Magnety jsou předměty, které mají magnetické pole, které přitahuje určité kovy a jiné magnety. Existují čtyři hlavní typy magnetů: permanentní, dočasné, elektromagnety a přirozené magnety.
Permanentní magnety
Permanentní magnety jsou nejběžnějším typem magnetů. Mohou si zachovat své magnetické vlastnosti po neomezenou dobu bez jakéhokoli vnějšího zdroje energie. Příklady zahrnují magnety na ledničku a keramické magnety.
Permanentní magnety, což mohou být přírodní produkty, známé také jako přírodní magnetovce, nebo uměle vyrobené (nejsilnější magnety jsouneodymové magnety), mají široké hysterezní smyčky, vysokou koercitivitu, vysokou remanenci a materiály, které mohou po zmagnetování udržet konstantní magnetismus. V aplikacích pracují permanentní magnety v hluboké magnetické saturaci a druhé kvadrantové demagnetizační části smyčky magnetosféry po magnetizaci. Permanentní magnety by měly mít co nejvyšší koercitivitu Hc, remanenci Br a maximální produkt magnetické energie (BH) m, aby bylo zajištěno maximální uložení magnetické energie a stabilní magnetismus.
Existuje několik typů permanentních magnetů
1. Neodymové magnety
Neodymové magnetyjsou permanentní magnety z neodymu, železa, boru a dalších prvků. Mají extrémně vysoké produkty magnetické energie a donucovací sílu a jsou jedním z nejsilnějších materiálů s permanentními magnety na světě.
2. Magnety SmCo
SmCo magnetje druh materiálu s permanentními magnety vzácných zemin, vyrobený ze samaria (Sm) a kobaltu (Co) jako hlavních složek, prostřednictvím procesu práškové metalurgie. Má vysokou magnetickou energii, vysokou koercitivní sílu a dobrou teplotní stabilitu, což mu umožňuje udržovat dobré magnetické vlastnosti v prostředí s vysokou teplotou.
3. AlNiCo magnety
AlNiCo magnetyjsou složeny z kulových prvků. Tento materiál je široce používán jako permanentní magnet díky své vysoké koercitivní síle a dobrým magnetickým vlastnostem. Slitina železa sestávající hlavně z hliníku (Al), niklu (Ni), kobaltu (Co), železa a dalších stopových prvků zlata.
4. Slinuté ferity
Slinuté ferity jsou typem magnetického materiálu vyrobeného slinováním oxidu železa (hlavně Fe2O3) a jiných oxidů kovů (jako je BaO, SrO atd.) keramickým procesem. Patří k tvrdému magnetickému materiálu, má vysokou magnetickou energii a koercitivní sílu a dokáže udržet magnetismus po výpadku napájení.
5. Gumový magnet
A gumový magnetje měkký, elastický a otočný magnet vyrobený smícháním prášku magnetického materiálu (jako je ferit nebo NdFeB) s pružnými materiály, jako je pryž nebo plast, a poté vytlačováním, kalandrováním, vstřikováním a dalšími procesy. Umožňuje jeho zpracování do různých tvarů a velikostí a má určitou pružnost a měkkost.
Klasifikace procesů s permanentními magnety
1. Vázaný NdFeB
Lepený NdFeB je magnet vyrobený smícháním magnetického prášku NdFeB a pojiva lisováním nebo vstřikováním. Lepené magnety mají vysokou rozměrovou přesnost a lze z nich vyrobit magnetické součástky s poměrně složitými tvary. Mají také vlastnosti jednorázového lisování a vícepólové orientace.
2. Slinutý NdFeB
Slinutý NdFeB je vysoce výkonný materiál s permanentními magnety, složený hlavně z prvku vzácných zemin Nd, přechodného kovu železa a nekovového prvku boru. Vyrábí se procesem práškové metalurgie, včetně kroků míchání, tavení, drcení, lisování, slinování a tepelného zpracování těchto prvků v určitém poměru. Slinutý NdFeB má produkty s extrémně vysokou magnetickou energií, vysokou remanenci a vysokou koercitivitu a je jedním z nejsilnějších materiálů s permanentními magnety, které jsou v současné době k dispozici.
