مگنت چیست؟

به اطراف نگاه کنید، همه جا آهنرباها را خواهید یافت، زیرا آنها یک مشکل ساده را حل می کنند: آنها می توانند بدون تماس مستقیم اجسام را نگه دارند، حرکت دهند، حس کنند یا از هم جدا کنند. تلفنی که در دست شماست از آهنرباهای ریز برای تامین انرژی اسپیکر و موتور ویبره خود استفاده می کند. درب ماشین شما احتمالاً از چفت های مغناطیسی برای آب بندی آن استفاده می کند. حتی هدفون هایی که ممکن است استفاده کنید برای تولید صدا به آهنربا متکی هستند.

هنگامی که متوجه آهنرباها شدید، نمی توانید آنها را نادیده بگیرید. سنسور سرعت دوچرخه، درب لپ‌تاپ و حتی تسمه‌های نقاله کارخانه‌ای اغلب به مغناطیس وابسته هستند.

بخش مشکل این است که "آهنربا"یک چیز واحد نیست. آهن رباهای ساخته شده از مواد، شکل ها و درجه های مختلف خواص بسیار متفاوتی دارند. درک نحوه عملکرد آنها می تواند به شما در درک بهتر فناوری که هر روز استفاده می کنید کمک کند.

آهنربا چیست؟

آهنربا ماده ای است که میدان مغناطیسی تولید می کند. این میدان مغناطیسی می‌تواند فلزات خاصی مانند آهن را جذب کند و همچنین می‌تواند نیروی فشار یا کشش روی آهن‌رباهای دیگر اعمال کند. هر آهنربا دو سر دارد که به آنها قطب مغناطیسی می گویند: یک قطب شمال و یک قطب جنوب. اگر تا به حال احساس کرده اید که دو آهنربا به هم می چسبند، این میدان مغناطیسی نامرئی را در کار تجربه کرده اید.

قانون اساسی ساده است: قطب های مخالف جذب می شوند، و همانطور که قطب ها دفع می کنند.

آهنرباهای دائمی در مقابل آهنرباهای موقت

همه آهنرباها به یک شکل کار نمی کنند. تفاوت اصلی در مدت زمانی است که آنها مغناطیس خود را حفظ می کنند.

آهنرباهای دائمی، مانند آهنرباهای یخچال شما، میدان مغناطیسی پیوسته خود را تولید می کنند. هنگامی که مغناطیسی می شوند، مغناطیس خود را برای سال ها حفظ می کنند، مگر اینکه توسط دماهای بالا یا نیروهای خارجی قوی آسیب ببینند.

آهنرباهای موقت تنها زمانی که در میدان مغناطیسی قرار دارند، خاصیت مغناطیسی از خود نشان می دهند. گیره کاغذی که به آهنربای یخچال چسبیده به آهنربای موقت تبدیل می شود. آن را بردارید و به سرعت خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهد.

شما می توانید یک آهنربای دائمی را به عنوان یک باتری در نظر بگیرید که همیشه برق دارد. آهنربای موقت مانند دستگاهی است که فقط زمانی کار می کند که به منبع برق وصل شود.

مگنت چگونه کار می کند؟

آهنربا کار می کند زیرا نیروی نامرئی در اطراف خود ایجاد می کند. شما نمی توانید آن را ببینید، اما می توانید نتایج را ببینید: فلز به سمت آن می پرد، یا آهنربا دیگری در جای خود می چسبد.

میدان های مغناطیسی

فضای اطراف آهنربا خالی نیست. پر از تأثیر نامرئی به نام میدان مغناطیسی است. از آهنربا پخش می شود و با دور شدن ضعیف تر می شود. به همین دلیل است که آهنربا از نزدیک قوی احساس می شود، اما از راه دور کار زیادی انجام نمی دهد. این میدان همچنین به همین دلیل است که آهنرباها می توانند از مواد نازکی مانند پلاستیک، رنگ یا شکاف های هوا عبور کنند.

دامنه ها

در داخل برخی از فلزات، گروه های کوچکی از اتم ها مانند آهنرباهای کوچک عمل می کنند. به این گروه ها دامنه می گویند. در اکثر اجسام، دامنه ها در جهات مختلف قرار می گیرند، بنابراین نیروهای آنها خنثی می شوند.

هنگامی که یک فلز مغناطیسی می شود، بسیاری از حوزه ها در یک جهت قرار می گیرند. حالا به جای دعوا با هم کار می کنند. در آن زمان است که ماده مانند یک آهنربای واقعی عمل می کند- و می تواند مواد مغناطیسی دیگر را به شدت جذب کند.

چه موادی مغناطیسی هستند؟

هر فلزی مغناطیسی نیست. در واقع، بیشتر مواد اصلاً به آهنربا نمی‌چسبند. تفاوت به نحوه واکنش اتم های آنها به میدان مغناطیسی مربوط می شود.

مواد فرومغناطیسی

مواد فرومغناطیسی همان موادی هستند که بلافاصله متوجه آن می شوید. آنها به شدت جذب آهنربا می شوند و می توانند خودشان را مغناطیسی کنند. نمونه‌های اصلی آن آهن، نیکل و کبالت به‌علاوه بسیاری از فولادها هستند که حاوی مقدار زیادی آهن هستند. به همین دلیل است که آهنربا ابزار فولادی را می گیرد، اما فویل آلومینیومی را نادیده می گیرد.

