küçük bir arabadır ve daha küçük bir motora ihtiyaç duyar ama hala bol miktarda gücü vardır.
Model 3'ten başlayarak Tesla, neodyum demir bor motorlarını kullanıyor çünkü daha fazla alan tasarrufu, daha hafif ve daha fazla güç üretiyorlar.
Otomobillerde mıknatıs kullanımı: klima, fren sistemleri, tahrik motorları, yağ pompaları vb.
Aslında, mıknatıslar otomobillerde kullanılmanın yanı sıra cep telefonu hoparlörlerinde, kulaklıklarda, titreşim motorlarında, elektromıknatıslarda, saç kurutma makinelerinde, fanlarda, buzdolaplarında, çamaşır makinelerinde vb. yaygın olarak kullanılır.
(mıknatıs kullanım oranı)
Yani, NDFEB gibi kalıcı mıknatısların yanı sıra, diğer üç ana mıknatıs türü nedir? üretim süreci nedir?
Hadi yakından bakalım!
Öncelikle, mıknatısların en yüksek manyetik enerji ürünü ne olduğunu anlayacağız.
Şu anda, üç çeşit mıknatıs var. : kalıcı mıknatıslar, geçici mıknatıslar ve elektromıknatıslar.
Kalıcı mıknatıslar, karşıt bir manyetik alanın varlığında bile korunan bir manyetik alan üretir. Kalıcı mıknatıslar kullanan elektrik motorları, kalıcı mıknatıslar kullanmayanlardan daha verimlidir. Şu anda bilinen tüm güçlü mıknatıslar, elektrikli araçlar ve rüzgar türbinleri için
Kalıcı mıknatıslar benzersizdir. Bir kere üretildikten sonra, enerji girişi , sonuçta sıfır işletme maliyetleri. Buna karşılık, elektromanyetik mıknatıslar manyetik alan oluşturmak için sürekli akım gerektirir.
Kalıcı mıknatısların önemli bir özelliği, karşıt bir dış manyetik alanın varlığında bile manyetik alanlarını korumalarıdır. Bununla birlikte, karşıt manyetik alanın gücü yeterince yüksekse, kalıcı mıknatısın iç manyetik çekirdekleri karşıt manyetik alanla hizalar, sonuç olarak manyetizasyon olur
Kalıcı mıknatıslar esasen enerji depolama cihazları olarak çalışır. enerji başlangıçta manyetizasyon sürecinde enjekte edilir ve uygun şekilde üretilir ve ele alınırsa, mıknatıs içinde süresiz kalacaktır. bir pilden farklı olarak, bir mıknatısdaki enerji asla bitmez ve kullanıma açık kalır. Bunun nedeni
Manyetik alanın enerjisi, bh'nin çarpımı en üst düzeye çıkarıldığında b ve h'nin çarpısına orantılıdır (bkz: (bh) en fazla , verilen bir boşlukta verilen bir manyetik alan üretmek için gerekli olan en düşük mıknatıs hacmi. (bh) max ne kadar yüksekse, verilen bir akış yoğunluğu üretmek için gerekli olan mıknatıs hacmi o kadar küçüktür. (bh) max, mıknatıs malzemesinin birim hacmi başına statik manyetik Mega-gauss oersted (mgoe) veya kj/mxnumx.
Kalıcı mıknatıs endüstrisinde, maksimum manyetik enerji ürünü, kalıcı mıknatısın manyetik enerji yoğunluğunu temsil eder ve kalıcı mıknatısların performansını karakterize etmek için en sık kullanılan parametredir.
Kalıcı mıknatısların sınıflandırılması
Kalıcı mıknatıslar dört tipte ayrılır: neodyum demir bor (ndfeb) , samaryum kobalt (smco) ,alüminyum nikel kobalt (alnico) , Ve seramik veya ferrit mıknatıslar .
En uygun maliyetli mıknatıslarla başlayalım: Neodyum demir bor mıknatısları
Neodyum mıknatıslar (ndfeb) ticari uygulamalarda en yaygın kullanılan kalıcı mıknatıs malzemelerinden biridir. yüksek manyetik enerji ürünü ve manyetik kuvvet.
Neodyum mıknatıslar en güçlü ve en tartışmalı mıknatıslar, nadir toprak mıknatısları kategorisine aittir çünkü neodim, demir ve bor elementlerinden oluşur.