3. Vstřikovaný NdFeB
Vstřikovaný NdFeB je speciální materiál s permanentními magnety NdFeB, který kombinuje výhody technologie vstřikování a magnetických materiálů NdFeB. Tento materiál se vyrábí smícháním magnetického prášku NdFeB s vysokomolekulárním polymerem a následným vytvořením různých složitě tvarovaných magnetických dílů procesem vstřikování. Vstřikovaný NdFeB si nejen zachovává vysoké magnetické vlastnosti NdFeB, ale má také dobrý výkon při obrábění a odolnost proti korozi.
Aplikační pole permanentního magnetu
Permanentní magnety mají širokou škálu aplikací a mají vlastnosti udržování magnetismu, takže jsou široce používány v mnoha oborech, které pokrývají více průmyslových odvětví a oborů.
Je široce používán v různých oblastech, jako je elektronika, elektrotechnika, stroje, doprava, lékařství a předměty denní potřeby. Jako jsou permanentní magnety reproduktorů a telefonních přijímačů; magnetický systém magnetoelektrických měřičů; magnetické póly v generátorech a motorech s permanentními magnety; permanentní magnetická zařízení používaná ve strojírenském průmyslu (jako permanentní magnetická upínače pro plošné brusky atd.) a magnetické závěsné systémy, magnetická ložiska; magnetické separační systémy, magnetická separace rud, magnetické systémy čištění vody, magnetrony, magnetické systémy protonových urychlovačů atd.
Dočasné magnety
Dočasné magnety, také známé jako měkké magnetické materiály nebo dočasné magnety, dočasné magnety jsou vyrobeny z feromagnetického materiálu, který může být na krátkou dobu magnetizován vnějším magnetickým polem, ale po odstranění vnějšího pole ztratí své magnetické vlastnosti. Takové materiály se vyznačují nízkou koercitivitou (tj. slabou schopností odolávat demagnetizaci), takže jejich magnetický stav se může snadno měnit se změnami vnějších podmínek. Mezi běžné dočasné magnety patří hřebíky a kancelářské sponky, které lze zvednout nebo přesunout pomocí silných magnetů.
Výkon dočasných magnetů
1. Nízká koercivita: snadno se magnetizuje a snadno demagnetizuje.
2. Vysoká magnetická permeabilita: může účinně vést a koncentrovat magnetické pole.
3. Nízká remanence: Po odstranění vnějšího magnetického pole je remanence (zbytkový magnetismus) velmi nízká.
4. Dobrá vodivost: Některé materiály pro dočasné magnety mají také dobrou vodivost.
V jakých oborech lze dočasné magnety použít
Dočasné magnety mají širokou škálu aplikací v průmyslu, technických zařízeních a každodenním životě, používají se především k výrobě elektromagnetů, transformátorů a induktorů, senzorů a měřicích zařízení, automobilů a letectví, lékařského vybavení atd.
Elektromagnet
Elektromagnety jsou dočasné magnety vytvořené průchodem elektřiny skrz cívku drátu, aby se vytvořilo silné magnetické pole. Tento typ magnetu se používá v mnoha spotřební elektronice, jako jsou elektromotory a reproduktory. Skládá se z cívky a železného jádra. Kolem vnější strany železného jádra je navinuto vodivé vinutí odpovídající jeho výkonu. Tato cívka, kterou prochází proud, je magnetická jako magnet. Říká se mu také elektromagnet. Když proud prochází cívkou, vytváří se kolem železného jádra magnetické pole, díky kterému je elektromagnet magnetický. Obvykle ho vyrábíme do tvaru tyče nebo kopyta, aby se železné jádro snadněji zmagnetizovalo. Navíc, aby se elektromagnet demagnetizoval ihned po vypnutí napájení, často k jeho výrobě používáme materiály z měkkého železa nebo křemíkové oceli s rychlejší demagnetizací. Takový elektromagnet je magnetický, když je napájení zapnuto, a magnetismus zmizí po vypnutí napájení.
