Kas ir magnēts?
Magnēts ir materiāls, kas iedarbojas uz to acīmredzamu spēku bez fiziska kontakta ar citiem materiāliem.Šo spēku sauc par magnētismu.Magnētiskais spēks var piesaistīt vai atgrūst.Lielākā daļa zināmo materiālu satur kādu magnētisku spēku, taču magnētiskais spēks šajos materiālos ir ļoti mazs.Dažiem materiāliem magnētiskais spēks ir ļoti liels, tāpēc šos materiālus sauc par magnētiem.Arī pati zeme ir milzīgs magnēts.
Uz visiem magnētiem ir divi punkti, kur magnētiskais spēks ir vislielākais.Tie ir pazīstami kā stabi.Taisnstūra stieņa magnēta stabi atrodas tieši viens otram pāri.Tos sauc par Ziemeļpolu jeb ziemeļpolu un Dienvidpolu jeb Dienvidpolu.
Magnētu var vienkārši izgatavot, paņemot esošu magnētu un berzējot ar to kādu metāla gabalu.Šis izmantotais metāla gabals ir nepārtraukti jāberzē vienā virzienā.Tas liek elektroniem šajā metāla daļā sākt griezties tajā pašā virzienā.Arī elektriskā strāva spēj radīt magnētus.Tā kā elektrība ir elektronu plūsma, tad, kad mobilie elektroni pārvietojas pa vadu, tie nes sev līdzi tādu pašu efektu kā elektroniem, kas griežas ap atoma kodolu.To sauc par elektromagnētu.
Pateicoties to elektronu izvietojumam, metāli niķelis, kobalts, dzelzs un tērauds veido ļoti labus magnētus.Šie metāli var palikt magnēti uz visiem laikiem, kad tie kļūst par magnētiem.Tādējādi nesot nosaukumu cietie magnēti.Tomēr šie metāli un citi metāli īslaicīgi var darboties kā magnēti, ja tie ir pakļauti cietam magnētam vai nonāk pie tā.Tad viņiem ir nosaukums mīkstie magnēti.
Kā darbojas magnētisms
Magnētisms rodas, kad sīkas daļiņas, ko sauc par elektroniem, kaut kādā veidā pārvietojas.Visa viela sastāv no vienībām, ko sauc par atomiem, kas savukārt sastāv no elektroniem un citām daļiņām, kas ir neitroni un protoni.Šiem elektroniem ir tendence griezties ap kodolu, kurā ir pārējās iepriekš minētās daļiņas.Nelielo magnētisko spēku izraisa šo elektronu rotācija.Dažos gadījumos daudzi elektroni objektā griežas vienā virzienā.Visu šo sīko elektronu magnētisko spēku rezultāts ir liels magnēts.
Pulvera sagatavošana
Piemērots daudzums dzelzs, bora un neodīma tiek uzkarsēts, lai izkausētu vakuumā vai indukcijas kausēšanas krāsnī, izmantojot inertu gāzi.Vakuuma izmantošana ir paredzēta, lai novērstu ķīmiskas reakcijas starp kūstošiem materiāliem un gaisu.Kad izkausētais sakausējums ir atdzisis, tas tiek salauzts un sasmalcināts, veidojot mazas metāla sloksnes.Pēc tam mazos gabaliņus saberž un sasmalcina smalkā pulverī, kura diametrs ir no 3 līdz 7 mikroniem.Jaunizveidotais pulveris ir ļoti reaģējošs un spēj izraisīt aizdegšanos gaisā, un tas ir jāglabā prom no skābekļa iedarbības.
Izostatiskā blīvēšana
Izostatiskās blīvēšanas procesu sauc arī par presēšanu.Pulverveida metāls tiek ņemts un novietots veidnē.Šo veidni sauc arī par matricu.Lai pulverveida materiāls būtu vienā līnijā ar pulvera daļiņām, tiek iedarbināts magnētiskais spēks un magnētiskā spēka pielikšanas laikā tiek izmantoti hidrauliskie cilindri, lai to pilnībā saspiestu 0,125 collu (0,32 cm) robežās no plānotā. biezums.Parasti izmanto augstu spiedienu no 10 000 psi līdz 15 000 psi (70 MPa līdz 100 MPa).Citas konstrukcijas un formas tiek ražotas, ievietojot vielas hermētiskā evakuētā traukā, pirms tās ar gāzes spiedienu tiek presētas vēlamajā formā.
Lielākajai daļai materiālu, piemēram, koka, ūdens un gaisa, ir ļoti vājas magnētiskās īpašības.Magnēti ļoti spēcīgi piesaista priekšmetus, kas satur bijušos metālus.Tie piesaista vai atgrūž arī citus cietos magnētus, kad tie tiek tuvināti.Šis rezultāts ir tāpēc, ka katram magnētam ir divi pretēji stabi.Dienvidu poli piesaista citu magnētu ziemeļpolus, bet tie atgrūž citus dienvidu polus un otrādi.
