Magnetų yra visur, nuo variklių ir jutiklių iki separatorių ir pramoninių įrenginių. Tačiau iš tikrųjų svarbu yra tai, iš ko pagamintas magnetas, nes medžiaga lemia stiprumą, temperatūros ribą, atsparumą korozijai ir ilgalaikį stabilumą.
Šiame vadove sužinosite apie dažniausiai naudojamas magnetines medžiagas, kaip jas palyginti ir kaip pasirinkti tinkamą parinktį jūsų programai.
Trumpas atsakymas: iš ko pagaminti dauguma magnetų?
Dauguma pramoninių nuolatinių magnetų yra pagaminti iš NdFeB (neodimio-geležies-boro), ferito (keraminio magneto), SmCo (samario-kobalto) arba AlNiCo (aliuminio-nikelio-kobalto). „Geriausias“ priklauso nuo keturių dalykų: reikalingos jėgos, darbinės temperatūros, aplinkos (drėgmės / druskos / cheminių medžiagų) ir laisvos erdvės.
NdFeB: stipriausias mažo dydžio (dažnai reikia padengti drėgnoje aplinkoje)
Feritas: maža kaina + geras atsparumas korozijai (dažniausiai didesnis dydis tai pačiai jėgai)
SmCo: puikus stabilumas aukštoje{0}}temperatūroje + didelis atsparumas išmagnetinimui
AlNiCo: labai aukšta temperatūra ir stabilus magnetizmas (bet lengviau išmagnetinti nei SmCo kai kuriose konstrukcijose)
Greita užklausa: pasakykite mums šiuos 6 elementus
Norėdami rekomenduoti tinkamą medžiagą (ir greičiau pateikti pasiūlymą), siųskite:
Magneto forma (diskas / blokas / žiedas / įdubimas / lankas / puodas)
Dydis (mm)
Kiekis
Darbinės temperatūros diapazonas
Aplinka (sausas / drėgnas / druskos rūkas / cheminės medžiagos)
Tikslinis reikalavimas: traukos jėga (N/kgf) arba paviršiaus Gausas atstumu
Kaip veikia magnetai
Magnetizmas atsiranda dėl mažų magnetinių efektų atomų viduje. Daugumoje medžiagų šie efektai išnyksta. Magnetinėse medžiagose gali išsirikiuoti daug atominių „mini magnetų“, sukurdami stiprų magnetinį lauką.
Atominio{0}}lygio magnetizmas
Elektronai sukdamiesi ir judėdami sukuria mažus magnetinius momentus. Tokiose medžiagose kaip geležis, nikelis ir kobaltas šie momentai gali lengviau susilyginti, todėl šios medžiagos yra stipriai magnetinės.
Magnetiniai domenai ir įmagnetinimas
Magnetinėse medžiagose yra daug mažų regionų, vadinamų domenais. Prieš įmagnetindami, šie domenai nukreipti skirtingomis kryptimis. Po įmagnetinimo daugiau domenų susilygina ir magnetas tampa stiprus.
Magnetiniai laukai ir sąveika
Magneto laukas turi kryptį ir stiprumą. Kaip stulpai atstumia ir skirtingai nei stulpai traukia. Dėl šios priežasties magnetai sąveikauja su elektros srovėmis varikliuose ir daugelyje pramoninių įrenginių.
Magnetų tipai
Nuolatiniai magnetai
Nuolatiniai magnetai reiškia medžiagas, kurios gali išlaikyti savo magnetizmą ilgą laiką po įmagnetinimo ir gali nuolat sukurti magnetinį lauką be išorinės energijos. Įprastos medžiagos apima:Neodimio geležies boras(NdFeB, didžiausios magnetinės energijos produktas, naudojamas elektroniniuose įrenginiuose ir elektrinėse transporto priemonėse), feritas (maža kaina, tinka garsiakalbiams ir mikrobangų krosnelėms) ir aliuminio nikelio kobaltas (atsparumas aukštai temperatūrai ir anti-išmagnetinimas, tinkamas aukštos temperatūros aplinkoje). Jo ypatybės yra tokios, kad jo magnetizmas yra ilgalaikis, bet gali sunykti dėl aukštos temperatūros arba išorinės jėgos, todėl jį sunku visiškai išmagnetinti. Jis plačiai naudojamas varikliuose, generatoriuose, jutikliuose, maglev traukiniuose ir magnetinėje saugykloje.
