Magnetismi on erittäin välttämätön nykyisessä maailmassa muun muassa elektroniikan ja mekaanisen teollisuuden alueilla. On välttämätöntä erottaa magneettiset komponentit ja puhtaat magneettiset materiaalit sopivan materiaalin valitsemiseksi tietylle sovellukselle. Jotkut näytteet, kuten rauta tai nikkeli, ovat luonnostaan magneettisia ja niillä on vahva magneettinen ominaisuus. Toisaalta magneettikomponentit ovat keinotekoisia tuotteita, jotka on kehitetty sisältämään nämä materiaalit tiettyihin sovelluksiin. Tässä artikkelissa verrataan ja on ristiriidassa niiden kahta, niiden ominaisuuksia, käyttöä ja merkitystä eri aloilla.
Puhtaan magneettisen materiaalin ymmärtäminen
Puhdas magneettinen materiaali on luonnollisesti magneettinen ja siinä on korkea magnetointi. Nämä ovat rautaa, nikkeliä, kobolttia ja niiden seoksia. Ne ovat erittäin läpäiseviä; Toisin sanoen ne pääsevät helposti magnetoituneiksi ja demagnetoituneiksi ulkoisten magneettikenttien avulla, ja ne ovat myös erittäin pakkoutuvia; Toisin sanoen ne ovat erittäin kestäviä demagnitaatiolle. Yritykset soveltavat niitä moottoreihin, pysyviin magneetteihin ja sähkömagneettisiin suojauksiin. Siitä huolimatta puhtaita elementtejä ei käytetä erikseen; Ne on sisällytetty muihin materiaaleihin pyrkiessään parantamaan niiden tehokkuutta. Esimerkiksi neodyymi-rauta-boorimateriaalia käytetään muun muassa korkean suorituskyvyn pysyvissä magneettituotteissa, kuten Tesla Electric Motors ja tuuliturbiinigeneraattorit.
Mitkä ovat magneettikomponentit?
Magneettikomponentitvalmistetaan ja on suunniteltu erityisiin käyttötarkoituksiin sähkö- ja muilla toimialoilla. Se koostuu sekä ferromagneettisista että ei -ferromagneettisista materiaaleista suorituskyvyn parantamiseksi. Magneettiset materiaalit tarjoavat tarvittavan läpäisevyyden, kun taas ei -magneettiset materiaalit tarjoavat koko rakenteen rakenteelliset ominaisuudet. Jotkut yleisistä esimerkeistä ovat muuntajat, induktorit ja sähkömagneettiset ytimet. Näitä komponentteja käytetään energian, signaalin ja tehonhallinnan ja hallinnan muuttamiseen. Esimerkiksi TDK: n ja EPCOS: n voimalaitoksissa korkeataajuiset ferriittiydämet vähentävät energian menetystä. Tämä johtuu siitä, että heidän suunnittelunsa tekee heistä tehokkaita ja luotettavia järjestelmissä, joissa he ovat asennettuja.
Magneettiset komponentit vs. materiaalit: keskeiset erot
Mitkä ovat erot materiaalissa ja toiminnallisuudessa
Ensimmäinen magneettimateriaalien luokka on puhdas magneettiset materiaalit, jotka ovat yhden metalleja tai seoksia, joilla on magneettiset ominaisuudet, ja toinen magneettimateriaalien luokka on magneettikomponentit, joilla on sekä magneettisia että ei -magneettisia ominaisuuksia sovelluksesta riippuen. Rauta, nikkeli ja koboltti ovat joitain luonnollisesti magneettisia komponentteja. Sitä vastoin muita komponentteja käytetään magneettikenttien ohjauksessa ja manipuloinnissa laitteissa, kuten muuntajissa ja induktorissa.
Toiminnallisuudessa puhtaalla magneettisella materiaalilla on vahvat ja tasaiset magneettiset ominaisuudet, ja siten niitä käytetään pysyvissä magneetteissa ja suojauksessa. Magneettikomponentteja käytetään energian muuntamisessa, tehonhallinnassa ja signaalinkäsittelyssä. Tämä tekee niistä sopivia suunnitellaan magneettisten ominaisuuksien hallitsemiseksi aiottuun teollisuus- ja elektroniseen käyttötarkoitukseen.
Toinen keskeinen ero on sopeutumiskyky. Diamagneettisella materiaalilla on erityisiä ominaisuuksia, joita ei voida muuttaa minkään sovelluksen vaatimusten mukaisesti. Magneettiset komponentit tehdään tarkoituksella tietyille eritelmille, joiden avulla ne voivat parantaa sähköpiirejä, teollisuuslaitteita ja viestintäverkkoja.
Kuinka ominaisuuksia ja suorituskykyä vertaa?
Vaikka puhtailla magneettisilla materiaaleilla on niiden magneettiset ominaisuudet, joita ei voida muuttaa, magneettikomponentteja voidaan säätää niiden suorituskyvyn parantamiseksi. Rauta, nikkeli ja koboltti ovat joitain materiaaleja, jotka ovat voimakkaasti magneettisia, mutta eivät ductiileja. Muuntajat ja induktorit on suunniteltu muuttamaan magneettikenttiä, jotta niistä tulisi monipuolisempia käytettäväksi.
