Kaj je magnet?
Magnet je material, ki nanj izvaja očitno silo brez fizičnega stika z drugimi materiali.Ta sila se imenuje magnetizem.Magnetna sila lahko privlači ali odbija.Večina znanih materialov vsebuje nekaj magnetne sile, vendar je magnetna sila v teh materialih zelo majhna.Pri nekaterih materialih je magnetna sila zelo velika, zato te materiale imenujemo magneti.Tudi sama zemlja je ogromen magnet.
Na vseh magnetih sta dve točki, kjer je magnetna sila največja.Znani so kot poli.Na pravokotnem paličastem magnetu sta pola neposredno drug čez drugega.Imenujejo se severni pol ali severni pol in južni pol ali južni pol.
Magnet lahko preprosto naredite tako, da vzamete obstoječ magnet in z njim podrgnete kos kovine.Uporabljeni kovinski kos je treba nenehno drgniti v eno smer.Zaradi tega se začnejo elektroni v tem kovinskem kosu vrteti v isto smer.Električni tok lahko ustvari tudi magnete.Ker je elektrika tok elektronov, ko se mobilni elektroni premikajo po žici, nosijo s seboj enak učinek kot elektroni, ki se vrtijo okoli atomskega jedra.To se imenuje elektromagnet.
Zaradi razporeditve elektronov so kovine nikelj, kobalt, železo in jeklo zelo dobri magneti.Te kovine lahko ostanejo magneti za vedno, ko postanejo magneti.Zato nosijo ime trdi magneti.Vendar pa se te kovine in druge lahko začasno obnašajo kot magneti, če so bile izpostavljene ali se približale trdemu magnetu.Potem nosijo ime mehki magneti.
Kako deluje magnetizem
Magnetizem se pojavi, ko se drobni delci, imenovani elektroni, premikajo na nek način.Vsa snov je sestavljena iz enot, imenovanih atomi, ki so nato sestavljeni iz elektronov in drugih delcev, ki so nevtroni in protoni.Ti elektroni se nagibajo k vrtenju okoli jedra, ki vsebuje druge zgoraj omenjene delce.Majhna magnetna sila je posledica rotacije teh elektronov.V nekaterih primerih se veliko elektronov v predmetu vrti v eno smer.Rezultat vseh teh drobnih magnetnih sil elektronov je velik magnet.
Priprava praška
Ustrezne količine železa, bora in neodija se segrejejo, da se talijo v vakuumu ali v indukcijski talilni peči z uporabo inertnega plina.Uporaba vakuuma je namenjena preprečevanju kemičnih reakcij med talilnimi materiali in zrakom.Ko se staljena zlitina ohladi, se zlomi in zdrobi v majhne kovinske trakove.Nato se majhni koščki zmeljejo v prah in zdrobijo v fin prah s premerom od 3 do 7 mikronov.Novonastali prah je zelo reaktiven in lahko povzroči vžig v zraku, zato ga je treba zaščititi pred izpostavljenostjo kisiku.
Izostatično zbijanje
Postopek izostatičnega zbijanja imenujemo tudi stiskanje.Kovinski prah se vzame in postavi v kalup.Ta kalup se imenuje tudi matrica.Da bi bil material v prahu v liniji z delci prahu, se izvaja magnetna sila in v času delovanja magnetne sile se uporabijo hidravlični bati, da ga v celoti stisnejo na 0,125 palca (0,32 cm) od načrtovanega. debelina.Visoki tlaki se običajno uporabljajo od 10.000 psi do 15.000 psi (70 MPa do 100 MPa).Druge zasnove in oblike se izdelajo tako, da se snovi dajo v nepredušno vakuumsko posodo, preden se s pritiskom plina stisnejo v želeno obliko.
Večina materialov, na primer les, voda in zrak, ima magnetne lastnosti, ki pa so zelo šibke.Magneti zelo močno privlačijo predmete, ki vsebujejo prejšnje kovine.Prav tako privlačijo ali odbijajo druge trde magnete, ko jih približamo.Ta rezultat je zato, ker ima vsak magnet dva nasprotna pola.Južni poli privlačijo severne pole drugih magnetov, vendar odbijajo druge južne pole in obratno.
