Što je magnet?
Magnet je materijal koji na sebe djeluje očiglednom silom bez fizičkog kontakta s drugim materijalima. Ta se sila naziva magnetizmom. Magnetska sila može privlačiti ili odbijati. Većina poznatih materijala sadrži određenu magnetsku silu, ali je magnetska sila u tim materijalima vrlo mala. Za neke je materijale magnetska sila vrlo velika pa se ti materijali nazivaju magnetima. Sama Zemlja također je ogroman magnet.
Na svim magnetima postoje dvije točke u kojima je magnetska sila najveća. Poznati su kao polovi. Na pravokutnom šipkastom magnetu polovi su ravno jedan preko drugog. Zovu se Sjeverni pol ili sjeverni pol i Južni pol ili južni pol.
Magnet se može jednostavno napraviti tako da se uzme postojeći magnet i njime se trlja komad metala. Ovaj metalni komad koji se koristi mora se neprestano trljati u jednom smjeru. Zbog toga se elektroni u tom metalnom komadu počnu vrtjeti u istom smjeru. Električna struja također može stvarati magnete. Budući da je elektricitet tok elektrona, kada se pokretni elektroni kreću u žici, oni sa sobom nose isti učinak kao i elektroni koji se okreću oko atomske jezgre. Ovo se zove elektromagnet.
Zbog načina na koji su njihovi elektroni raspoređeni, metali nikal, kobalt, željezo i čelik čine vrlo dobre magnete. Ti metali mogu zauvijek ostati magneti nakon što postanu magneti. Stoga nose naziv tvrdi magneti. Međutim, ovi metali i drugi mogu se privremeno ponašati kao magneti ako su bili izloženi ili su se približili tvrdom magnetu. Tada nose naziv meki magneti.
Kako djeluje magnetizam
Magnetizam se javlja kada se sićušne čestice koje se nazivaju elektroni kreću na neki način. Sva je materija sastavljena od jedinica koje se nazivaju atomi, a koje se pak sastoje od elektrona i drugih čestica, a to su neutroni i protoni. Ti elektroni imaju tendenciju rotirati oko jezgre, koja sadrži druge gore spomenute čestice. Sićušna magnetska sila uzrokovana je rotacijom ovih elektrona. U nekim slučajevima, mnogo elektrona u objektu rotira u jednom smjeru. Rezultat svih tih sićušnih magnetskih sila od elektrona je veliki magnet.
Priprema praha
Prikladne količine željeza, bora i neodimija zagrijavaju se da se tale pod vakuumom ili u indukcijskoj peći za taljenje pomoću inertnog plina. Upotreba vakuuma služi za sprječavanje kemijskih reakcija između materijala koji se tale i zraka. Kada se rastaljena legura ohladi, lomi se i drobi tvoreći male metalne trake. Nakon toga se mali komadići usitnjavaju i drobe u fini prah promjera od 3 do 7 mikrona. Novonastali prah vrlo je reaktivan i može izazvati paljenje u zraku te se mora držati podalje od izlaganja kisiku.
Izostatičko zbijanje
Proces izostatičkog zbijanja naziva se i prešanje. Metal u prahu se uzima i postavlja u kalup. Ovaj kalup se također naziva kalup. Kako bi materijal u prahu bio u liniji s česticama praha, djeluje magnetska sila, a tijekom razdoblja primjene magnetske sile, koriste se hidraulički cilindri da ga se potpuno sabije unutar 0,125 inča (0,32 cm) od planiranog debljina. Visoki tlakovi se obično koriste od 10 000 psi do 15 000 psi (70 MPa do 100 MPa). Ostali dizajni i oblici proizvode se stavljanjem tvari u hermetički zatvorenu vakuumsku posudu prije nego što se pritiskom plina prešaju u željeni oblik.
Većina materijala, primjerice drvo, voda i zrak, imaju magnetska svojstva koja su vrlo slaba. Magneti vrlo snažno privlače predmete koji sadrže prethodne metale. Oni također privlače ili odbijaju druge tvrde magnete kada se približe. Ovaj rezultat je zato što svaki magnet ima dva suprotna pola. Južni polovi privlače sjeverne polove drugih magneta, ali odbijaju druge južne polove i obrnuto.