Elektromagnetas
Elektromagnetas yra ritės ir geležinės šerdies derinys. Jo veikimo principas yra tas, kad kai maitinimas įjungtas, ritės sukuriamas magnetinis laukas atitinka Ampero kilpos dėsnį. Įmagnetinus geležinę šerdį, magnetinis laukas žymiai sustiprėja, o magnetizmas išnyksta iškart po maitinimo išjungimo (išskyrus liekamąjį geležies šerdies magnetizmą). Jo magnetizmą galima valdyti pagal srovės dydį ir kryptį, o magnetinio lauko stiprumas teigiamai koreliuoja su srove ir ritės apsisukimų skaičiumi. Elektromagnetai plačiai naudojami elektromagnetiniuose kranuose, relėse, spynose, ekranavimo ir indukcinio šildymo įrenginiuose.
Laikini magnetai
Laikinieji magnetai yra objektai, pagaminti iš minkštų magnetinių medžiagų (tokių kaip gryna geležis, silicio plieno lakštai ir minkštos magnetinės kompozicinės medžiagos). Jų magnetizmas lengvai įmagnetinamas veikiant išoriniam magnetiniam laukui, tačiau magnetizmas greitai susilpnės arba išnyks pašalinus magnetinį lauką. Šio tipo medžiagai būdingi maži histerezės nuostoliai ir ji ypač tinka aukšto -dažnio elektromagnetinei įrangai. Jis dažniausiai naudojamas transformatorių šerdyse (efektyviai perduodant elektromagnetinę energiją), elektromagnetiniam ekranavimui (blokuoja išorinius magnetinio lauko trukdžius) ir magnetiniuose jutikliuose.
Iš kokios pagrindinės medžiagos sudarytas magnetas?
|
Tipas |
Pagrindiniai ingredientai |
Savybės |
Geriausiai tinka (įprastam naudojimui) |
|
NdFeB magnetai |
Neodimis (Nd), geležis (Fe), boras (B) |
Šiuo metu jis turi stipriausią magnetizmą ir didelės magnetinės energijos gaminį, tačiau jo atsparumas temperatūrai yra vidutinis (80-200 laipsnių), lengvai rūdijantis, reikalingas paviršiaus apdorojimas. |
Kompaktiški didelės{0}}jėgos konstrukcijos, varikliai, jutikliai |
|
Ferito magnetai |
Geležies oksidas (Fe2O3) + bario/stroncio karbonatas (BaCO3/SrCO3) |
Maža kaina, stiprus atsparumas korozijai, atsparumas aukštai temperatūrai (iki 250 laipsnių), bet silpna magnetinė jėga |
Garsiakalbiai, bendram pramoniniam naudojimui,{0}}kainoms jautrios programos |
|
AlNiCo magnetai |
Aliuminis (Al), nikelis (Ni), kobaltas (Co), geležis (Fe) |
Atsparumas aukštai temperatūrai (450-550 laipsnių), geras magnetinis stabilumas, bet vidutinė magnetinė jėga ir lengvai išmagnetinamas |
Aukštos{0}}tempos prietaisai, jutikliai, specializuoti mazgai |
|
Samariumo kobaltasMagnetai |
Samaris (Sm), kobaltas (Co) |
Puikus aukštoje temperatūroje (250-350 laipsnių), atsparumas korozijai, geras magnetinis stabilumas, bet brangus ir trapus |
Aukštos{0}}tempos varikliai, aviacija, atšiauri aplinka |
Kokią magnetinę medžiagą turėtumėte pasirinkti?
| Jūsų reikalavimas | Geriausias pirmasis pasirinkimas | Pastabos |
| Stipriausia jėga ribotoje erdvėje | NdFeB | Apsvarstykite galimybę padengti drėgną / druskingą aplinką |
| Mažiausia kaina, svarbu atsparumas korozijai | Feritas | Dažnai reikia didesnio dydžio, kad būtų pasiekta tokia pati jėga |
| Aukšta temperatūra + stabilus veikimas | SmCo | Didesnė kaina; atsargiai elkitės (trapus) |
| Galimybė labai aukštai temperatūrai | AlNiCo | Geras stabilumas, tačiau konstrukcija turi užkirsti kelią išmagnetinimui |
Magnetų gamybos procesas
Yra įvairių magnetų gamybos procesų, daugiausia įskaitant miltelių metalurgiją, liejimą ir kt. Nors magnetinio lauko orientacija tiesiogiai nepriklauso gamybos procesui, ji atlieka pagrindinį vaidmenį optimizuojant magnetų veikimą ir kontroliuojant kokybę.
Toliau pateikiamas išsamus šių procesų įvadas:
Miltelinė metalurgija yra vienas iš įprastų magnetų gamybos metodų ir ypač tinka gaminti didelio našumo{0}}nuolatines magnetines medžiagas, tokias kaip neodimio geležies boras (NdFeB) irSamariumo kobalto magnetai.
