Magneetit ovat esineitä, joilla on magneettikenttä, joka houkuttelee tiettyjä metalleja ja muita magneetteja. Magneetteja on neljää päätyyppiä: pysyvät, väliaikaiset, sähkömagneetit ja luonnonmagneetit.
Kestomagneetit
Kestomagneetit ovat yleisin magneettityyppi. Ne voivat säilyttää magneettiset ominaisuutensa loputtomiin ilman ulkoista energianlähdettä. Esimerkkejä ovat jääkaappimagneetit ja keraamiset magneetit.
Kestomagneetit, jotka voivat olla luonnontuotteita, tunnetaan myös luonnonkivinä, tai keinotekoisesti valmistettuja (voimakkaimmat magneetit ovatneodyymimagneetit), niissä on leveät hystereesisilmukat, korkea koersitiivisuus, korkea remanenssi ja materiaalit, jotka voivat säilyttää jatkuvan magnetismin magnetoinnin jälkeen. Sovelluksissa kestomagneetit toimivat syvässä magneettisessa kyllästymisessä ja magnetosfäärisilmukan toisessa kvadrantin demagnetointiosassa magnetoinnin jälkeen. Kestomagneeteilla tulisi olla mahdollisimman korkea koersitiivisuus Hc, remanenssi Br ja suurin magneettinen energiatuote (BH) m, jotta varmistetaan maksimaalinen magneettisen energian varastointi ja vakaa magnetismi.
Kestomagneetteja on useita tyyppejä
1. Neodyymimagneetit
Neodyymimagneetitovat neodyymin, raudan, boorin ja muiden alkuaineiden kestomagneetteja. Niillä on erittäin korkeat magneettienergiatuotteet ja pakkovoima, ja ne ovat yksi vahvimmista kestomagneettimateriaaleista maailmassa.
2. SmCo-magneetit
SmCo magneettion eräänlainen harvinaisten maametallien kestomagneettimateriaali, joka on valmistettu samariumista (Sm) ja koboltista (Co) pääkomponentteina jauhemetallurgisen prosessin avulla. Sillä on korkea magneettinen energiatuote, korkea pakkovoima ja hyvä lämpötilan stabiilisuus, minkä ansiosta se säilyttää hyvät magneettiset ominaisuudet korkeissa lämpötiloissa.
3. AlNiCo-magneetit
AlNiCo magneetitkoostuvat pallomaisista elementeistä. Tätä materiaalia käytetään laajasti kestomagneettina sen suuren pakkovoiman ja hyvien magneettisten ominaisuuksien ansiosta. Rautaseos, joka koostuu pääasiassa alumiinista (Al), nikkelistä (Ni), kobolttiraudasta (Co) ja muusta hivenkullasta.
4. Sintratut ferriitit
Sintratut ferriitit ovat eräänlainen magneettinen materiaali, joka on valmistettu sintraamalla rautaoksidia (pääasiassa Fe₂O3) ja muita metallioksideja (kuten BaO, SrO jne.) keraamisella prosessilla. Se kuuluu kovaan magneettiseen materiaaliin, sillä on korkea magneettinen energiatuote ja pakkovoima, ja se voi ylläpitää magnetismia virtakatkon jälkeen.
5. Kumimagneetti
A kumimagneettion pehmeä, joustava ja kierrettävä magneetti, joka on valmistettu sekoittamalla magneettisen materiaalin jauhetta (kuten ferriittiä tai NdFeB) joustavien materiaalien, kuten kumin tai muovin, kanssa ja sitten suulakepuristamalla, kalanteroimalla, ruiskuvalulla ja muilla prosesseilla. Se mahdollistaa sen käsittelyn eri muotoihin ja kokoihin, ja sillä on tietty elastisuus ja pehmeys.
Kestomagneettiprosessien luokitus
1. Sidostettu NdFeB
Sidostettu NdFeB on magneetti, joka on valmistettu sekoittamalla NdFeB-magneettijauhetta ja sideainetta puristus- tai ruiskupuristuksen avulla. Sidotuilla magneeteilla on korkea mittatarkkuus, ja niistä voidaan tehdä magneettisia komponentteja, joilla on suhteellisen monimutkainen muoto. Niillä on myös kertamuovauksen ja moninapaisen suuntauksen ominaisuudet.
2. Sintrattu NdFeB
Sintrattu NdFeB on korkean suorituskyvyn kestomagneettimateriaali, joka koostuu pääasiassa harvinaisten maametallien Nd-elementistä, siirtymämetalliraudasta ja ei-metallisesta elementistä boorista. Se valmistetaan jauhemetallurgisella prosessilla, joka sisältää näiden alkuaineiden sekoitus-, sulatus-, murskaus-, puristus-, sintraus- ja lämpökäsittelyvaiheet tietyssä suhteessa. Sintratulla NdFeB:llä on erittäin korkeat magneettienergiatuotteet, korkea remanenssi ja korkea koersiivisuus, ja se on yksi vahvimmista tällä hetkellä saatavilla olevista kestomagneettimateriaaleista.
