Magnetid on objektid, millel on magnetväli, mis tõmbab ligi teatud metalle ja muid magneteid. Magneteid on neli peamist tüüpi: püsimagnetid, ajutised, elektromagnetid ja looduslikud magnetid.
Püsimagnetid
Püsimagnetid on kõige levinum magneti tüüp. Nad võivad säilitada oma magnetilised omadused lõputult ilma välise energiaallikata. Näiteks külmkapimagnetid ja keraamilised magnetid.
Püsimagnetid, mis võivad olla looduslikud tooted, tuntud ka kui looduslikud kivid, või kunstlikult valmistatud (tugevaimad magnetid onneodüümmagnetid), neil on laiad hüstereesisilmused, kõrge koertsitiivsus, suur remanents ja materjalid, mis suudavad pärast magnetiseerimist säilitada konstantse magnetismi. Rakendustes töötavad püsimagnetid sügavas magnetilises küllastuses ja magnetosfääri ahela teises kvadrandi demagnetiseerimise osas pärast magnetiseerimist. Püsimagnetitel peaks olema võimalikult suur koertsitiivsus Hc, remanents Br ja maksimaalne magnetenergia korrutis (BH) m, et tagada maksimaalne magnetenergia salvestamine ja stabiilne magnetism.
Püsimagneteid on mitut tüüpi
1. Neodüümi magnetid
Neodüümi magnetidon neodüümi, raua, boori ja muude elementide püsimagnetid. Neil on äärmiselt kõrged magnetilised energiatooted ja sundjõud ning need on üks tugevamaid püsimagnetmaterjale maailmas.
2. SmCo magnetid
SmCo magneton haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide tüüp, mis on valmistatud pulbermetallurgia protsessis põhikomponentidena samariumist (Sm) ja koobaltist (Co). Sellel on kõrge magnetiline energiatoode, suur sundjõud ja hea temperatuuristabiilsus, mis võimaldab säilitada häid magnetilisi omadusi kõrge temperatuuriga keskkondades.
3. AlNiCo magnetid
AlNiCo magnetidkoosnevad sfäärilistest elementidest. Seda materjali kasutatakse laialdaselt püsimagnetina, kuna sellel on suur sundjõud ja head magnetilised omadused. Rauasulam, mis koosneb peamiselt alumiiniumist (Al), niklist (Ni), koobaltraudast (Co) ja muust kullast.
4. Paagutatud ferriidid
Paagutatud ferriidid on teatud tüüpi magnetilised materjalid, mis on valmistatud raudoksiidi (peamiselt Fe₂O₃) ja muude metallioksiidide (nagu BaO, SrO jne) paagutamisel keraamilise protsessi abil. See kuulub kõva magnetilise materjali hulka, sellel on kõrge magnetilise energiatoode ja sundjõud ning see suudab säilitada magnetismi pärast voolukatkestust.
5. Kummist magnet
A kummist magneton pehme, elastne ja keeratav magnet, mis on valmistatud magnetilise materjali pulbri (nagu ferriit või NdFeB) segamisel elastsete materjalidega, nagu kumm või plast, ning seejärel ekstrudeerimine, kalandreerimine, survevalu ja muud protsessid. See võimaldab seda töödelda erineva kuju ja suurusega ning sellel on teatav elastsus ja pehmus.
Püsimagneti protsesside klassifikatsioon
1. Liimitud NdFeB
Liimitud NdFeB on magnet, mis on valmistatud NdFeB magnetpulbri ja sideaine segamisel survevalu või survevalu abil. Ühendatud magnetitel on suur mõõtmete täpsus ja neid saab valmistada suhteliselt keeruka kujuga magnetkomponentideks. Neil on ka ühekordse vormimise ja mitmepooluselise orientatsiooni omadused.
2. Paagutatud NdFeB
Paagutatud NdFeB on suure jõudlusega püsimagnetmaterjal, mis koosneb peamiselt haruldaste muldmetallide elemendist Nd, siirdemetalli rauast ja mittemetallilisest elemendist boorist. Seda toodetakse pulbermetallurgia protsessis, mis hõlmab nende elementide segamise, sulatamise, purustamise, pressimise, paagutamise ja kuumtöötlemise etappe teatud vahekorras. Paagutatud NdFeB-l on äärmiselt kõrge magnetenergiaga tooted, suur remanents ja suur koertsiivsus ning see on üks tugevamaid praegu saadaolevaid püsimagnetmaterjale.