Miltelinė metalurgija
Procesas
Žaliavos paruošimas:Pasirinkite didelio{0}}grynumo metalo miltelius, pvz., neodimio, geležies, boro (arba samariumo, kobalto) ir kt., ir sumaišykite juos tam tikra dalimi.
Presavimo formavimas: Sumaišyti milteliai įspaudžiami į formą magnetiniame lauke taip, kad miltelių dalelės išsidėsčiusios magnetinio lauko kryptimi ir suformuotų žalią tam tikros formos ir tankio kūną.
Sukepinimas: Žalias korpusas sukepinamas aukštoje temperatūroje, kad susijungtų dalelės ir susidarytų tankus magnetas.
Post{0}}apdorojimas: Įskaitant apdirbimą, paviršiaus apdorojimą, galvanizavimą, dengimą, įmagnetinimą ir kt.
Programos: plačiai naudojamas varikliuose, jutikliuose, garsiakalbiuose, magnetinio rezonanso tomografijos (MRT) įrangoje ir kituose laukuose.
Liejimo metodas
Procesas
Lydymasis:Proporcingai ištirpinkite metalo žaliavas, tokias kaip aliuminis, nikelis, kobaltas, geležis ir kt., į lydinio skystį.
Liejimas:Supilkite išlydytą lydinį į formą ir atvėsinkite, l ir sutvirtinkite į ruošinį.
Terminis apdorojimas:Apdorojant tirpalą ir senėjimą, magneto mikrostruktūra ir magnetinės savybės yra optimizuojamos.
Apdirbimas:Ruošinio apdirbimas į reikiamą formą ir dydį.
Įmagnetinimas:Magneto įkrovimas stipriame magnetiniame lauke.
Taikymas:Daugiausia naudojamas prietaisų, variklių, garsiakalbių, magnetinių separatorių ir kitos įrangos magnetams gaminti.
Magnetinio lauko orientacija
Procesas
Miltelių užpildymas:Į formą įdėkite magnetinius miltelius (pvz., NdFeB miltelius), užtikrindami, kad milteliai pasiskirstytų tolygiai.
Magnetinio lauko taikymas:Užbaigus miltelių užpildymą, ant formos yra taikomas stiprus magnetinis laukas, atitinkantis galutinę magneto įmagnetinimo kryptį, o jo intensyvumas paprastai siekia daugiau nei dešimtis tūkstančių gausų, kad būtų užtikrinta, jog magnetinių miltelių grūdeliai gali būti visiškai išdėstyti.
Magnetinio lauko išlaikymas ir presavimas:Milteliai spaudžiami veikiant magnetiniam laukui taip, kad dalelės būtų glaudžiai išdėstytos ir būtų išlaikyta magnetinio lauko orientacijos kryptis. Šio proceso metu magnetinis laukas turi išlikti stabilus, kad nebūtų sutrikdyta grūdelių orientacija.
Sukepinimas ir aušinimas:Presuotas ruošinys sukepinamas aukštoje temperatūroje, kad susijungtų miltelių dalelės. Šio proceso metu galima palaikyti magnetinį lauką, kad būtų optimizuota orientacija. Po sukepinimo jį reikia lėtai atvėsinti, kad būtų išvengta šiluminio streso.
Taikymas:Magnetinio lauko orientavimo technologija plačiai naudojama gaminant didelio našumo nuolatinius magnetus, pvz., NdFeB magnetus, SmCo magnetus ir kt. Šie magnetai plačiai naudojami didelio-tikslumo, didelio našumo{3}}varikliuose, generatoriuose ir jutikliuose.
Kaip pasirinkti magnetines medžiagas
Nustatykite taikymo scenarijus ir reikalavimus
Esant skirtingoms darbo aplinkoms ir funkciniams reikalavimams, magnetų pasirinkimas turi būti apgalvotas visapusiškai; aukštoje{0}}temperatūroje Alnico arba samariumo kobalto magnetai tinka kosmoso ir automobilių variklių jutikliams; ferito magnetai gali būti naudojami korozinėje, drėgnoje ir cheminėje aplinkoje. Kalbant apie funkciją, NdFeB magnetai su stipria magnetine jėga tinka magnetiniams siurbimo taureliams, kurie adsorbuoja metalinius objektus; Energijos keitimo įrangos varikliams ir generatoriams galima pasirinkti NdFeB, Alnico arba feritą pagal galią, dydį ir kainą; MRT įrangai, kuriai reikalingas ilgalaikis stabilus{2}}magnetinis laukas, pirmenybė teikiama Alnico magnetams.
