Nasa Sinaunang Tsina iginuhit ang pansin sa ari-arian ng ilang mga metal upang maakit. Ito pisikal na kababalaghan ay tinatawag na magnetism, at ang mga materyales na may ganitong kakayahan ay tinatawag na magnet. Ngayon ang ari-arian na ito ay aktibong ginagamit sa radio electronics at industriya, at lalo na ang malalakas na magnet ay ginagamit, bukod sa iba pang mga bagay, para sa pag-angat at pagdadala ng malalaking volume ng metal. Ang mga katangian ng mga materyales na ito ay ginagamit din sa pang-araw-araw na buhay - maraming tao ang nakakaalam ng mga magnetic card at mga titik para sa pagtuturo sa mga bata. Anong uri ng mga magnet ang mayroon, kung saan ginagamit ang mga ito, kung ano ang neodymium, sasabihin sa iyo ng tekstong ito ang tungkol dito.

Mga uri ng magnet

SA modernong mundo Inuri sila sa tatlong pangunahing kategorya batay sa uri ng magnetic field na nilikha nila:

• permanente, na binubuo ng likas na materyal, nagtataglay ng mga ito pisikal na katangian, halimbawa, neodymium;
• pansamantala, nagtataglay ng mga katangiang ito habang nasa larangan ng pagkilos ng isang magnetic field;
• Ang mga electromagnets ay mga coils ng wire sa isang core na lumilikha ng electromagnetic field kapag dumaan ang enerhiya sa conductor.

Sa turn, ang pinakakaraniwang permanenteng magnet ay nahahati sa limang pangunahing klase, ayon sa kanilang kemikal na komposisyon:

• ferromagnets batay sa bakal at mga haluang metal nito na may barium at strontium;
• neodymium magnet na naglalaman ng rare earth metal na neodymium sa isang haluang metal na may bakal at boron (Nd-Fe-B, NdFeB, NIB);
• samarium-cobalt alloys, na may mga magnetic na katangian na maihahambing sa neodymium, ngunit sa parehong oras ay isang mas malawak na hanay ng temperatura ng aplikasyon (SmCo);
• Alnico alloy, na kilala rin bilang UNDC, ang haluang ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na paglaban sa kaagnasan at isang mataas na limitasyon sa temperatura;
• magnetoplasts, na kung saan ay isang halo ng isang magnetic haluang metal na may isang panali, ito ay nagbibigay-daan sa iyo upang lumikha ng mga produkto iba't ibang anyo at mga sukat.

Ang mga haluang metal ng magnetic metal ay malutong at medyo murang mga produkto na may mga karaniwang katangian. Ito ay karaniwang isang haluang metal ng iron oxide na may strontium at barium ferrites. Saklaw ng Temperatura matatag na operasyon magnet na hindi mas mataas sa 250-270°C. Mga pagtutukoy:

• mapilit na puwersa - mga 200 kA / m;
• natitirang induction - hanggang sa 0.4 Tesla;
• Ang average na buhay ng serbisyo ay 20-30 taon.

Ano ang mga neodymium magnet

Ito ang pinakamalakas sa mga permanenteng, ngunit sa parehong oras sila ay medyo marupok at hindi lumalaban sa kaagnasan; ang mga haluang metal na ito ay batay sa bihirang lupa na mineral - neodymium. Ito ang pinakamalakas na permanenteng magnet.

Mga katangian:

• mapilit na puwersa - tungkol sa 1000 kA / m;
• natitirang induction - hanggang sa 1.1 Tesla;
• Ang average na buhay ng serbisyo ay hanggang sa 50 taon.

Ang kanilang paggamit ay limitado lamang sa mababang limitasyon ng hanay ng temperatura; para sa karamihan ng mga tatak ng neodymium magnet na lumalaban sa init ito ay 140°C, habang ang mga hindi gaanong lumalaban ay nawasak sa mga temperaturang higit sa 80 degrees.

Samarium-kobalt na haluang metal

Ang pagkakaroon ng mataas na teknikal na katangian, ngunit sa parehong oras napakamahal na mga haluang metal.

Mga katangian:

• mapilit na puwersa - tungkol sa 700 kA / m;
• natitirang induction - hanggang sa 0.8-1.0 Tesla;
• Ang average na buhay ng serbisyo ay 15-20 taon.

Ginagamit ang mga ito para sa mahirap na kondisyon trabaho: mataas na temperatura, agresibong kapaligiran at mabigat na pagkarga. Dahil sa comparatively mataas na gastos ang kanilang paggamit ay medyo limitado.

Alnico

Ang isang pulbos na haluang metal ng cobalt (37-40%) na may pagdaragdag ng aluminyo at nikel ay mayroon ding mahusay na mga katangian ng pagganap, bilang karagdagan sa kakayahang mapanatili ang mga magnetic na katangian nito sa mga temperatura hanggang sa 550°C. Ang kanilang mga pagtutukoy mas mababa kaysa sa ferromagnetic alloys at ay:

• mapilit na puwersa - mga 50 kA / m;
• natitirang induction - hanggang sa 0.7 Tesla;
• Ang average na buhay ng serbisyo ay 10-20 taon.

Ngunit, sa kabila nito, ito ang haluang metal na pinaka-kawili-wili para sa paggamit sa larangan ng agham. Bilang karagdagan, ang pagdaragdag ng titanium at niobium sa haluang metal ay nakakatulong upang madagdagan ang puwersa ng puwersa ng haluang metal sa 145-150 kA/m.