Jotkut magneettikomponentit voivat sisältää suojakerroksen, kuten nikkeliä tai epoksia. Tämä parantaa korroosion vastustuskykyä ja muita ympäristötekijöitä, jotka voivat aiheuttaa vaurioita, parantaen siten laitteiden elinkaarta. Toisaalta puhtaalla magneettisella materiaalilla on taipumus huonontua vähitellen tai jopa altistuessaan kosteudelle ja muille vakaville olosuhteille.
Toinen ero on, että yhden lämpötilankestävyys ei ole sama kuin toinen. Jotkut puhtaista magneettisista materiaaleista voivat demagnetoida korkeissa lämpötiloissa, jotka voivat olla haitallisia käytettäväksi. Magneettiset komponentit puolestaan on tarkoitettu toimimaan äärimmäisissä olosuhteissa, joten niitä käytetään teollisuus- ja elektronisissa järjestelmissä. Ne voidaan suunnitella tehokkaasti virransyöttöön, signalointiin ja erilaisiin teknisiin tarkoituksiin.
Ovat samoja materiaaleja käytettyjä molemmissa
Sekä magneettikomponentit että puhtaat magneettiset materiaalit on valmistettu raudasta, neodyymista ja ferriitistä, mutta eri muodoissa ja laadussa. Ydin pysyy luonnollisesti magneettisena materiaalina, kun taas toiset lisätään siihen parantaakseen sen suorituskykyä. Näiden materiaalien käsittelytyyppi määrittelee lopputuotteen käytön ja tehokkuuden.
Puhtaat magneettiset materiaalit käytetään alkuperäisessä tilassaan ilman, että heille tehdään paljon muutoksia. Toisaalta magneettikomponenteille voidaan altistua prosesseja, kuten sintraus, laminointi tai pinnoite. Ne tekevät niistä vahvoja ja monipuolisia, kun niitä käytetään teollisuudessa tai elektroniikassa muun muassa.
Magneettiset komponentit tehdään erityiskäyttöön niiden ominaisuuksien muuttamisesta riippuen. Tällainen räätälöinti antaa heille mahdollisuuden saavuttaa paras magneettinen suorituskyky energian muuntamisessa, tehonhallinnassa ja signaalinhallinnassa. Toisaalta jotkut aineet ovat puhtaasti magneettisia, eivätkä ne muutu magneettisissa ominaisuuksissa; Tällaisia aineita käytetään pysyvissä magneeteissa ja suojuksissa
Mitkä ovat puhtaiden magneettimateriaalien käyttö?
Puhtaat magneettiset materiaalit käytetään pääasiassa sovelluksissa, joissa korkeat ja vakaat magneettiset ominaisuudet ovat toivottavia, ja niihin kuuluvat rauta, koboltti ja nikkeli. Toisin kuin magneettiset komponentit, ne eivät ole saastuneita ei -magneettisista materiaaleista, mutta ne ovat elementti- tai seosmuodossaan. Niitä on monia, ja niitä käytetään eri toimialoilla, kuten elektroniikka ja teollisuuskäsittely.
Pysyvät magneetit perussovelluksissa
Kobolttia ja rautaa puhtaassa muodossaan käytetään kompasseissa, jääkaappimagneeteissa ja magneettisissa kiinnikkeissä. Näillä materiaaleilla on suhteellisen korkea pakkollisuus, joten ne sopivat pienimuotoisiin käyttöön.
Magneettiset ytimet sähkömagneettisissa sovelluksissa
Pehmeitä magneettisia materiaaleja, kuten puhdasta rautaa, käytetään matalataajuisissa muuntaja-, solenoidi- ja induktorisovelluksissa. Heillä on korkea magneettinen läpäisevyys, mikä tekee niistä sopivia energian muuntamiseen sähköpiireissä.
Tietojen tallennus ja magneettinen tallennus
Nikkeliä ja rautaoksideja käytettiin magneettinauhoissa, levykkeissä ja alkuperäisissä kiintolevyissä. Nämä materiaalit helpottivat datan varastointia ja hakemista magnetoinnin avulla. Vielä nykyäänkin parannettuja ferriittimateriaaleja on käytössä nykyisissä kiintolevyasemissa ja MRAM: ssä tai magnetoresisoivassa RAM -muistissa.
Magneettinen erotus ja teollisuuskäsittely
Rautapohjaisia magneetteja käytetään erottimissa rautateollisuuden pilaantumisen karkottamiseksi elintarvike-, kaivos- ja kierrätysteollisuudesta. Tämä parantaa materiaalin laatua ja sen käsittelyn helppoutta.
Magneettiset anturit ja tieteellinen tutkimus
Maan magneettikentän mittaamiseen käytettäviä instrumentteja kutsutaan magnetometreiksi, ja näiden instrumenttien rakentamisessa käytetään puhtaita magneettisia materiaaleja. Niitä käytetään myös ydin- ja hiukkaskiihdyttimissä sekä fysiikan ja lääketieteen resonanssikokeissa.