3. Sissepritsevormitud NdFeB
Injektsioonvormitud NdFeB on spetsiaalne NdFeB püsimagnetmaterjal, mis ühendab endas survevalutehnoloogia ja NdFeB magnetmaterjalide eelised. Selle materjali valmistamiseks segatakse NdFeB magnetpulber kõrgmolekulaarse polümeeriga ja valmistatakse seejärel survevaluprotsessi abil mitmesugused keeruka kujuga magnetilised osad. Injektsioonvormitud NdFeB mitte ainult ei säilita NdFeB kõrgeid magnetilisi omadusi, vaid sellel on ka hea töötlusjõudlus ja korrosioonikindlus.
Püsimagneti rakendusväli
Püsimagnetitel on lai valik rakendusi ja neil on magnetismi säilitamise omadused, mistõttu neid kasutatakse laialdaselt paljudes valdkondades, hõlmates mitut tööstust ja valdkonda.
Seda kasutatakse laialdaselt erinevates valdkondades, nagu elektroonika, elekter, masinad, transport, meditsiin ja igapäevased vajadused. Näiteks kõlarite ja telefonivastuvõtjate püsimagnetid; magnetoelektriliste arvestite magnetsüsteem; generaatorite ja püsimagnetmootorite magnetpoolused; masinatööstuses kasutatavad püsimagnetseadmed (nagu pinnalihvijate püsimagnetpadrunid jne) ja magnetvedrustussüsteemid, magnetlaagrid; magneteraldussüsteemid, maakide magneteraldus, vee magnetilised puhastussüsteemid, magnetronid, prootonkiirendite magnetsüsteemid jne.
Ajutised magnetid
Ajutised magnetid, tuntud ka kui pehmed magnetmaterjalid või ajutised magnetid, ajutised magnetid on valmistatud ferromagnetilisest materjalist, mida saab magnetiseerida lühiajaliselt välise magnetväljaga, kuid mis kaotavad oma magnetilised omadused, kui välisväli eemaldatakse. Selliseid materjale iseloomustab madal koertsitiivsus (st nõrk demagnetiseerumise vastupanuvõime), mistõttu nende magnetiline olek võib välistingimuste muutumisel kergesti muutuda. Levinud ajutised magnetid on naelad ja kirjaklambrid, mida saab tugevate magnetitega üles tõsta või liigutada.
Ajutiste magnetite jõudlus
1. Madal koertsitiivsus: kergesti magnetiseeritav ja kergesti demagnetiseeritav.
2. Kõrge magnetiline läbilaskvus: saab tõhusalt juhtida ja kontsentreerida magnetvälja.
3. Madal remanents: välise magnetvälja eemaldamisel on remanents (jääkmagnetism) väga madal.
4. Hea juhtivus: mõnel ajutise magnetmaterjalil on ka hea juhtivus.
Millistes väljades saab kasutada ajutisi magneteid
Ajutistel magnetitel on lai valik rakendusi tööstuses, tehnilistes seadmetes ja igapäevaelus, peamiselt kasutatakse elektromagnetite, trafode ja induktiivpoolide, andurite ja mõõteseadmete, autode ja kosmosetööstuse, meditsiiniseadmete jms tootmiseks.
Elektromagnet
Elektromagnetid on ajutised magnetid, mis on loodud elektri juhtimisel läbi traadipooli, et luua tugev magnetväli. Seda tüüpi magneteid kasutatakse paljudes olmeelektroonikas, näiteks elektrimootorites ja kõlarites. See koosneb mähist ja raudsüdamikust. Rauasüdamiku välisküljele on keritud selle võimsusele vastav juhtiv mähis. See mähis, mille vool läbib seda, on magnetiline nagu magnet. Seda nimetatakse ka elektromagnetiks. Kui vool läbib mähist, tekib raudsüdamiku ümber magnetväli, mis muudab elektromagnetiliseks. Tavaliselt teeme selle kangi või kabja kujuliseks, et raudsüdamikku oleks lihtsam magnetiseerida. Lisaks kasutame elektromagneti koheseks demagnetiseerimiseks pärast toite väljalülitamist selle valmistamiseks sageli pehmet rauast või räniterasest materjale, mille demagnetiseerimine on kiirem. Selline elektromagnet on toite sisselülitamisel magnetiline ja pärast toite väljalülitamist magnetism kaob.