Magnetic na plastik

Ang mga ito ay pangunahing ginagamit sa pang-araw-araw na buhay para sa paggawa ng mga magnetic card, kalendaryo at iba pang maliliit na bagay; ang mga katangian ng magnetic field ay bahagyang bumaba dahil sa mas mababang konsentrasyon ng magnetic composition.

Ito ang mga pangunahing uri ng permanenteng magnet. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo at aplikasyon ng isang electromagnet ay medyo naiiba sa mga naturang haluang metal.

Interesting. Ang mga neodymium magnet ay ginagamit halos kahit saan, kasama ang disenyo upang lumikha ng mga lumulutang na istruktura, at sa kultura para sa parehong mga layunin.

Electromagnet at demagnetizer

Kung ang isang electromagnet ay lumilikha ng isang patlang kapag dumadaan sa mga liko ng paikot-ikot na kuryente, kung gayon ang demagnetizer, sa kabaligtaran, ay nag-aalis ng natitirang magnetic field. Ang epektong ito ay maaaring gamitin para sa iba't ibang layunin. Halimbawa, ano ang maaaring gawin sa isang demagnetizer? Dati, ginamit ang demagnetizer upang i-demagnetize ang playback head ng mga tape recorder, mga tubo ng larawan sa telebisyon at magsagawa ng iba pang katulad na mga function. Ngayon ay madalas itong ginagamit para sa medyo ilegal na mga layunin, upang i-demagnetize ang mga metro pagkatapos gumamit ng mga magnet sa mga ito. Bilang karagdagan, ang device na ito ay maaari at dapat gamitin upang alisin ang mga natitirang magnetic field mula sa mga instrumento.

Ang demagnetizer ay karaniwang binubuo ng isang ordinaryong coil, sa madaling salita, sa mga tuntunin ng disenyo, ang aparatong ito ay ganap na kinokopya ang isang electromagnet. Ang isang alternating boltahe ay inilapat sa likid, pagkatapos kung saan ang aparato kung saan tinanggal namin ang natitirang patlang ay tinanggal mula sa lugar ng saklaw ng demagnetizer, pagkatapos nito ay i-off.

Mahalaga! Ang paggamit ng magnet upang "i-twist" ang metro ay ilegal at magreresulta sa multa. Ang hindi wastong paggamit ng demagnetizer ay maaaring humantong sa kumpletong demagnetization ng device at ang pagkabigo nito.

Gumagawa ng sarili mong magnet

Upang gawin ito, sapat na upang makahanap ng isang metal bar na gawa sa bakal o iba pang ferroalloy; maaari mong gamitin ang composite core ng transpormer, at pagkatapos ay gumawa ng isang paikot-ikot. Paikutin ang ilang liko ng copper winding wire sa paligid ng core. Para sa kaligtasan, ito ay nagkakahalaga ng pagsasama ng isang piyus sa circuit. Paano gumawa ng isang malakas na magnet? Upang gawin ito, kailangan mong dagdagan ang kasalukuyang lakas sa paikot-ikot; mas mataas ito, mas malaki ang magnetic force ng device.

Kapag ang aparato ay konektado sa network at ang kuryente ay ibinibigay sa paikot-ikot, ang aparato ay makaakit ng metal, iyon ay, sa katunayan, ito ay isang tunay na electromagnet, kahit na isang medyo pinasimple na disenyo.

Kasama ng mga piraso ng amber na nakuryente sa pamamagitan ng alitan, ang mga permanenteng magnet ay para sa mga sinaunang tao ang unang materyal na katibayan ng electromagnetic phenomena (ang kidlat sa bukang-liwayway ng kasaysayan ay tiyak na naiugnay sa globo ng pagpapakita ng mga di-materyal na puwersa). Ang pagpapaliwanag sa likas na katangian ng ferromagnetism ay palaging sinasakop ang matanong na mga isipan ng mga siyentipiko, gayunpaman, kahit na ngayon ang pisikal na katangian ng permanenteng magnetization ng ilang mga sangkap, parehong natural at artipisyal na nilikha, ay hindi pa ganap na naihayag, na nag-iiwan ng isang malaking larangan ng aktibidad para sa modernong at mga mananaliksik sa hinaharap.

Mga tradisyonal na materyales para sa permanenteng magnet

Ang mga ito ay aktibong ginagamit sa industriya mula noong 1940 sa pagdating ng alnico alloy (AlNiCo). Dati, ang mga permanenteng magnet na gawa sa iba't ibang uri ng bakal ay ginagamit lamang sa mga compass at magneto. ginawa ni Alnico posibleng kapalit mga electromagnet sa mga ito at ang kanilang paggamit sa mga aparato tulad ng mga motor, generator at loudspeaker.

Ito ang kanilang pagtagos sa atin araw-araw na pamumuhay nakatanggap ng bagong impetus sa paglikha ng mga ferrite magnet, at mula noon naging pangkaraniwan na ang mga permanenteng magnet.

Ang rebolusyon sa mga magnetic na materyales ay nagsimula noong 1970, sa paglikha ng samarium-cobalt na pamilya ng mga matitigas na magnetic na materyales na may dating hindi pa naririnig na magnetic energy densities. Pagkatapos ay natuklasan ang isang bagong henerasyon ng mga rare earth magnet, batay sa neodymium, iron at boron, na may mas mataas na magnetic energy density kaysa samarium cobalt (SmCo) at sa inaasahang mababang halaga. Ang dalawang pamilyang ito ng mga rare earth magnet ay may napakataas na densidad ng enerhiya na hindi lamang nila maaaring palitan ang mga electromagnet, ngunit magagamit sa mga lugar na hindi naa-access sa kanila. Kasama sa mga halimbawa ang isang maliit na permanenteng magnet stepper motor in wristwatch at sound transducers sa Walkman-type headphones.