Atsižvelgiant į magnetinio veikimo parametrus
NdFeB magnetai pasižymi geriausiomis magnetinėmis savybėmis ir didžiausiu magnetinio lauko stiprumu, tačiau samariumo kobalto magnetai turi tokį patį aukštą koercyvumą ir yra tinkami scenarijams su išmagnetinimo rizika; ferito magnetai pasižymi mažomis sąnaudomis ir silpnesnėmis magnetinėmis savybėmis, tinka vietoms, kuriose nereikia didelio magnetinio lauko stiprumo ir yra jautrūs sąnaudoms{0}; Alnico magnetai ir samariumo kobalto magnetai turi žemus temperatūros koeficientus, o jų magnetines savybes mažiau veikia temperatūros pokyčiai, todėl jie tinka aplinkoje, kurioje yra dideli temperatūros svyravimai.
Kaina ir prieinamumas
Skirtingų magnetinių medžiagų kaina ir prieinamumas labai skiriasi: ferito magnetai yra plačiausiai naudojami nuolatiniai magnetai dėl prieinamų kainų; nors neodimio geležies boro magnetai pasižymi puikiomis eksploatacinėmis savybėmis, dėl didelių žaliavų kainų jų kainos yra didelės, todėl renkantis būtina subalansuoti eksploatacinius reikalavimus ir sąnaudų kontrolę; Įprastos medžiagos yra feritas ir neodimio geležies boras, kurių tiekimas yra stabilus ir kuriuos lengva įsigyti, o specialių medžiagų, tokių kaip samariumo kobalto magnetai, tiekimas yra ribotas, todėl reikia planuoti pirkimo reikalus.
Kas lemia magneto stiprumą?
1. Medžiaga ir klasė
NdFeB gali užtikrinti labai didelį magnetinį našumą esant mažiems dydžiams, o feritas yra silpnesnis, bet stabilus ir ekonomiškas{0}}. SmCo ir AlNiCo gerai veikia aukštesnėje temperatūroje. Tikslus rezultatas priklauso nuo klasės ir darbo sąlygų.
2. Forma, dydis ir oro tarpas
Mažas oro tarpas gali žymiai padidinti laikymo jėgą. Forma taip pat svarbi-skirtingos geometrijos skirtingai sutelkia srautą.
3. Temperatūra ir išoriniai magnetiniai laukai
Karštis gali sumažinti magneto stiprumą, o stiprus atvirkštinis laukas gali sukelti išmagnetinimą. Tinkamos medžiagos ir klasės pasirinkimas yra geriausia apsauga.
DUK
K: Ar magnetai praranda magnetizmą?
A: Taip. Didelis karštis, stiprūs smūgiai arba atvirkštiniai magnetiniai laukai gali susilpninti magnetus. Tinkamos medžiagos ir kokybės pasirinkimas pagal savo temperatūros diapazoną padeda išvengti ankstyvo išmagnetinimo.
K: Kokius metalus gali pritraukti magnetai?
A: Magnetai stipriai traukia feromagnetinius metalus, tokius kaip geležis, nikelis, kobaltas ir daugelis jų lydinių.
Kl .: Kaip laikyti magnetus?
A: Magnetus laikykite sausoje vietoje, venkite karščio ir smūgių, o stiprius magnetus laikykite toliau nuo jautrios elektronikos. Jei reikia, naudokite tarpiklius arba laikiklius, kad sumažintumėte atsitiktinį spragtelėjimą.
Kl .: Kodėl NdFeB magnetai lengviau rūdija?
A: NdFeB gali korozuoti drėgnoje arba sūrioje aplinkoje. Apsauginė danga dažniausiai naudojama lauke, drėgnoje ar didelėje{1}}drėgmėje.
K: Ar magnetai pavojingi?
A: Įprastai naudojant magnetai paprastai yra saugūs. Pagrindinė rizika yra suspaudimas, stiprūs magnetai šalia širdies stimuliatorių / implantų ir kelių magnetų nurijimas (ypač vaikams). MRT arba medicininėje aplinkoje laikykitės įrenginių saugos taisyklių.
Apibendrinti
Magnetai gaminami iš skirtingų medžiagų ir kiekvienas iš jų tinka įvairiems darbams. NdFeB idealiai tinka maksimaliai jėgai mažoje erdvėje, feritas yra ekonomiškas-efektyvus pasirinkimas, pasižymintis geru atsparumu korozijai, SmCo puikiai tinka aukštos-temperatūros stabilumui užtikrinti, o AlNiCo gerai veikia esant labai aukštai{3}}temperatūrai.
Jei norite greitesnės rekomendacijos ir tikslios kainos, atsiųskite Great Magtech savo magneto formą, dydį, temperatūros diapazoną, aplinką ir tikslinę traukos jėgą. Mes pasiūlysime jūsų pritaikymui tinkamą medžiagą + rūšį, + dangą.