Demir içeriği nedeniyle, neodyum demir boru mıknatısları kolayca oksitlenir ve zayıf korozyon direnci gösterir ve genellikle nikel kaplama, epoksi kaplama veya çinko kaplama gibi kaplamalar gerektirir.
Ancak, yüksek enerji yoğunluğu (en fazla 55 mgoe ) yüksek dayanıklılıkları ile, ve onları kullanmak daha küçük boyutlu sabit disk sürücüleri, motorlar ve ses ekipmanları sağlar.
Neodyum mıknatıslarının çalışma sıcaklık aralığı: 80°C'den 200°C'ye kadar . ancak, yüksek kaliteli neodymium malzemeleri üzerinde çalışabilir 120°C bu oldukça pahalı olabilir.
Maliyet etkinliğini göz önünde bulundurarak, neodyum mıknatısları kesinlikle ilk seçimdir.
Belki de mıknatısımın çalışma sıcaklığının 200°C'yi aştığını düşünüyorsunuz. Bu ortamda mıknatıs kullanmak mümkün mü? Bu sorun sağlık için kullanılan kobalt mıknatıslarla çözülebilir.
Salmium kobalt (smco) birincil olarak kobalt ve samaryumdan yapılan yüksek kaliteli bir kalıcı mıknatıs malzemesidir ve üretilmesi en pahalı manyetik malzemedir. Yüksek maliyeti, esas olarak kobalt içeriğinin önemli olması ve samaryum alaşımının kırılganlığı nedeniyle.
Bu kalıcı mıknatıslar çok korozyona dayanıklıdır ve 350°C , ve bazen de 500 derece. . bu sıcaklık dayanıklılığı, ısıya daha az dayanıklı olan diğer kalıcı mıknatıs türlerine göre belirgin bir avantaj sağlar. Neodyum mıknatısları gibi, samarium kobalt mıknatıslarının da korozyonu önlemek için kaplamalara ihtiyaçları vardır.
Ancak, bu mıknatıs çeşitliliğinin dezavantajı düşük mekanik dayanıklılığıdır. Tuzlulik kobalt mıknatısları kolayca kırılgan hale gelebilir ve çatlaklar geliştirebilir. Bununla birlikte, yüksek sıcaklık ve korozyon direnci gerekli olan durumlarda, samaryum kobalt mıknatısları en uygun seçenek
Neodymium mıknatısları daha düşük sıcaklıklarda üstünlük kazanırken, samonyum kobalt mıknatısları en iyi şekilde düşük sıcaklıklarda çalışır. daha yüksek sıcaklıklar neodymium mıknatısları, oda sıcaklığında ve yaklaşık 180 derece santigrat dereceye kadar kalanık mıknatıslandırma (br) temelinde en güçlü kalıcı mıknatıslar olarak bilinir. Bununla birlikte, sıcaklık arttıkça güçleri önemli ölçüde azalır. 180 derece santigrat sıcaklıklara yaklaştıkça, sam aşmak Neodymium mıknatıslar performans içinde.
Samonyum kobalt, i̇kinci en güçlü manyetik malzeme ve demanyetizasyona karşı olağanüstü direnç göstermektedir . genellikle havacılık endüstrisinde ve maliyetten önce performansı ön plana koyan diğer sektörlerde kullanılır.
Samarium kobalt mıknatısları, 1970'lerde geliştirilmiştir. Neodyum mıknatıslarının sunduğu manyetizme yetişmese de, seramik ve alüminyum-nikel-kobalt mıknatıslarına kıyasla daha yüksek manyetik kuvvet göstermektedir. Bu mıknatıslar esas olarak enerji seviyelerine göre Sm1co5 (1-5) , enerji ürün yelpazesi ile 15 ila 22 mgoe . öte yandan, ikinci grup, Sm2co17 (2-17) , enerji aralığını kapsar. 22-32 mgoe .
Hem samarium kobalt hem de neodimyum mıknatısları tozlu metallerden üretilir. Sinterleme işleminden önce güçlü bir manyetik alanın etkisi altında sıkıştırılırlar.
Neodyum mıknatısları çevresel faktörlere karşı son derece hassastır, samaryum kobalt nadir toprak mıknatısları ise mükemmel korozyon direnci gösterir. Samaryum kobalt nadir toprak mıknatısları manyetizmini kaybetmeden yüksek sıcaklıklara dayanabilir, neodyum mıknatıs
Şimdi alnico mıknatısları hakkında bilgi alalım.
