Magnety sú predmety, ktoré majú magnetické pole, ktoré priťahuje určité kovy a iné magnety. Existujú štyri hlavné typy magnetov: permanentné, dočasné, elektromagnety a prirodzené magnety.
Permanentné magnety
Permanentné magnety sú najbežnejším typom magnetov. Môžu si zachovať svoje magnetické vlastnosti na neurčito bez akéhokoľvek vonkajšieho zdroja energie. Príklady zahŕňajú magnety na chladničku a keramické magnety.
Permanentné magnety, čo môžu byť prírodné produkty, známe aj ako prírodné magnety, alebo umelo vyrobené (najsilnejšie magnety súneodýmové magnety), majú široké hysterézne slučky, vysokú koercitivitu, vysokú remanenciu a materiály, ktoré dokážu po zmagnetizovaní udržať konštantný magnetizmus. V aplikáciách permanentné magnety pracujú v hlbokej magnetickej saturácii a druhej kvadrantovej demagnetizačnej časti magnetosférickej slučky po magnetizácii. Permanentné magnety by mali mať čo najvyššiu koercitivitu Hc, remanenciu Br a maximálny produkt magnetickej energie (BH) m, aby sa zabezpečilo maximálne ukladanie magnetickej energie a stabilný magnetizmus.
Existuje niekoľko typov permanentných magnetov
1. Neodymové magnety
Neodymové magnetysú permanentné magnety neodýmu, železa, bóru a iných prvkov. Majú extrémne vysoké produkty magnetickej energie a donucovaciu silu a sú jedným z najsilnejších materiálov s permanentnými magnetmi na svete.
2. Magnety SmCo
SmCo magnetje typ materiálu s permanentnými magnetmi vzácnych zemín, vyrobený zo samária (Sm) a kobaltu (Co) ako hlavných zložiek, prostredníctvom procesu práškovej metalurgie. Má produkt s vysokou magnetickou energiou, vysokú koercitívnu silu a dobrú teplotnú stabilitu, čo mu umožňuje udržiavať dobré magnetické vlastnosti v prostredí s vysokou teplotou.
3. AlNiCo magnety
AlNiCo magnetysú zložené z guľových prvkov. Tento materiál je široko používaný ako permanentný magnet vďaka svojej vysokej koercitívnej sile a dobrým magnetickým vlastnostiam. Zliatina železa pozostávajúca hlavne z hliníka (Al), niklu (Ni), kobaltu (Co), železa a iného stopového zlata.
4. Spekané ferity
Spekané ferity sú typom magnetického materiálu vyrobeného spekaním oxidu železa (hlavne Fe₂O3) a iných oxidov kovov (ako je BaO, SrO atď.) prostredníctvom keramického procesu. Patrí k tvrdému magnetickému materiálu, má vysoký produkt magnetickej energie a koercitívnu silu a dokáže udržať magnetizmus po výpadku napájania.
5. Gumový magnet
A gumový magnetje mäkký, elastický a otočný magnet vyrobený zmiešaním prášku magnetického materiálu (ako je ferit alebo NdFeB) s flexibilnými materiálmi, ako je guma alebo plast, a potom vytláčaním, kalandrovaním, vstrekovaním a inými procesmi. Umožňuje jeho spracovanie do rôznych tvarov a veľkostí a má určitú elasticitu a mäkkosť.
Klasifikácia procesov s permanentnými magnetmi
1. Viazaný NdFeB
Lepený NdFeB je magnet vyrobený zmiešaním magnetického prášku NdFeB a spojiva lisovaním alebo vstrekovaním. Lepené magnety majú vysokú rozmerovú presnosť a možno z nich vyrobiť magnetické komponenty s pomerne zložitými tvarmi. Majú tiež vlastnosti jednorazového tvarovania a viacpólovej orientácie.
2. Spekaný NdFeB
Spekaný NdFeB je vysokovýkonný materiál s permanentnými magnetmi, zložený hlavne z prvku vzácnych zemín Nd, prechodného kovu železa a nekovového prvku bóru. Vyrába sa procesom práškovej metalurgie, vrátane krokov miešania, tavenia, drvenia, lisovania, spekania a tepelného spracovania týchto prvkov v špecifickom pomere. Sintrovaný NdFeB má produkty s extrémne vysokou magnetickou energiou, vysokú remanenciu a vysokú koercitivitu a je jedným z najsilnejších materiálov s permanentnými magnetmi, ktoré sú v súčasnosti k dispozícii.