Sähkömoottorit ja generaattorit (ilman komposiittimateriaaleja)
Varhaisissa moottori- ja generaattorisuunnissa sähkömagneettiset kentät valmistettiin käyttämällä puhtaita rautamateriaaleja. Nämä sovellukset tarvitsivat joitain vakaita magneettisia ominaisuuksia, jotka eivät tarvitsisi lisäkäsittelyjä seoksella.
Mitkä ovat magneettikomponenttien käyttö?
Magneettisia komponentteja käytetään monissa sovelluksissa ja toimialoissa energiansiirtoon, hallintaan ja teknologiseen kehitykseen. Nämä suunnitellut tuotteet käyttävät magneettisia ja ei -magneettisia materiaaleja paremman suorituskyvyn saavuttamiseksi.
Sähköntuotanto- ja sähkölaitteet
Magneettiset komponentit ovat erittäin tärkeitä sähköjärjestelmissä. Muuntajat ja induktorit toimivat jakeluprosessissa käytetyn jännitteen ja virran hallitsemiseksi. Generaattorit sisältävät myös sähkömagneettisia keloja, joilla on merkitys mekaanisen energian muuttamisessa sähköksi energian siirtämiseksi.
Elektroniset laitteet ja piirit
Erilaiset elektroniset välineet vaativat magneettisia tuotteita niiden toimintaan. Anturit ja releet ovat työkaluja, joita käytetään automaatiojärjestelmien hallintaan. Magnetoituja pintoja käytetään tietojen tallentamiseen kiintolevyissä, kun taas kaiuttimet käyttävät sähkömagneettisia keinoja äänen tuottamiseen. Esimerkiksi Bose- ja Sony -kaiuttimet käyttävät erinomaisia äänikela -magneettisia osia äänen laadun parantamiseksi.
Auto- ja kuljetusteollisuus
Magneettikomponentteja käytetään nyt ajoneuvosovelluksissa, jotka vaativat korkean suorituskyvyn. Magneettikenttiä käytetään hybridi- ja sähköajoneuvoissa autossa olevien sähkömoottorien ajamiseksi. Säätälötulpat luovat korkeajännitteisiä kipinöitä polttomoottoreissa ja sytytyskeloissa. Sähkömagneettiset jarrut parantavat ajoneuvon turvallisuutta, kun taas polttoaineen ruiskuttajat parantavat ajoneuvon moottorin suorituskykyä.
Teollisuuskoneet ja valmistus
Valmistusprosessissa magneettikomponentteja käytetään automaatiossa ja raskaiden esineiden nostamisessa. Magneettisia puristustyökaluja käytetään koneistuksen aikana metalliosien pitämiseksi vastaavissa asennoissaan. Tämä tarkoittaa, että kuljetinjärjestelmät käyttävät magneetteja materiaalinkäsittelyprosesseissaan. Robotiikka käyttää sähkömagneettisia toimilaitteita tarkan liikkeenhallinnan varalta kokoonpanolinjoissa.
Lääketieteelliset ja terveydenhuollon sovellukset
Magneettikomponenteilla on rooli lääketieteen kehittämisessä. MRI -koneet käyttävät vahvojen magneettikenttien käyttöä hyvien kuvien saamiseksi. Jotkut tavanomaisista lääketieteellisistä laitteista, kuten tahdistimista, sisältävät magneettisia materiaaleja tehokkaan toiminnan kannalta. Siksi sähkömagneettisia terapialaitteita käytetään auttamaan kipua sairastavia ihmisiä ja heidän kuntoutuksensa helpottamiseen.
Ilmailu- ja puolustustekniikat
Niitä käytetään ilmailu- ja puolustussovelluksissa navigointiapuvälineissä ja tutka-, viestintälaitteissa ja laitteiden ohjauspiirissä. Tämä on käytäntö estää sähkömagneettisten häiriöiden vaikutusta saavuttamaan herkät sähkö- ja elektroniset välineet. Magneettista tekniikkaa käytetään satelliittien ja lentokoneiden ohjausjärjestelmissä vakauden ja suorituskyvyn saavuttamiseksi. Esimerkiksi nykyaikaisissa hävittäjälentokoneissa Lockheed Martin on sisällyttänyt ferriittipohjaisen sähkömagneettisen suojauksen.
Viimeiset sanat
Pysyvät magneetit, tietojen varastointi ja teollisuuserotus ovat joitain puhtaiden magneettisten materiaalien sovelluksia, koska niillä on luontainen magnetismi. Magneettikomponentit voidaan suunnitella tiettyihin käyttötarkoituksiin, esimerkiksi sähköntuotantoon, elektroniikkaan ja lääketieteeseen. Molemmat ovat erinomaisia, kestäviä ja sopivia erilaisiin sovelluksiin, mutta päätös riippuu siitä, mikä sopii sovelluksen tarpeisiin. Tässä tapauksessa materiaalin valinta mahdollistaa tehokkuuden ja luotettavuuden, kun sitä käytetään eri aloilla.