Ražošanas magnēti
Visbiežāk izmantotā metode magnētu ražošanā tiek saukta par pulvermetalurģiju.Tā kā magnēti sastāv no dažādiem materiāliem, arī to izgatavošanas procesi ir atšķirīgi un unikāli paši par sevi.Piemēram, elektromagnēti tiek izgatavoti, izmantojot metāla liešanas paņēmienus, savukārt elastīgie pastāvīgie magnēti tiek ražoti procesos, kas saistīti ar plastmasas ekstrūzijas procesu, kurā izejvielas tiek sajauktas karstumā, pirms tās tiek izspiestas caur atveri ekstremāla spiediena apstākļos.Tālāk ir norādīts magnētu ražošanas process.
Visi būtiskie un svarīgie magnētu izvēles aspekti ir jāapspriež gan ar inženieru, gan ražošanas komandām.Magnetizācijas process magnētu ražošanas procesos, līdz šim materiāls ir saspiesta metāla gabals.Lai gan izostatiskās presēšanas procesā tas tika iedarbināts uz magnētisko spēku, spēks materiālam neradīja magnētisku efektu, tas tikai sarindoja birstošās pulvera daļiņas.Gabals tiek ievietots starp spēcīga elektromagnēta poliem un pēc tam orientēts virzienā, kas paredzēts magnetizācijai.Pēc tam, kad elektromagnēts ir ieslēgts, magnētiskais spēks izlīdzina magnētiskos domēnus materiālā, padarot gabalu par ļoti spēcīgu pastāvīgo magnētu.
Materiāla sildīšana
Pēc izostatiskās sablīvēšanas procesa pulverveida metāla sliedi atdala no presformas un ievieto krāsnī.Saķepināšana ir process vai metode, ar kuru saspiestiem pulverveida metāliem pievieno siltumu, lai pēc tam tos pārveidotu kausētos, cietos metāla gabalos.
Saķepināšanas process galvenokārt sastāv no trim posmiem.Sākotnējā posma procesā saspiestais materiāls tiek uzkarsēts ļoti zemā temperatūrā, lai izvadītu visu mitrumu vai visas piesārņojošās vielas, kas varētu būt ieslodzītas izostatiskās blīvēšanas procesā.Saķepināšanas otrajā posmā temperatūra paaugstinās līdz aptuveni 70-90% no sakausējuma kušanas punkta.Pēc tam tur vairākas stundas vai dienas tur temperatūru, lai mazās daļiņas sakristu, sasaistītos un saplūst kopā.Pēdējais saķepināšanas posms ir tad, kad materiāls tiek atdzesēts ļoti lēni ar kontrolētu temperatūras soli.
Materiāla atkausēšana
Pēc sildīšanas seko atkausēšanas process.Tas ir tad, kad saķepinātajam materiālam tiek veikts vēl viens, pakāpeniski kontrolēts sildīšanas un dzesēšanas process, lai novērstu jebkādu vai visus atlikušos spriegumus, kas palikuši materiālā, un padarītu to stiprāku.
Magnēta apdare
Iepriekš minētie saķepinātie magnēti sastāv no noteikta līmeņa vai pakāpes apstrādes, sākot no to gludas un paralēlas slīpēšanas vai mazāku daļu veidošanas no bloka magnētiem.Materiāls, no kura izgatavots magnēts, ir ļoti ciets un trausls (Rockwell C 57–61).Tāpēc šim materiālam ir nepieciešami dimanta diski griešanas procesos, tos izmanto arī abrazīviem diskiem slīpēšanas procesos.Griešanas procesu var veikt ar lielu precizitāti, un parasti tas novērš nepieciešamību pēc slīpēšanas.Iepriekš minētie procesi ir jāveic ļoti uzmanīgi, lai samazinātu šķembu un plaisāšanu.
Ir gadījumi, kad galīgā magnēta struktūra vai forma ir ļoti piemērota apstrādei ar dimanta slīpripu, piemēram, maizes klaipus.Gala rezultāts galīgajā formā tiek novirzīts garām slīpripai, un slīprips nodrošina precīzus un precīzus izmērus.Atkausētais izstrādājums ir tik tuvu gatavajai formai un izmēriem, ka ir vēlme to izgatavot.Tuva neto forma ir nosaukums, kas parasti tiek dots šim nosacījumam.Pēdējais un pēdējais apstrādes process noņem lieko materiālu un nodrošina ļoti gludu virsmu, kur nepieciešams.Visbeidzot, lai noblīvētu virsmu, materiālam tiek uzklāts aizsargpārklājums.
Magnetizācijas process
Magnetizācija notiek pēc apdares procesa, un, kad ražošanas process ir pabeigts, magnēts ir jāuzlādē, lai radītu ārēju magnētisko lauku.Lai to panāktu, tiek izmantots solenoīds.Solenoīds ir dobs cilindrs, kurā var ievietot dažādu izmēru un formu magnētus vai ar stiprinājumiem ir izveidots solenoīds, lai piešķirtu dažādus magnētiskus rakstus vai dizainus. Lai izvairītos no šo jaudīgo magnētu apstrādes un montāžas to magnetizētajos apstākļos, var magnetizēt lielus mezglus. .Jāņem vērā magnetizācijas lauka prasības, kas ir ļoti būtiskas.
Izlikšanas laiks: 05.07.2022