Ang unti-unting pagpapabuti sa mga magnetic na katangian ng mga materyales ay ipinapakita sa diagram sa ibaba.

Neodymium permanenteng magnet

Kinakatawan nila ang pinakabago at pinakamahalagang pag-unlad sa larangang ito sa nakalipas na mga dekada. Ang kanilang pagtuklas ay unang inihayag halos sabay-sabay sa pagtatapos ng 1983 ng mga espesyalista sa metal mula sa Sumitomo at General Motors. Ang mga ito ay batay sa intermetallic compound na NdFeB: isang haluang metal ng neodymium, iron at boron. Sa mga ito, ang neodymium ay isang bihirang elemento ng lupa na nakuha mula sa mineral monazite.

Ang napakalaking interes na nabuo ng mga permanenteng magnet na ito ay lumitaw dahil sa unang pagkakataon ay isang bagong magnetic na materyal ang ginawa na hindi lamang mas malakas kaysa sa nakaraang henerasyon, ngunit mas matipid. Pangunahin itong binubuo ng bakal, na mas mura kaysa sa cobalt, at neodymium, na isa sa mga pinakakaraniwang bihirang materyal sa lupa at may mas maraming reserba sa Earth kaysa sa tingga. Ang major rare earth minerals monazite at bastanesite ay naglalaman ng lima hanggang sampung beses na mas neodymium kaysa samarium.

Pisikal na mekanismo ng permanenteng magnetization

Upang ipaliwanag ang paggana ng isang permanenteng magnet, dapat nating tingnan ang loob nito hanggang sa atomic scale. Ang bawat atom ay may isang set ng mga spins ng mga electron nito, na magkakasamang bumubuo sa magnetic moment nito. Para sa aming mga layunin, maaari naming isaalang-alang ang bawat atom bilang isang maliit na bar magnet. Kapag ang isang permanenteng magnet ay na-demagnetize (sa pamamagitan ng pag-init nito sa isang mataas na temperatura o sa pamamagitan ng isang panlabas na magnetic field), ang bawat atomic moment ay random na naka-orient (tingnan ang figure sa ibaba) at walang regular na sinusunod.

Kapag ito ay na-magnetize sa isang malakas na magnetic field, ang lahat ng atomic moments ay naka-orient sa direksyon ng field at, kumbaga, interlocked sa isa't isa (tingnan ang figure sa ibaba). Ang coupling na ito ay nagpapahintulot sa permanenteng magnet field na mapanatili kapag ang panlabas na field ay tinanggal, at lumalaban din sa demagnetization kapag ang direksyon nito ay nagbabago. Ang sukat ng cohesive force ng atomic moments ay ang magnitude ng coercive force ng magnet. Higit pa tungkol dito mamaya.

Sa isang mas malalim na pagtatanghal ng mekanismo ng magnetization, hindi sila gumagana sa mga konsepto ng atomic moments, ngunit gumagamit ng mga ideya tungkol sa miniature (ng pagkakasunud-sunod ng 0.001 cm) na mga rehiyon sa loob ng magnet, na sa una ay may permanenteng magnetization, ngunit random. nakatuon sa kawalan ng isang panlabas na larangan, upang ang isang mahigpit na mambabasa, kung ninanais, ay maaaring maiugnay ang nasa itaas na pisikal Ang mekanismo ay hindi nauugnay sa magnet sa kabuuan. ngunit sa hiwalay na domain nito.

Induction at magnetization

Ang mga atomic na sandali ay summed up at bumubuo ng magnetic moment ng buong permanenteng magnet, at ang magnetization nito M ay nagpapakita ng magnitude ng sandaling ito sa bawat unit volume. Ang magnetic induction B ay nagpapakita na ang isang permanenteng magnet ay ang resulta ng isang panlabas na magnetic force (field strength) H na inilapat sa panahon ng pangunahing magnetization, pati na rin ang isang panloob na magnetization M dahil sa oryentasyon ng atomic (o domain) na mga sandali. Ang halaga nito sa pangkalahatang kaso ay ibinibigay ng formula:

B = µ 0 (H + M),

kung saan ang µ 0 ay pare-pareho.

Sa isang permanenteng singsing at homogenous na magnet, ang lakas ng field H sa loob nito (sa kawalan ng isang panlabas na field) ay katumbas ng zero, dahil, ayon sa batas ng kabuuang kasalukuyang, ang integral nito kasama ang anumang bilog sa loob ng naturang ring core ay katumbas ng:

H∙2πR = iw=0, kung saan ang H=0.

Samakatuwid, ang magnetization sa isang ring magnet ay:

Sa isang bukas na magnet, halimbawa, sa parehong ring magnet, ngunit may air gap ng lapad l sa isang core ng haba l grey, sa kawalan ng isang panlabas na field at ang parehong induction B sa loob ng core at sa puwang, ayon sa batas ng kabuuang kasalukuyang, nakukuha natin ang:

H ser l ser + (1/ µ 0)Bl zaz = iw=0.

Dahil B = µ 0 (H ser + M ser), kung gayon, pinapalitan ang expression nito sa nauna, nakukuha natin:

H ser (l ser + l zaz) + M ser l zaz =0,

H ser = ─ M ser l zaz (l ser + l zaz).

Sa air gap:

H zaz = B/µ 0,

kung saan ang B ay tinutukoy ng ibinigay na M ser at ang natagpuang H ser.