3. Vstrekovaný NdFeB
Vstrekovaný NdFeB je špeciálny materiál s permanentným magnetom NdFeB, ktorý kombinuje výhody technológie vstrekovania a magnetických materiálov NdFeB. Tento materiál sa vyrába zmiešaním magnetického prášku NdFeB s vysokomolekulárnym polymérom a následnou výrobou rôznych komplexných magnetických častí pomocou procesu vstrekovania. Vstrekovaný NdFeB si nielen zachováva vysoké magnetické vlastnosti NdFeB, ale má aj dobrý výkon pri obrábaní a odolnosť proti korózii.
Aplikačné pole permanentného magnetu
Permanentné magnety majú širokú škálu aplikácií a majú vlastnosti udržiavania magnetizmu, takže sa široko používajú v mnohých oblastiach, ktoré pokrývajú viaceré odvetvia a oblasti.
Je široko používaný v rôznych oblastiach, ako je elektronika, elektrotechnika, stroje, doprava, zdravotníctvo a veci dennej potreby. Ako sú permanentné magnety reproduktorov a telefónnych prijímačov; magnetický systém magnetoelektrických meračov; magnetické póly v generátoroch a motoroch s permanentnými magnetmi; permanentné magnetické zariadenia používané v strojárskom priemysle (ako permanentné magnetické skľučovadlá pre povrchové brúsky atď.) a magnetické závesné systémy, magnetické ložiská; magnetické separačné systémy, magnetická separácia rúd, magnetické systémy na čistenie vody, magnetróny, magnetické systémy protónových urýchľovačov atď.
Dočasné magnety
Dočasné magnety, tiež známe ako mäkké magnetické materiály alebo dočasné magnety, dočasné magnety sú vyrobené z feromagnetického materiálu, ktorý možno krátkodobo zmagnetizovať vonkajším magnetickým poľom, ale po odstránení vonkajšieho poľa stratí svoje magnetické vlastnosti. Takéto materiály sa vyznačujú nízkou koercitivitou (tj slabou schopnosťou odolávať demagnetizácii), takže ich magnetický stav sa môže ľahko meniť so zmenami vonkajších podmienok. Medzi bežné dočasné magnety patria klince a kancelárske sponky, ktoré je možné pomocou silných magnetov vybrať alebo premiestniť.
Výkon dočasných magnetov
1. Nízka koercivita: ľahko sa magnetizuje a ľahko demagnetizuje.
2. Vysoká magnetická permeabilita: môže účinne viesť a koncentrovať magnetické pole.
3. Nízka remanencia: Po odstránení vonkajšieho magnetického poľa je remanencia (zvyškový magnetizmus) veľmi nízka.
4. Dobrá vodivosť: Niektoré materiály na dočasné magnety majú tiež dobrú vodivosť.
V akých oblastiach je možné použiť dočasné magnety
Dočasné magnety majú široké uplatnenie v priemysle, technických zariadeniach a každodennom živote, používajú sa najmä na výrobu elektromagnetov, transformátorov a induktorov, senzorov a meracích zariadení, automobilov a letectva, zdravotníckych zariadení atď.
Elektromagnet
Elektromagnety sú dočasné magnety vytvorené prechodom elektriny cez cievku drôtu na vytvorenie silného magnetického poľa. Tento typ magnetu sa používa v mnohých spotrebnej elektronike, ako sú elektromotory a reproduktory. Skladá sa z cievky a železného jadra. Okolo vonkajšej strany železného jadra je navinuté vodivé vinutie zodpovedajúce jeho výkonu. Táto cievka, cez ktorú preteká prúd, je magnetická ako magnet. Nazýva sa aj elektromagnet. Keď prúd prechádza cievkou, okolo železného jadra sa vytvára magnetické pole, vďaka čomu je elektromagnet magnetický. Zvyčajne ho vyrábame do tvaru tyče alebo kopyta, aby sa železné jadro ľahšie zmagnetizovalo. Okrem toho, aby sa elektromagnet demagnetizoval ihneď po vypnutí napájania, na jeho výrobu často používame materiály z mäkkého železa alebo kremíkovej ocele s rýchlejšou demagnetizáciou. Takýto elektromagnet je magnetický, keď je napájanie zapnuté, a magnetizmus zmizne po vypnutí napájania.