Alüminyum nikel kobalt mıknatıslar (alnico) genellikle, alüminyum, nikel ve kobalt. En eski çağdaş ticari kalıcı mıknatıslardan biri olarak duruyorlar. T. mishima 20. yüzyılın başlarında Japonya'da.
Dikkate değer kalıcılıklarına rağmen, nispeten mütevazı sertlikleri, diğer mıknatıs türlerine kıyasla daha düşük bir manyetik enerji ürünü (bh) max'e yol açar. döküm alnico, karmaşık şekillere dönüştürülebilir bir kapasiteye sahiptir, sinterli alnico ise ince taneler yapısı nedeniyle biraz
Sinterleme alnico, endüksiyon erimeyi, ince parçacıklara öğütmeyi, preslemeyi, sinterlemeyi, test etmeyi, kaplama ve manyetlemeyi içerir. Çeşitli üretim yöntemleri mıknatıs özelliklerini etkiler. Sinterleme mekanik özellikleri artırır ve dökme enerji yoğunluğunu artırır.
Sinterli alnico mıknatısları, 1,5 ila 5,25 mgo , dökme mıknatıslar arasında değişirken 5.0 ila 9.0 mgo . anisotropik alnico mıknatısları, değerli çok yönlülük sağlayan özelleştirilmiş mıknatıslama yönleri seçenekleri sunar.
Alüminyum nikel kobalt alaşımları yüksek maksimum çalışma sıcaklıklarına ve olağanüstü korozyon direnci gösterir. Bazı alüminyum nikel kobalt sınıfları, 500°C. Bu mıknatıslar mikrofonlarda, hoparlörlerde, elektrikli gitar pikaplarında, motorlarda, yolculuk dalga tüplerinde, salon sensörlerinde ve çeşitli diğer uygulamalarda yaygın olarak kullanılır.
Son olarak, en fazla fiyat avantajına sahip olan mıknatısı, yani ferrit mıknatısını anlayalım.
Ferrit mıknatısları , ayrıca seramik mıknatıslar , sinterlenmiş demir oksitinden bariyum karbonatı veya stronsiyum karbonatı gibi malzemelerle birlikte oluşur. ekonomik fiyatlandırma, etkili korozyon direnci ve yüksek sıcaklıklarda istikrarlı kalma yeteneği 250°C.
Magnetik özellikleri ise ndfeb mıknatısları kadar güçlü değil ferrit mıknatıslarının maliyet verimliliği onları büyük ölçekli bu maliyet avantajı, stratejik olmayan, kolayca bulunan ve ucuz malzemelerin kullanılmasından kaynaklanmaktadır.
Seramik mıknatıslar, tüm yönlerde tekdüze manyetik özellikler gösteren izotropik veya gerginlik yönüyle hizalama ile manyetizasyonu gösteren anisotropik olabilir. En güçlü seramik mıknatıslar manyetik enerjiyi elde edebilir 3.8 mgo , onları en zayıf kalıcı mıknatıs türü haline getirir. mütevazı manyetik özelliklerine rağmen, diğer mıknatıs türlerine kıyasla demanyetizasyona üstün dayanıklılık sunarlar.
Seramik mıknatıslar bir düşük manyetik enerji ürün ve sahip mükemmel korozyon direnci, genellikle düşük karbonlu çelik bileşenlerle birlikte kullanılır ve ılımlı sıcaklık ortamlarında kullanılmak için uygundur.
Keramik mıknatısların üretim süreci, presleme ve sinterlemeyi içerir ve kırılganlıkları nedeniyle elmas öğütme tekerleklerinin kullanılması önerilir.
Genel olarak, seramik mıknatıslar manyetik güç ve maliyet verimliliği arasında bir denge sağlar. Hırçınlıkları mükemmel korozyon direnciyle karşılaştırılır. Dayanıklıdır, demanyetizasyona dayanıklıdır ve oyuncaklar, el sanatları ve motorlar gibi çeşitli uygulamalar için uygun maliyetli
Nadir toprak mıknatısları ağırlık veya boyut değerlerini önemli ölçüde artırırken, ferritler, elektrikli pencereler, koltuklar, anahtarlar, fanlar, aletlerdeki üfleyiciler, bazı elektrikli aletler ve ses ekipmanları gibi yüksek enerji yoğunluğuna ihtiyaç duymayan uygulamalar için tercih edilir.