Magnetization curve

Simula sa unmagnetized na estado, kapag ang H ay tumaas mula sa zero, dahil sa oryentasyon ng lahat ng atomic na sandali sa direksyon ng panlabas na patlang, ang M at B ay mabilis na tumaas, na nagbabago sa seksyong "a" ng pangunahing magnetization curve (tingnan ang figure sa ibaba) .

Kapag ang lahat ng mga atomic na sandali ay napantayan, ang M ay dumating sa halaga ng saturation nito, at ang karagdagang pagtaas sa B ay nangyayari lamang dahil sa inilapat na field (seksyon b ng pangunahing curve sa figure sa ibaba). Kapag ang panlabas na patlang ay bumaba sa zero, ang induction B ay bumaba hindi kasama ang orihinal na landas, ngunit kasama ang seksyon "c" dahil sa pagkabit ng mga atomic na sandali, na may posibilidad na mapanatili ang mga ito sa parehong direksyon. Nagsisimulang ilarawan ng magnetization curve ang tinatawag na hysteresis loop. Kapag ang H (panlabas na field) ay lumalapit sa zero, ang induction ay lumalapit sa isang natitirang halaga na tinutukoy lamang ng mga atomic na sandali:

B r = μ 0 (0 + M g).

Matapos ang direksyon ng H pagbabago, ang H at M ay kumikilos sa magkasalungat na direksyon at ang B ay bumababa (bahagi ng curve na "d" sa figure). Ang halaga ng patlang kung saan bumababa ang B sa zero ay tinatawag na puwersang pumipilit ng magnet B H C . Kapag ang magnitude ng inilapat na patlang ay sapat na malaki upang masira ang pagkakaisa ng mga atomic na sandali, sila ay nakatuon sa bagong direksyon ng patlang, at ang direksyon ng M ay baligtad. Ang field value kung saan ito nangyayari ay tinatawag na internal coercive force ng permanent magnet M H C . Kaya, mayroong dalawang magkaibang ngunit magkakaugnay na puwersang mapilit na nauugnay sa isang permanenteng magnet.

Ang figure sa ibaba ay nagpapakita ng pangunahing demagnetization curves iba't ibang materyales para sa permanenteng magnet.

Makikita mula dito na ang mga NdFeB magnet ay may pinakamataas na natitirang induction B r at mapilit na puwersa (parehong kabuuan at panloob, ibig sabihin, tinutukoy nang hindi isinasaalang-alang ang lakas H, sa pamamagitan lamang ng magnetization M).

Mga alon sa ibabaw (ampere).

Ang mga magnetic field ng permanenteng magnet ay maaaring ituring na mga field ng ilang nauugnay na alon na dumadaloy sa kanilang mga ibabaw. Ang mga agos na ito ay tinatawag na Ampere currents. Sa karaniwang kahulugan ng salita, walang mga alon sa loob ng mga permanenteng magnet. Gayunpaman, ang paghahambing ng mga magnetic field ng mga permanenteng magnet at ang mga patlang ng mga alon sa mga coils, iminungkahi ng French physicist na si Ampere na ang magnetization ng isang substance ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng daloy ng microscopic currents, na bumubuo ng mga microscopic closed circuits. At sa katunayan, ang pagkakatulad sa pagitan ng larangan ng isang solenoid at isang mahabang cylindrical magnet ay halos kumpleto: mayroong isang hilaga at polong timog permanenteng magnet at ang parehong mga pole ng solenoid, at ang mga pattern ng kanilang mga linya ng field ay halos magkapareho (tingnan ang figure sa ibaba).

Mayroon bang mga agos sa loob ng magnet?

Isipin natin na ang buong volume ng isang partikular na bar permanenteng magnet (na may libreng anyo cross section) ay puno ng microscopic Ampere currents. Ang isang cross section ng isang magnet na may tulad na mga alon ay ipinapakita sa figure sa ibaba.

Ang bawat isa sa kanila ay may magnetic moment. Sa parehong oryentasyon sa direksyon ng panlabas na patlang, bumubuo sila ng isang resultang magnetic moment na naiiba sa zero. Tinutukoy nito ang pagkakaroon ng isang magnetic field sa maliwanag na kawalan ng iniutos na paggalaw ng mga singil, sa kawalan ng kasalukuyang sa pamamagitan ng anumang cross section ng magnet. Madaling maunawaan na sa loob nito, ang mga alon ng katabing (contacting) na mga circuit ay nabayaran. Tanging ang mga alon sa ibabaw ng katawan, na bumubuo sa ibabaw na kasalukuyang ng isang permanenteng magnet, ay hindi nabayaran. Ang density nito ay lumalabas na katumbas ng magnetization M.

Paano mapupuksa ang paglipat ng mga contact

Ang problema sa paglikha ng isang contactless synchronous machine ay kilala. Ang tradisyonal na disenyo nito na may electromagnetic excitation mula sa mga pole ng rotor na may mga coils ay nagsasangkot ng pagbibigay ng kasalukuyang sa kanila sa pamamagitan ng mga movable contact - mga slip ring na may mga brush. Ang mga disadvantages ng naturang teknikal na solusyon ay kilala: ang mga ito ay mga kahirapan sa pagpapanatili, mababang pagiging maaasahan, at malaking pagkalugi sa paglipat ng mga contact, lalo na pagdating sa mga makapangyarihang turbo at hydrogen generator, ang mga excitation circuit na kumukonsumo ng malaking kuryente.

Kung gumawa ka ng gayong generator gamit ang mga permanenteng magnet, ang problema sa pakikipag-ugnay ay agad na mawawala. Gayunpaman, mayroong isang problema sa maaasahang pangkabit ng mga magnet sa isang umiikot na rotor. Dito maaaring magamit ang karanasang natamo sa paggawa ng traktor. Matagal na silang gumagamit ng inductor generator na may permanenteng magnet na matatagpuan sa mga rotor slots na puno ng low-melting alloy.