Elektromagneti tööpõhimõte
Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadus ütleb, et kui magnetvoog läbib juhi ahelat, tekib ahelas indutseeritud elektromotoorjõud. Kui vool läbib pooli, tekitab elektromagnetis magnetvälja. See magnetväli interakteerub raudsüdamikuga, põhjustades raudsüdamiku magnetiseerumist.
Pärast raudsüdamiku magnetiseerimist saab sellest ajutine põhjapooluse ja lõunapoolusega magnet. Magnetvälja tugevus sõltub voolu suurusest, pooli keerdude arvust ning südamiku materjalist ja kujust.
Kui elektromagneti südamik on magnetiseeritud, tõmbab see ligi või tõrjub teisi magnetobjekte. Elektromagneti magnetismi saab juhtida voolu sisse- ja väljalülitamise juhtimisega. Kui vool peatub, kaob magnetväli ja tuum kaotab oma magnetismi.
Elektromagneti tööpõhimõte põhineb voolu ja magnetvälja vastasmõjul. See interaktsioon võimaldab elektromagnetitel mängida olulist rolli paljudes rakendustes, nagu elektromagnetilised kraanad, mootorid, releed, solenoidventiilid jne.
Milliseid elektromagneteid elus leidub?
Meie elus on palju elektromagneteid, mida kasutatakse laialdaselt elektromagnetilistes kraanates, elektromagnetlukkudes, elektromagnetreleedes, solenoidventiilides, kõlarites, elektrimänguasjades, maglev-rongides, generaatorites, telefonides, automaatika juhtimisseadmetes, pakkimismasinates, meditsiiniseadmetes, toiduainetööstuses, tekstiilimasinates. jne.
Elektromagnetid saavutavad mitmesuguseid kasulikke funktsioone, kontrollides voolu ja magnetvälja intensiivsust, näiteks meelitades ja tõrjudes raudesemeid ning realiseerides mehaanilisi liikumisi, nagu lineaarne liikumine, pöörlemine ja kõikumine, ning mängivad asendamatut rolli kaasaegses tööstuses ja elus.
Looduslikud magnetid
Looduslikud magnetid on need, mis esinevad looduses ja mida võib leida rauamaagi maardlates. Neid nimetatakse ka lodekivideks või magnetiidiks. Need võivad meelitada magnetilisi metalle nagu raud, nikkel ja koobalt. Neid leidub maakera looduses ja neil on tavaliselt tugev magnetism. Looduslikud magnetid on üks esimesi magnetmaterjale, mille inimesed avastasid ja kasutasid.
Looduslikud magnetid avastasid ja kasutasid inimesed iidsetel aegadel ning neil on ajaloos oluline rakendus, eriti navigatsiooni valdkonnas. Näiteks iidne Hiina kompass kasutas suuna näitamiseks looduslike magnetite magnetismi.
Erinevalt tehiselektromagnetitest määrab looduslike magnetite magnetilisuse nende sisemine aatomi struktuur ja elektrooniline paigutus ning magnetismi säilitamiseks pole vaja välist toiteallikat. Looduslike magnetite magnetism on aga suhteliselt nõrk ega ole tavaliselt nii tugev ja reguleeritav kui tehiselektromagnetid.
Kuigi enamik kaasaegses tehnoloogias kasutatavaid magneteid on kunstlikud, kasutatakse looduslikke magneteid siiski mõnes valdkonnas, näiteks teatud tüüpi hariduses ja teadusuuringutes, käsitöös ja kaunistustes, magnetteraapiatoodetes jne, et demonstreerida magnetvälja kontseptsiooni.
Iidse magnetmaterjalina ei oma looduslikud magnetid mitte ainult olulist positsiooni ajaloos, vaid omavad ka teatud kasutusväärtust tänapäeva ühiskonnas. Kuigi nende magnetiline tugevus ei ole nii tugev kui kaasaegsetel sünteetilistel püsimagnetitel, on nende loomulik ilu ja ainulaadne ajalooline tähtsus teeninud neile koha hariduses, teadustöös ja kunstis.
Järeldus
Kõigil neil nelja tüüpi magnetitel on ainulaadsed omadused ja kasutusalad, mis võimaldavad neid kasutada mitmesugustes rakendustes. Ükskõik, kas otsite püsimagnetit, ajutist magnetit, elektromagneti või looduslikku magnetit, leiate kindlasti teie vajadustele vastava!