Princip činnosti elektromagnetu
Faradayův zákon elektromagnetické indukce říká, že když magnetický tok prochází smyčkou vodiče, vzniká ve smyčce indukovaná elektromotorická síla. V elektromagnetu, když proud prochází cívkou, vytváří magnetické pole. Toto magnetické pole interaguje s železným jádrem, což způsobuje magnetizaci železného jádra.
Poté, co je železné jádro zmagnetizováno, stane se dočasným magnetem se severním a jižním pólem. Síla magnetického pole závisí na velikosti proudu, počtu závitů cívky a materiálu a tvaru jádra.
Když je jádro elektromagnetu zmagnetizováno, přitahuje nebo odpuzuje jiné magnetické předměty. Magnetismus elektromagnetu lze ovládat ovládáním zapnutí a vypnutí proudu. Když se proud zastaví, magnetické pole zmizí a jádro ztratí svůj magnetismus.
Princip činnosti elektromagnetu je založen na interakci mezi proudem a magnetickým polem. Tato interakce umožňuje elektromagnetům hrát důležitou roli v mnoha aplikacích, jako jsou elektromagnetické jeřáby, motory, relé, solenoidové ventily atd.
Jaké elektromagnety existují v životě?
V našem životě je mnoho elektromagnetů, široce používaných v elektromagnetických jeřábech, elektromagnetických zámcích, elektromagnetických relé, solenoidových ventilech, reproduktorech, elektrických hračkách, maglevských vlacích, generátorech, telefonech, automatizačních řídicích zařízeních, balicích strojích, lékařských zařízeních, potravinářských strojích, textilních strojích. atd.
Elektromagnety dosahují různých užitečných funkcí řízením intenzity proudu a magnetického pole, jako je přitahování a odpuzování železných předmětů a realizací mechanických pohybů, jako je lineární pohyb, rotace a kývání, a hrají nepostradatelnou roli v moderním průmyslu a životě.
Přírodní magnety
Přírodní magnety jsou takové, které se přirozeně vyskytují v přírodě a lze je nalézt v nalezištích železné rudy. Jsou také označovány jako magnetit nebo magnetit. Mohou přitahovat magnetické kovy, jako je železo, nikl a kobalt. Nacházejí se v zemské přírodě a obvykle mají silný magnetismus. Přírodní magnety jsou jedním z prvních magnetických materiálů objevených a používaných lidmi.
Přírodní magnety byly objeveny a používány lidmi ve starověku a mají důležité aplikace v historii, zejména v oblasti navigace. Například starověký čínský kompas používal magnetismus přírodních magnetů k označení směru.
Na rozdíl od umělých elektromagnetů je magnetismus přírodních magnetů určen jejich vnitřní atomovou strukturou a elektronickým uspořádáním a k udržení magnetismu není potřeba žádné externí napájení. Magnetismus přírodních magnetů je však poměrně slabý a obvykle není tak silný a nastavitelný jako umělé elektromagnety.
Ačkoli většina magnetů používaných v moderní technologii je umělá, přírodní magnety se stále používají v některých oblastech, například v některých typech vzdělávání a vědeckého výzkumu, v řemeslech a dekoracích, v produktech pro magnetickou terapii atd. k demonstraci konceptu magnetického pole.
Jako starověký magnetický materiál mají přírodní magnety nejen významné postavení v historii, ale stále mají určitou aplikační hodnotu v moderní společnosti. Přestože jejich magnetická síla není tak silná jako moderní syntetické permanentní magnety, jejich přírodní krása a jedinečný historický význam jim vynesly místo ve vzdělávání, výzkumu a umění.
Závěr
Všechny tyto čtyři typy magnetů mají jedinečné vlastnosti a použití, což umožňuje jejich využití pro řadu různých aplikací. Ať už hledáte permanentní magnet, dočasný magnet, elektromagnet nebo přírodní magnet, určitě najdete ten, který splní vaše potřeby!