Permanenteng magnet na motor

Sa nakalipas na mga dekada, ang mga DC motor ay naging laganap. Ang nasabing yunit ay binubuo ng de-koryenteng motor mismo at isang electronic commutator para sa armature winding nito, na gumaganap ng mga function ng isang kolektor. Ang de-koryenteng motor ay isang kasabay na motor na may mga permanenteng magnet na matatagpuan sa rotor, tulad ng sa Fig. sa itaas, na may nakatigil na armature na paikot-ikot sa stator. Ang electronic switch circuitry ay isang inverter ng direktang boltahe (o kasalukuyang) ng supply network.

Ang pangunahing bentahe ng naturang motor ay ang likas na di-contact nito. Ang partikular na elemento nito ay isang photo-, induction o Hall rotor position sensor na kumokontrol sa operasyon ng inverter.

Sa bahay, sa trabaho, sa sarili mong sasakyan o sa loob pampublikong transportasyon napapaligiran tayo ng pagkakaiba-iba iba't ibang uri magneto. Pinapaandar nila ang mga motor, sensor, mikropono at marami pang karaniwang bagay. Bukod dito, sa bawat lugar, ginagamit ang mga device na may iba't ibang katangian at feature. Sa pangkalahatan, ang mga sumusunod na uri ng mga magnet ay nakikilala:

Anong mga uri ng magnet ang mayroon?

Mga electromagnet. Ang disenyo ng naturang mga produkto ay binubuo ng isang bakal na core kung saan ang mga pagliko ng wire ay nasugatan. Nagsisilbi kuryente na may iba't ibang mga parameter ng magnitude at direksyon, posible na makakuha ng mga magnetic field ng kinakailangang lakas at polarity.

Ang pangalan ng pangkat na ito ng mga magnet ay isang pagdadaglat ng mga pangalan ng mga bahagi nito: aluminyo, nikel at kobalt. Ang pangunahing bentahe ng alnico alloy ay ang hindi maunahang katatagan ng temperatura ng materyal. Ang iba pang mga uri ng magnet ay hindi maaaring ipagmalaki na magagamit sa mga temperatura hanggang sa +550 ⁰ C. Kasabay nito, ang magaan na materyal na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mahinang puwersang pumipilit. Nangangahulugan ito na maaari itong ganap na ma-demagnetize kapag nalantad sa isang malakas na panlabas na magnetic field. Kasabay nito, salamat sa nito abot kayang presyo Ang Alnico ay isang kailangang-kailangan na solusyon sa maraming pang-agham at industriyal na sektor.

Mga modernong magnetic na produkto

Kaya, inayos namin ang mga haluang metal. Ngayon ay lumipat tayo sa kung anong mga uri ng magnet ang mayroon at kung ano ang mga gamit na makikita nila sa pang-araw-araw na buhay. Talagang umiiral malaking uri mga pagpipilian para sa mga katulad na produkto:

1) Mga laruan. Kupido na walang matalas na kupido, Board games, mga disenyong pang-edukasyon - ang mga puwersa ng magnetism ay ginagawang mas kawili-wili at kapana-panabik ang pamilyar na libangan.

2) Mga mount at may hawak. Ang mga kawit at panel ay makakatulong sa iyo na maginhawang ayusin ang iyong espasyo nang walang maalikabok na pag-install at pagbabarena sa mga dingding. Ang permanenteng magnetic force ng mga fastener ay nagpapatunay na kailangang-kailangan sa home workshop, boutique at tindahan. Bilang karagdagan, makakahanap sila ng karapat-dapat na paggamit sa anumang silid.

3) Mga magnet sa opisina. Ginagamit ang mga magnetic board para sa mga pagtatanghal at pagpaplano ng mga pulong, na nagbibigay-daan sa iyo upang malinaw at detalyadong ipakita ang anumang impormasyon. Lumalabas din silang lubhang kapaki-pakinabang sa mga silid-aralan sa paaralan at mga silid-aralan sa unibersidad.

Anong mga uri ng magnet ang mayroon at ano ang kanilang pagkakaiba?

Sa mga modernong aparato, at sa pang-araw-araw na buhay, madalas na ginagamit ang mga magnet. Ang mga ito ay hindi lamang naprosesong ore, ngunit ang mga komposisyon na tiyak na iniayon sa mga partikular na pangangailangan. Ang mga magnet ay ibang-iba, at depende sa layunin, ang komposisyon ng sangkap kung saan ito ginawa ay naiiba. Ang mga magnet ay nahahati ayon sa kanilang komposisyon sa ilang mga kategorya, narito ang ilan sa mga ito:

1. Magnet AlNiCo . Ito ay isa sa mga pinakalumang mga recipe ng magnet. Ito ay napanatili at ginamit mula pa noong ika-apatnapu't taon ng huling siglo at may hindi maikakaila na mga pakinabang. Ang puwersa ng magnetization nito ay napakataas; nawawala ang mga katangian nito sa temperatura na 840 degrees sa itaas ng zero Celsius, na nag-aambag sa malawak na pamamahagi nito. Ang pinakasikat na halimbawa ay magnetic latches sa anyo ng isang horseshoe. Kasama sa mga negatibong tampok ang pagkasira. Kadalasan ang magnet ay gumuho o nasira sa paglipas ng panahon, na lumilikha din ng mga kahirapan sa pagproseso.