3. Ruiskupuristettu NdFeB
Ruiskupuristettu NdFeB on erityinen NdFeB-kestomagneettimateriaali, jossa yhdistyvät ruiskuvalutekniikan ja NdFeB-magneettisten materiaalien edut. Tämä materiaali valmistetaan sekoittamalla NdFeB-magneettijauhetta suurimolekyyliseen polymeeriin ja valmistamalla sitten erilaisia monimutkaisia muotoisia magneettisia osia ruiskuvaluprosessin avulla. Ruiskupuristettu NdFeB ei ainoastaan säilytä NdFeB:n korkeat magneettiset ominaisuudet, vaan sillä on myös hyvä koneistuskyky ja korroosionkestävyys.
Kestomagneetin sovelluskenttä
Kestomagneeteilla on laaja valikoima sovelluksia, ja niillä on ominaisuudet ylläpitää magnetismia, joten niitä käytetään laajasti monilla aloilla, jotka kattavat useita toimialoja ja kenttiä.
Sitä käytetään laajalti eri aloilla, kuten elektroniikka, sähkö, koneet, kuljetus, lääketiede ja päivittäiset tarpeet. Kuten kaiuttimien ja puhelinvastaanottimien kestomagneetit; magnetosähköisten mittareiden magneettijärjestelmä; generaattoreiden ja kestomagneettimoottoreiden magneettiset navat; koneiden valmistusteollisuudessa käytettävät kestomagneettilaitteet (kuten pintahiomakoneiden kestomagneettiset istukat jne.) ja magneettiset ripustusjärjestelmät, magneettilaakerit; magneettiset erotusjärjestelmät, magneettinen malmien erotus, magneettiset vedenpuhdistusjärjestelmät, magnetronit, protonikiihdyttimien magneettiset järjestelmät jne.
Väliaikaiset magneetit
Väliaikaiset magneetit, jotka tunnetaan myös nimellä pehmeät magneettiset materiaalit tai väliaikaiset magneetit, väliaikaiset magneetit on valmistettu ferromagneettisesta materiaalista, joka voidaan magnetoida lyhyen ajan ulkoisella magneettikentällä, mutta joka menettää magneettiset ominaisuutensa, kun ulkoinen kenttä poistetaan. Tällaisille materiaaleille on ominaista alhainen koersitiivisuus (eli heikko kyky vastustaa demagnetisaatiota), joten niiden magneettinen tila voi muuttua helposti ulkoisten olosuhteiden muuttuessa. Yleisiä väliaikaisia magneetteja ovat naulat ja paperiliittimet, jotka voidaan poimia tai siirtää vahvoilla magneeteilla.
Väliaikaisten magneettien suorituskyky
1. Matala koersitiivisuus: helppo magnetoida ja helposti demagnetoida.
2. Korkea magneettinen läpäisevyys: voi tehokkaasti ohjata ja keskittää magneettikentän.
3. Matala remananssi: Kun ulkoinen magneettikenttä poistetaan, remananssi (jäännösmagnetismi) on hyvin alhainen.
4. Hyvä johtavuus: Joillakin väliaikaisilla magneettimateriaaleilla on myös hyvä johtavuus.
Millä aloilla väliaikaisia magneetteja voidaan käyttää
Väliaikaisilla magneeteilla on laaja valikoima sovelluksia teollisuudessa, teknisissä laitteissa ja jokapäiväisessä elämässä, ja niitä käytetään pääasiassa sähkömagneettien, muuntajien ja induktorien, antureiden ja mittauslaitteiden, autojen ja ilmailuteollisuuden, lääketieteellisten laitteiden jne. valmistukseen.
Sähkömagneetti
Sähkömagneetit ovat väliaikaisia magneetteja, jotka on luotu ohjaamalla sähköä lankakelan läpi vahvan magneettikentän luomiseksi. Tämän tyyppistä magneettia käytetään monissa kulutuselektroniikassa, kuten sähkömoottoreissa ja kaiuttimissa. Se koostuu kelasta ja rautasydämestä. Sen tehoa vastaava johtava käämi kierretään rautasydämen ulkopinnalle. Tämä kela, jonka läpi virtaa virta, on magneettinen kuin magneetti. Sitä kutsutaan myös sähkömagneetiksi. Kun virta kulkee kelan läpi, rautasydämen ympärille syntyy magneettikenttä, joka tekee sähkömagneettisesta magneettisesta. Teemme siitä yleensä tangon tai kavion muotoisen, jotta rautasydän on helpompi magnetoida. Lisäksi, jotta sähkömagneetti demagnetoituisi välittömästi, kun virta katkaistaan, käytämme usein pehmeää rautaa tai piiteräsmateriaaleja, joiden demagnetoituminen on nopeampaa. Tällainen sähkömagneetti on magneettinen, kun virta kytketään, ja magnetismi katoaa, kun virta katkaistaan.