Princíp činnosti elektromagnetu
Faradayov zákon elektromagnetickej indukcie hovorí, že keď magnetický tok prechádza slučkou vodiča, v slučke sa generuje indukovaná elektromotorická sila. V elektromagnete, keď prúd prechádza cievkou, vytvára magnetické pole. Toto magnetické pole interaguje so železným jadrom, čo spôsobuje magnetizáciu železného jadra.
Po zmagnetizovaní železného jadra sa z neho stane dočasný magnet so severným a južným pólom. Sila magnetického poľa závisí od veľkosti prúdu, počtu závitov cievky a od materiálu a tvaru jadra.
Keď je jadro elektromagnetu zmagnetizované, priťahuje alebo odpudzuje iné magnetické predmety. Magnetizmus elektromagnetu možno ovládať ovládaním zapnutia a vypnutia prúdu. Keď sa prúd zastaví, magnetické pole zmizne a jadro stratí svoj magnetizmus.
Princíp činnosti elektromagnetu je založený na interakcii medzi prúdom a magnetickým poľom. Táto interakcia umožňuje elektromagnetom hrať dôležitú úlohu v mnohých aplikáciách, ako sú elektromagnetické žeriavy, motory, relé, solenoidové ventily atď.
Aké elektromagnety existujú v živote?
V našom živote je veľa elektromagnetov, ktoré sa široko používajú v elektromagnetických žeriavoch, elektromagnetických zámkoch, elektromagnetických relé, solenoidových ventiloch, reproduktoroch, elektrických hračkách, maglevských vlakoch, generátoroch, telefónoch, automatizačných riadiacich zariadeniach, baliacich strojoch, zdravotníckych zariadeniach, potravinárskych strojoch, textilných strojoch. atď.
Elektromagnety dosahujú rôzne užitočné funkcie riadením intenzity prúdu a magnetického poľa, ako je priťahovanie a odpudzovanie železných predmetov a realizáciou mechanických pohybov, ako je lineárny pohyb, rotácia a kývanie, a zohrávajú nenahraditeľnú úlohu v modernom priemysle a živote.
Prírodné magnety
Prírodné magnety sú tie, ktoré sa prirodzene vyskytujú v prírode a možno ich nájsť v ložiskách železnej rudy. Označujú sa tiež ako magnetit alebo magnetit. Môžu priťahovať magnetické kovy, ako je železo, nikel a kobalt. Nachádzajú sa v zemskej prírode a zvyčajne majú silný magnetizmus. Prírodné magnety sú jedným z prvých magnetických materiálov objavených a používaných ľuďmi.
Prírodné magnety boli objavené a používané ľuďmi v staroveku a majú dôležité uplatnenie v histórii, najmä v oblasti navigácie. Napríklad staroveký čínsky kompas používal na označenie smeru magnetizmus prírodných magnetov.
Na rozdiel od umelých elektromagnetov je magnetizmus prírodných magnetov určený ich vnútornou atómovou štruktúrou a elektronickým usporiadaním a na udržanie magnetizmu nie je potrebné žiadne externé napájanie. Magnetizmus prírodných magnetov je však pomerne slabý a zvyčajne nie je taký silný a nastaviteľný ako umelé elektromagnety.
Hoci väčšina magnetov používaných v moderných technológiách je umelá, prírodné magnety sa stále používajú v niektorých oblastiach, ako napríklad v niektorých typoch vzdelávania a vedeckého výskumu, v remeslách a dekoráciách, vo výrobkoch magnetickej terapie atď., aby sa demonštrovala koncepcia magnetického poľa.
Ako prastarý magnetický materiál majú prírodné magnety nielen významné postavenie v histórii, ale stále majú aj určitú aplikačnú hodnotu v modernej spoločnosti. Hoci ich magnetická sila nie je taká silná ako moderné syntetické permanentné magnety, ich prirodzená krása a jedinečný historický význam im vyniesli miesto vo vzdelávaní, výskume a umení.
Záver
Všetky tieto štyri typy magnetov majú jedinečné vlastnosti a použitie, čo umožňuje ich využitie v rôznych aplikáciách. Či už hľadáte permanentný magnet, dočasný magnet, elektromagnet alebo prírodný magnet, určite nájdete ten, ktorý splní vaše potreby!