2. Mga Ferrite. Ang mga joint na ito ay nilikha mula sa ceramic bonded sa metal. Ang mga positibong katangian ng mga magnet na ito ay kinabibilangan ng kanilang mataas na pagtutol sa kuryente, dahil sa kung saan sila ay ginagamit upang lumikha mga magnetic device para sa pagtatrabaho sa kasalukuyang. Ito rin ay isang napakamurang magnet, ang presyo nito ay ang pinakamababa sa mga kapantay nito. Mga negatibong katangian ito ay kawalang-tatag sa temperatura. Ang isang katulad na komposisyon ay may pang-welding magnet o magnetic square at iba pang mga aparato para sa teknolohiya, dahil mayroon silang kakayahang labanan ang oksihenasyon sa mahabang panahon at may mataas na puwersang pumipilit. Kapag pinoproseso ang materyal na ito, ginagamit ang magnetic equipment upang mas mahusay na maproseso ang ferrite.

3. Magnet SmCo. Ang tambalang ito ay unang ginamit bilang magnet noong dekada ikapitumpu ng huling siglo. Ito ay nagpapakita ng pinakamahusay na mga resulta sa lahat ng mga sukat at nag-iiwan ng mga nakaraang karibal na malayo, ngunit ang halaga ng naturang magnet ay napakataas. Bilang karagdagan sa mataas na presyo, ang mga disadvantages ay kinabibilangan ng hina. Ang ganitong mga magnet ay ginagamit kung saan ang presyo ay isang pangalawang kadahilanan. Ang mga ito ay maaaring switchable magnet sa pagmamanupaktura o militar application.

4. NdFeB magnet. Ito ay isang uri ng kompromiso. Ang mga katangian nito ay mas malapit hangga't maaari sa mahusay na mga resulta SmCo, ngunit mayroon itong mas mababang presyo. Upang makamit ang gayong mga resulta, ang magnet ay dapat gawin sa isang vacuum na kapaligiran, at pagkatapos ay nakapaloob sa isang shell ng zinc o tanso. SA negatibong aspeto mababang temperatura Curie, iyon ay, ang temperatura kung saan ang komposisyon ay nawawala ang mga magnetic na katangian nito. Gayunpaman, ito ay maaaring itama sa pamamagitan ng pagdaragdag ng cobalt, ngunit ito ay makabuluhang tataas ang presyo. Sa totoong buhay, ang gayong mga magnet ay madalas na matatagpuan sa mga kagamitan sa computer.

5. Mga magnet na polimer. Ang mga naturang sangkap ay nilikha gamit ang natural o chemically created magnetic powder at metal ay idinagdag dito. Ang mga positibong katangian ng materyal na ito ay kinabibilangan ng maaasahang paglaban sa mekanikal na stress at ang magnet ay maaaring bigyan ng anumang hugis. Sa negatibong panig, ang mga pagbabasa ay medyo mababa sa lahat ng mga sukat. Ang mga katangian ng naturang magnet ay kahawig ng isang nagbubuklod na materyal.

Ang pagpili ng magnet ay batay sa kung ano ang nilayon nito. Sa ngayon, ang bawat tambalan ay matatag na naitatag ang sarili sa angkop na lugar nito sa merkado at sa produksyon. Para sa indibidwal na paggamit dapat kang pumili ng mas murang mga varieties na nagpapanatili ng lahat ng kanilang mga ari-arian sa isang domestic na kapaligiran, at kapag ginamit sa malalaking dami, pumili ng kumbinasyon ng kompromiso o sandalan pabor sa kalidad, kahit na sa isang napalaki na presyo.

Mayroong dalawang pangunahing uri ng magnet: permanente at electromagnets. Maaari mong matukoy kung ano ang isang permanenteng magnet batay sa mga pangunahing katangian nito. Nakuha ng permanenteng magnet ang pangalan nito dahil palaging "naka-on" ang magnetism nito. Bumubuo ito ng sarili nitong magnetic field, hindi tulad ng electromagnet, na gawa sa wire na nakabalot sa isang iron core at nangangailangan ng kasalukuyang daloy upang lumikha ng magnetic field.

Jpg?x15027" alt="Permanent magnet" width="600" height="462">!}

Permanenteng magnet

Kasaysayan ng pag-aaral ng magnetic properties

Ilang siglo na ang nakalilipas, natuklasan ng mga tao na ang ilang mga uri mga bato may mga orihinal na katangian: naaakit sila sa mga bagay na bakal. Ang pagbanggit ng magnetite ay matatagpuan sa mga sinaunang kasaysayan ng kasaysayan: higit sa dalawang libong taon na ang nakalilipas sa European at mas maaga sa mga East Asian. Sa una ito ay itinuturing na isang kakaibang bagay.

Nang maglaon, ginamit ang magnetite para sa pag-navigate, na natuklasan na ito ay may posibilidad na sumakop sa isang tiyak na posisyon kapag binigyan ng kalayaang umikot. Siyentipikong pananaliksik na isinagawa ni P. Peregrine noong ika-13 siglo, ay nagpakita na ang bakal ay maaaring makakuha ng mga katangiang ito pagkatapos na kuskusin ng magnetite.

Ang mga bagay na may magnet ay may dalawang pole: "hilaga" at "timog," na may kaugnayan sa magnetic field ng Earth. Tulad ng natuklasan ni Peregrine, hindi posible na ihiwalay ang isa sa mga pole sa pamamagitan ng pagputol ng isang fragment ng magnetite sa dalawa - ang bawat indibidwal na fragment ay nauwi sa sarili nitong pares ng mga pole.