Proizvodnja magneta
Najčešća metoda koja se koristi u proizvodnji magneta naziva se metalurgija praha. Budući da se magneti sastoje od različitih materijala, procesi njihove proizvodnje također su različiti i jedinstveni sami po sebi. Na primjer, elektromagneti se izrađuju tehnikama lijevanja metala, dok se fleksibilni trajni magneti proizvode u procesima koji uključuju ekstruziju plastike u kojoj se sirovine miješaju na toplini prije nego što se proguraju kroz otvor pod uvjetima ekstremnog tlaka. Ispod je proces proizvodnje magneta.
O svim ključnim i važnim aspektima odabira magneta potrebno je razgovarati s inženjerskim i proizvodnim timovima. Proces magnetiziranja u procesu proizvodnje magneta, do ove točke, materijal je komad komprimiranog metala. Iako je tijekom procesa izostatičkog prešanja djelovala na magnetsku silu, sila nije donijela magnetski učinak na materijal, samo je poredala rastresite čestice praha. Komad se postavlja između polova jakog elektromagneta i zatim usmjerava u željenom smjeru magnetizacije. Nakon što se elektromagnet napaja, magnetska sila poravnava magnetske domene unutar materijala, čineći komad vrlo jakim trajnim magnetom.
Zagrijavanje materijala
Nakon procesa izostatičkog zbijanja komad metalnog praha se odvaja od matrice i stavlja u peć. Sinteriranje je proces ili metoda dodavanja topline komprimiranim metalima u prahu kako bi se kasnije pretvorili u spojene, čvrste metalne dijelove.
Proces sinteriranja uglavnom se sastoji od tri faze. Tijekom procesa početne faze, komprimirani materijal se zagrijava na vrlo niskim temperaturama kako bi se uklonila sva vlaga ili sve zagađujuće tvari koje su mogle biti zarobljene tijekom procesa izostatičkog zbijanja. Tijekom druge faze sinteriranja dolazi do porasta temperature do oko 70-90% tališta legure. Temperatura se zatim tamo održava nekoliko sati ili dana kako bi se male čestice uskladile, povezale i spojile. Završna faza sinteriranja je kada se materijal hladi vrlo sporo u kontroliranim temperaturnim porastima.
Žarenje materijala
Nakon procesa zagrijavanja dolazi proces žarenja. Tada se sinterirani materijal podvrgava još jednom korak po korak kontroliranom procesu zagrijavanja i hlađenja kako bi se otklonila bilo koja ili sva zaostala naprezanja koja su ostala unutar materijala i učinila ga jačim.
Magnetna završna obrada
Gore navedeni sinterirani magneti sastoje se od određene razine ili stupnja strojne obrade, u rasponu od glatkog i paralelnog brušenja ili oblikovanja manjih dijelova od blok magneta. Materijal od kojeg je napravljen magnet je vrlo tvrd i krt (Rockwell C 57 do 61). Stoga ovaj materijal treba dijamantne kotače za procese rezanja, a također se koriste i za abrazivne kotače za procese mljevenja. Proces rezanja može se izvesti s velikom preciznošću i obično uklanja potrebu za postupkom mljevenja. Gore spomenuti procesi moraju se provoditi vrlo pažljivo kako bi se smanjilo lomljenje i pucanje.
Postoje slučajevi u kojima je konačna struktura ili oblik magneta vrlo pogodan za obradu s oblikovanim dijamantnim brusnim kotačem poput štruce kruha. Krajnji rezultat u konačnom obliku prolazi kroz brusnu ploču, a brusna ploča daje točne i precizne dimenzije. Žareni proizvod je toliko blizak gotovom obliku i dimenzijama da se želi izraditi. Gotovo neto oblik je naziv koji se obično daje ovom stanju. Posljednji i završni proces strojne obrade uklanja sav višak materijala i daje vrlo glatku površinu gdje je to potrebno. Na kraju, kako bi se zapečatila površina, materijal se premazuje zaštitnim premazom.
Postupak magnetiziranja
Magnetiziranje slijedi proces završne obrade, a kada je proces proizvodnje gotov, magnet treba napuniti kako bi proizveo vanjsko magnetsko polje. Da bi se to postiglo, koristi se solenoid. Solenoid je šuplji cilindar u koji se mogu staviti magneti različitih veličina i oblika ili se pomoću učvršćenja solenoid izrađuje da daje različite magnetske uzorke ili dizajne. Kako bi se izbjeglo rukovanje i sastavljanje ovih snažnih magneta u njihovim magnetiziranim uvjetima, veliki sklopovi se mogu magnetizirati . Treba uzeti u obzir zahtjeve magnetizirajućeg polja, koji su vrlo značajni.
Vrijeme objave: 5. srpnja 2022