Proizvodnja magnetov
Najpogostejša metoda, ki se uporablja pri izdelavi magnetov, se imenuje metalurgija prahu.Ker so magneti sestavljeni iz različnih materialov, so tudi postopki njihove izdelave različni in edinstveni sami po sebi.Na primer, elektromagneti so izdelani s tehnikami litja kovin, medtem ko so prožni trajni magneti izdelani v postopkih, ki vključujejo plastično ekstruzijo, pri kateri se surovine zmešajo na toploti, preden jih potisnejo skozi odprtino pod pogoji ekstremnega tlaka.Spodaj je postopek izdelave magneta.
O vseh ključnih in pomembnih vidikih izbire magnetov je treba razpravljati z inženirskimi in proizvodnimi ekipami.Postopek magnetiziranja v proizvodnih procesih magnetov je do te točke material kos stisnjene kovine.Čeprav je med postopkom izostatičnega stiskanja delovala na magnetno silo, sila ni prinesla magnetnega učinka na material, le poravnala je razsute delce prahu.Košček pripeljemo med poloma močnega elektromagneta in ga nato usmerimo v želeno smer magnetizacije.Ko je elektromagnet pod napetostjo, magnetna sila poravna magnetne domene v materialu, zaradi česar je kos zelo močan trajni magnet.
Ogrevanje materiala
Po postopku izostatičnega zgoščevanja se žlico kovinskega prahu loči od matrice in postavi v peč.Sintranje je postopek ali metoda dodajanja toplote stisnjenim kovinam v prahu, da jih nato pretvorimo v staljene, trdne kovinske kose.
Proces sintranja je v glavnem sestavljen iz treh stopenj.Med postopkom začetne stopnje se stisnjen material segreje pri zelo nizkih temperaturah, da se odstrani vsa vlaga ali vse onesnaževalce, ki so se lahko ujeli med postopkom izostatičnega stiskanja.Med drugo stopnjo sintranja se temperatura dvigne na približno 70-90 % tališča zlitine.Temperatura se nato tam zadržuje nekaj ur ali dni, da se majhni delci ujemajo, vežejo in zlijejo skupaj.Končna stopnja sintranja je, ko se material zelo počasi ohlaja v nadzorovanih temperaturnih korakih.
Žarjenje materiala
Po procesu segrevanja sledi postopek žarjenja.Takrat je sintrani material podvržen še enemu korak za korakom nadzorovanemu procesu segrevanja in ohlajanja, da se odpravijo morebitne ali vse preostale napetosti, ki so ostale v materialu, in postane močnejši.
Končna obdelava z magnetom
Zgoraj navedeni sintrani magneti so sestavljeni iz določene ravni ali stopnje strojne obdelave, od gladkega in vzporednega brušenja do oblikovanja manjših delov iz blok magnetov.Material, iz katerega je izdelan magnet, je zelo trd in krhek (Rockwell C 57 do 61).Zato ta material potrebuje diamantna kolesa za postopke rezanja, uporabljajo pa se tudi za abrazivna kolesa za postopke brušenja.Postopek rezanja je mogoče izvesti z veliko natančnostjo in običajno odpravi potrebo po procesu mletja.Zgoraj omenjene postopke je treba izvajati zelo previdno, da zmanjšate drobljenje in razpoke.
Obstajajo primeri, ko je končna struktura ali oblika magneta zelo ugodna za obdelavo z oblikovanim diamantnim brusilnim kolesom, kot so štruce kruha.Končni rezultat v končni obliki se pripelje mimo brusa in brus zagotavlja točne in natančne mere.Žarjeni izdelek je tako blizu končni obliki in dimenzijam, da ga je zaželeno izdelati.Skoraj neto oblika je ime, ki se običajno daje temu stanju.Zadnji in zadnji postopek strojne obdelave odstrani morebitni odvečni material in ustvari zelo gladko površino, kjer je to potrebno.Nazadnje, da se površina zapre, se materialu nanese zaščitni premaz.
Postopek magnetiziranja
Magnetiziranje sledi končnemu postopku in ko je proizvodni proces končan, je treba magnet napolniti, da ustvari zunanje magnetno polje.Da bi to dosegli, se uporablja solenoid.Solenoid je votli valj, v katerega je mogoče namestiti magnete različnih velikosti in oblik, ali s pritrdilnimi elementi je solenoid oblikovan tako, da daje različne magnetne vzorce ali oblike. Da bi se izognili rokovanju in sestavljanju teh močnih magnetov v njihovih magnetnih pogojih, je mogoče magnetizirati velike sklope .Upoštevati je treba zahteve glede magnetizirajočega polja, ki so zelo velike.
Čas objave: 5. julij 2022