Alinsunod sa mga konsepto ngayon, ang magnetic field ng mga permanenteng magnet ay ang nagresultang oryentasyon ng mga electron sa isang direksyon. Ilang uri lamang ng mga materyales ang nakikipag-ugnayan sa mga magnetic field, ang isang makabuluhang mas maliit na bilang ng mga ito ay may kakayahang mapanatili ang isang pare-parehong MP.

Mga katangian ng permanenteng magnet

Ang mga pangunahing katangian ng mga permanenteng magnet at ang patlang na nilikha nila ay:

• ang pagkakaroon ng dalawang poste;
• ang magkasalungat na mga pole ay umaakit, at tulad ng mga pole na nagtataboy (tulad ng mga positibo at negatibong singil);
• Ang magnetic force ay hindi mahahalata na kumakalat sa kalawakan at dumadaan sa mga bagay (papel, kahoy);
• Ang isang pagtaas sa intensity ng MF ay sinusunod malapit sa mga pole.

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/2-3-600x364.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2018/03/2-3-768x466..jpg 120w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/2-3.jpg 860w" sizes=" (max-width: 600px) 100vw, 600px">

Pakikipag-ugnayan ng mga magnetic pole

Ang mga permanenteng magnet ay sumusuporta sa MP nang walang panlabas na tulong. Depende sa kanilang mga magnetic na katangian, ang mga materyales ay nahahati sa mga pangunahing uri:

• ferromagnets – madaling ma-magnetize;
• paramagnetic na materyales - ay na-magnetize na may malaking kahirapan;
• Diamagnets - may posibilidad na sumasalamin sa mga panlabas na magnetic field sa pamamagitan ng pag-magnetize sa kabaligtaran na direksyon.

Mahalaga! Ang malambot na magnetic na materyales tulad ng bakal ay nagsasagawa ng magnetism kapag nakakabit sa isang magnet, ngunit ito ay hihinto kapag ito ay tinanggal. Ang mga permanenteng magnet ay ginawa mula sa mga hard magnetic na materyales.

Paano gumagana ang isang permanenteng magnet?

Ang kanyang trabaho ay tumatalakay sa atomic structure. Ang lahat ng ferromagnets ay lumikha ng isang natural, kahit na mahina, magnetic field dahil sa mga electron na nakapalibot sa nuclei ng mga atomo. Ang mga grupong ito ng mga atom ay nagagawang i-orient ang kanilang mga sarili sa parehong direksyon at tinatawag na magnetic domain. Ang bawat domain ay may dalawang pole: hilaga at timog. Kapag ang isang ferromagnetic na materyal ay hindi na-magnetize, ang mga rehiyon nito ay nakatuon sa mga random na direksyon, at ang kanilang mga magnetic field ay magkakansela sa isa't isa.

Upang lumikha ng mga permanenteng magnet, ang mga ferromagnets ay pinainit sa napakataas na temperatura. mataas na temperatura at nakalantad sa malakas na panlabas na MF. Ito ay humahantong sa katotohanan na ang mga indibidwal na magnetic domain sa loob ng materyal ay nagsisimulang i-orient ang kanilang mga sarili sa direksyon ng panlabas na magnetic field hanggang ang lahat ng mga domain ay nakahanay, na umaabot sa punto ng magnetic saturation. Pagkatapos ay pinalamig ang materyal at ang mga nakahanay na domain ay naka-lock sa posisyon. Kapag naalis na ang panlabas na MF, pananatilihin ng mga hard magnetic material ang karamihan sa kanilang mga domain, na lumilikha ng permanenteng magnet.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/3-1.jpg 663w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Produksyon ng mga permanenteng magnet

Mga katangian ng permanenteng magnet

1. Ang magnetic force ay nailalarawan sa pamamagitan ng natitirang magnetic induction. Itinalagang Br. Ito ang puwersa na nananatili pagkatapos ng pagkawala ng panlabas na MP. Sinusukat sa mga pagsusulit (T) o gauss (G);
2. Coercivity o paglaban sa demagnetization - Ns. Sinusukat sa A/m. Ipinapakita kung ano dapat ang panlabas na lakas ng magnetic field upang ma-demagnetize ang materyal;
3. Pinakamataas na enerhiya – BHmax. Kinakalkula sa pamamagitan ng pag-multiply ng remanent magnetic force Br at coercivity Hc. Sinusukat sa MGSE (megaussersted);
4. Temperature coefficient ng natitirang magnetic force – Тс ng Br. Nailalarawan ang pag-asa ng Br sa halaga ng temperatura;
5. Tmax – pinakamataas na halaga temperatura kung saan ang mga permanenteng magnet ay nawawala ang kanilang mga katangian na may posibilidad ng reverse recovery;
6. Ang Tcur ay ang pinakamataas na halaga ng temperatura kung saan ang magnetic na materyal ay hindi maibabalik ang mga katangian nito. Ang tagapagpahiwatig na ito ay tinatawag na temperatura ng Curie.

Ang mga indibidwal na katangian ng magnet ay nagbabago depende sa temperatura. Sa iba't ibang kahulugan temperatura, iba't ibang uri ng magnetic materials ang gumagana nang iba.

Mahalaga! Ang lahat ng permanenteng magnet ay nawawalan ng porsyento ng magnetism habang tumataas ang temperatura, ngunit may sa iba't ibang bilis depende sa kanilang uri.

Mga uri ng permanenteng magnet

Mayroong limang uri ng permanenteng magnet, na ang bawat isa ay ginawa sa iba't ibang paraan gamit ang mga materyales na may iba't ibang mga katangian:

• alnico;
• ferrites;
• rare earth SmCo batay sa cobalt at samarium;
• neodymium;
• polimer.