Sähkömagneetin toimintaperiaate
Faradayn sähkömagneettisen induktion laki sanoo, että kun magneettivuo kulkee johdinsilmukan läpi, silmukassa syntyy indusoitunut sähkömotorinen voima. Sähkömagneetissa, kun virta kulkee kelan läpi, se synnyttää magneettikentän. Tämä magneettikenttä on vuorovaikutuksessa rautasydämen kanssa, jolloin rautaydin magnetoituu.
Kun rautasydän on magnetisoitu, siitä tulee väliaikainen magneetti, jossa on pohjoisnapa ja etelänapa. Magneettikentän voimakkuus riippuu virran suuruudesta, käämin kierrosten lukumäärästä sekä sydämen materiaalista ja muodosta.
Kun sähkömagneetin ydin on magnetoitu, se vetää puoleensa tai hylkii muita magneettisia esineitä. Sähkömagneetin magnetismia voidaan ohjata ohjaamalla virran päälle- ja poiskytkentää. Kun virta pysähtyy, magneettikenttä katoaa ja ydin menettää magneettisuutensa.
Sähkömagneetin toimintaperiaate perustuu virran ja magneettikentän väliseen vuorovaikutukseen. Tämän vuorovaikutuksen ansiosta sähkömagneetit voivat olla tärkeässä roolissa monissa sovelluksissa, kuten sähkömagneettisissa nostureissa, moottoreissa, releissä, solenoidiventtiileissä jne.
Mitä sähkömagneetteja elämässä on?
Elämässämme on monia sähkömagneetteja, joita käytetään laajalti sähkömagneettisissa nostureissa, sähkömagneettisissa lukoissa, sähkömagneettisissa releissä, solenoidiventtiileissä, kaiuttimissa, sähköleluissa, maglev-junissa, generaattoreissa, puhelimissa, automaation ohjauslaitteissa, pakkauskoneissa, lääketieteellisissä laitteissa, elintarvikekoneissa, tekstiilikoneissa jne.
Sähkömagneeteilla saavutetaan useita hyödyllisiä toimintoja ohjaamalla virran ja magneettikentän voimakkuutta, kuten rautaesineitä houkuttelemalla ja hylkivällä sekä mekaanisilla liikkeillä, kuten lineaarisella liikkeellä, pyörimisellä ja heilahtelulla, ja niillä on korvaamaton rooli nykyaikaisessa teollisuudessa ja elämässä.
Luonnolliset magneetit
Luonnonmagneetit ovat niitä, joita esiintyy luonnossa luonnossa ja joita löytyy rautamalmiesiintymistä. Niitä kutsutaan myös lodekiviksi tai magnetiitiksi. Ne voivat vetää puoleensa magneettisia metalleja, kuten rautaa, nikkeliä ja kobolttia. Niitä löytyy maapallon luonnosta ja niillä on yleensä vahva magnetismi. Luonnonmagneetit ovat yksi varhaisimmista ihmisten löytämistä ja käyttämistä magneettisista materiaaleista.
Ihmiset löysivät ja käyttivät luonnonmagneetteja muinaisina aikoina, ja niillä on tärkeitä sovelluksia historiassa, erityisesti navigoinnin alalla. Esimerkiksi muinainen kiinalainen kompassi käytti suunnan osoittamiseen luonnollisten magneettien magnetismia.
Toisin kuin keinotekoiset sähkömagneetit, luonnonmagneettien magnetismi määräytyy niiden sisäisen atomirakenteen ja elektronisen järjestelyn perusteella, eikä ulkoista virtalähdettä tarvita magnetismin ylläpitämiseen. Luonnollisten magneettien magnetismi on kuitenkin suhteellisen heikko, eikä se yleensä ole yhtä vahva ja säädettävissä kuin keinotekoisten sähkömagneettien.
Vaikka useimmat modernissa tekniikassa käytetyt magneetit ovat keinotekoisia, luonnollisia magneetteja käytetään edelleen joillakin aloilla, kuten tietyntyyppisissä koulutuksessa ja tieteellisessä tutkimuksessa, käsityössä ja koristeissa, magneettiterapiatuotteissa jne. magneettikentän käsitteen osoittamiseksi.
Muinaisena magneettimateriaalina luonnonmagneeteilla ei ole vain tärkeä asema historiassa, vaan niillä on edelleen tietty käyttöarvo nyky-yhteiskunnassa. Vaikka niiden magneettinen vahvuus ei ole yhtä vahva kuin nykyaikaiset synteettiset kestomagneetit, niiden luonnollinen kauneus ja ainutlaatuinen historiallinen merkitys ovat ansainneet niille paikan koulutuksessa, tutkimuksessa ja taiteessa.
Johtopäätös
Kaikilla näillä neljällä magneetilla on ainutlaatuiset ominaisuudet ja käyttötarkoitukset, mikä mahdollistaa niiden käytön useissa eri sovelluksissa. Etsitpä sitten kestomagneettia, väliaikaista magneettia, sähkömagneettia tai luonnonmagneettia, löydät varmasti tarpeisiisi sopivan!