Alnico

Ang mga ito ay permanenteng magnet na binubuo pangunahin ng isang kumbinasyon ng aluminyo, nikel at kobalt, ngunit maaari ring kasama ang tanso, bakal at titanium. Dahil sa mga katangian ng alnico magnets, maaari silang gumana sa pinakamataas na temperatura habang pinapanatili ang kanilang magnetism, ngunit mas madali silang mag-demagnetize kaysa sa ferrite o rare earth SmCo. Sila ang kauna-unahang mass-produce na permanenteng magnet, na pinapalitan ang magnetized na mga metal at mamahaling electromagnets.

Jpg?x15027" alt="Mga magnet sa mga de-koryenteng motor" width="600" height="331">!}

Mga magnet sa mga de-koryenteng motor

Application:

• mga de-koryenteng motor;
• paggamot sa init;
• bearings;
• mga sasakyan sa aerospace;
• kagamitang militar;
• mataas na temperatura loading at alwas kagamitan;
• mga mikropono.

Mga Ferrite

Upang gumawa ng ferrite magnets, na kilala rin bilang ceramic, strontium carbonate at iron oxide ay ginagamit sa ratio na 10/90. Ang parehong mga materyales ay sagana at matipid na magagamit.

Dahil sa kanilang mababang gastos sa produksyon, paglaban sa init (hanggang sa 250°C) at kaagnasan, ang ferrite magnet ay isa sa pinakasikat na magnet para sa pang-araw-araw na paggamit. Mayroon silang mas malaking panloob na coercivity kaysa sa alnico, ngunit mas kaunting lakas ng magnetic kaysa sa kanilang mga katapat na neodymium.

Application:

• sound speaker;
• sistema ng seguridad;
• malalaking plate magnet para sa pag-alis ng kontaminasyon ng bakal mula sa mga linya ng proseso;
• mga de-koryenteng motor at generator;
• mga medikal na instrumento;
• pag-aangat ng mga magnet;
• marine search magnets;
• mga device batay sa pagpapatakbo ng eddy currents;
• mga switch at relay;
• preno

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/5-1-600x259.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2018/03/5-1.jpg 768w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Magnet sa sound speaker

Rare Earth SmCo Magnets

Ang mga kobalt at samarium magnet ay gumagana sa isang malawak na hanay ng temperatura, may mataas na koepisyent ng temperatura at mataas na paglaban sa kaagnasan. Ang uri na ito ay nagpapanatili ng mga magnetic na katangian kahit na sa mga temperatura na mas mababa sa absolute zero, na ginagawa itong popular para sa paggamit sa mga cryogenic na application.

Application:

• teknolohiya ng turbo;
• pump couplings;
• basa na kapaligiran;
• mataas na temperatura na mga aparato;
• miniature electric racing cars;
• radio-electronic na mga aparato para sa pagpapatakbo sa mga kritikal na kondisyon.

Neodymium magnet

Ang pinakamalakas na umiiral na magnet, na binubuo ng isang haluang metal ng neodymium, iron at boron. Salamat sa kanila napakalaking kapangyarihan, kahit na ang mga maliliit na magnet ay epektibo. Nagbibigay ito ng kakayahang magamit. Ang bawat tao ay palaging malapit sa isa sa mga neodymium magnet. Ang mga ito ay, halimbawa, sa isang smartphone. Ang paggawa ng mga de-koryenteng motor, kagamitang medikal, at radio electronics ay umaasa sa napakalakas na neodymium magnet. Dahil sa kanilang ultra-strength, napakalaking magnetic force at paglaban sa demagnetization, posible ang mga sample na hanggang 1 mm.

Png?.png 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/6-1.png 754w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Neodymium magnet na may iba't ibang hugis

Application:

• mga hard disk;
• mga device na gumagawa ng tunog – mga mikropono, acoustic sensor, headphone, loudspeaker;
• prostheses;
• magnetically coupled pump;
• mga pagsasara ng pinto;
• mga makina at generator;
• mga kandado sa alahas;
• MRI scanner;
• magnetic therapy;
• Mga sensor ng ABS sa mga kotse;
• kagamitan sa pag-aangat;
• magnetic separator;
• reed switch, atbp.

Mga magnet na polimer

Ang mga flexible magnet ay naglalaman ng mga magnetic particle sa loob ng isang polymer binder. Ginagamit para sa mga natatanging aparato kung saan imposible ang pag-install ng mga solidong analogue.

Application:

• display advertising – mabilis na pag-aayos at mabilis na pagtanggal sa mga eksibisyon at kaganapan;
• palatandaan Sasakyan, mga panel ng paaralang pang-edukasyon, mga logo ng kumpanya;
• mga laruan, palaisipan at laro;
• masking ibabaw para sa pagpipinta;
• mga kalendaryo at magnetic bookmark;
• mga seal ng bintana at pinto.

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/7-1-600x449.jpg?x15027" alt="Polymer magneto" width="600" height="449">!}

Mga magnet na polimer

Karamihan sa mga permanenteng magnet ay malutong at hindi dapat gamitin bilang mga bahagi ng istruktura. Ginagawa ang mga ito sa mga karaniwang anyo: mga singsing, rod, disk, at mga indibidwal: trapezoid, arc, atbp. Ang mga neodymium magnet, dahil sa mataas na nilalaman ng bakal, ay madaling kapitan ng kaagnasan, kaya pinahiran sila ng nikel, hindi kinakalawang na asero, Teflon, titan, goma at iba pang mga materyales.

Video