پارامغناطیس و دیامغناطیس

مواد پارامغناطیس ضعیف جذب میدان مغناطیسی می شوند، اما اثر آنقدر کوچک است که با یک آهنربای معمولی آن را احساس نمی کنید. مواد دیامغناطیس ضعیف دفع می شوند، همچنین بسیار کوچک هستند که در زندگی روزمره قابل توجه نیستند.

بنابراین اگر چیزی نمی چسبد، به این معنی نیست که "فلز نیست". این معمولاً فقط به این معنی است که فرومغناطیسی نیست، یا پوشش داده شده، رنگ شده یا خیلی دور از قوی ترین میدان آهنربا است.

انواع آهنربا

آهنرباها همه یکسان ساخته نمی شوند. این ماده تعیین می کند که آهنربا چقدر می تواند قوی باشد، چگونه گرما را کنترل می کند و چقدر در برابر رطوبت یا خوردگی دوام می آورد.

آهنرباهای نئودیمیم

اینها قوی ترین آهنرباهای دائمی هستند که معمولاً در بازار موجود هستند. یک کوچکآهنربای نئودیمیوممی تواند مقدار شگفت انگیزی از نیروی مغناطیسی ایجاد کند. آنها آلیاژی از نئودیمیم، آهن و بور هستند. می‌توانید آن‌ها را در برنامه‌های-با کارایی بالا بیابید: موتورهای قدرتمند در وسایل نقلیه و ابزارهای الکتریکی، بلندگوهای کوچک، و{3}}تجهیزات پزشکی با فناوری پیشرفته.

آنها مستعد زنگ زدگی هستند و در برابر دماهای بالا مقاوم نیستند، بنابراین معمولاً برای جلوگیری از خوردگی نیاز به لایه محافظ نیکل یا روی دارند.

آهنرباهای فریت (سرامیک).

آهنرباهای فریت آهنرباهای سیاه و شکننده ای هستند که روی درب یخچال شما یافت می شوند. آنها ارزان و بادوام هستند. آهنرباهای فریت که از اکسید آهن و کربنات استرانسیم یا کربنات باریم ساخته شده اند، به طور قابل توجهی ضعیف تر از آهنرباهای نئودیمیم با همان اندازه هستند. آنها را در بلندگوها، موتورهای ساده و جداکننده های مغناطیسی پیدا خواهید کرد، جایی که اندازه در آنها توجه اولیه نیست. اگرچه به اندازه آهنرباهای نئودیمیم قوی نیستند، اما در محیط های سخت عملکرد خوبی دارند.

آهنرباهای ساماریوم کبالت

به اینها به عنوان یک جایگزین-با عملکرد بالا برای نئودیمیم فکر کنید. آنها تقریباً به همان اندازه قوی هستند اما در دو زمینه برتری دارند: پایداری دمایی شدید و مقاومت در برابر خوردگی.

آن‌ها در محیط‌هایی که درجه حرارت بالا می‌رود، مانند حسگرهای هوافضا یا ابزارهای حفاری چاله، به طور قابل اعتمادی کار می‌کنند. عیب اصلی آنها هزینه بالا و شکنندگی است.

آهنرباهای AlNiCo

آلومینیوم، نیکل و کبالت این ماده مغناطیسی کلاسیک را تشکیل می دهند که قبل از ظهور مواد مغناطیسی جدیدتر بسیار مورد استفاده قرار می گرفت. آهنرباهای Alnico مقاومت خوبی در برابر دمای{1} و قدرت مغناطیسی متوسط ​​دارند، اما مستعد مغناطیس زدایی هستند. ممکن است هنوز آنها را در برخی از پیکاپ های گیتار قدیمی، حسگرها و ابزارهای اندازه گیری خاص پیدا کنید.

چگونه آهنرباها ساخته می شوند

اکثر آهنرباها با عملکرد بالا (مانند NdFeB زینتر شده) مراحل کارخانه را مرحله به مرحله دنبال می کنند. اگر جریان را درک کنید، قضاوت در مورد کیفیت آسان‌تر است-و هنگام سفارش، نوشتن مشخصات مناسب آسان‌تر است.

از مواد اولیه شروع می شود. آلیاژها وزن شده و آماده می شوند، سپس به ذوب منتقل می شوند و در آنجا به یک مخلوط فلزی کنترل شده تبدیل می شوند. پس از آن HP (فرآوری هیدروژن) و فرز جت می آید که مواد را به پودر بسیار ریز تجزیه می کند. این پودر جایی است که عملکرد آهنربا شروع می شود.

مرحله بعدی پردازش است: پودر به شکل فشرده در می آید، اغلب در حالی که یک میدان مغناطیسی قوی به تراز کردن دانه ها کمک می کند. سپس از طریق تف جوشی می گذرد، جایی که گرما پودر را به یک آهنربای جامد متراکم ذوب می کند.

پس از پخت، آهنربا بررسی می شود، سپس به اندازه نهایی ماشینکاری می شود، زیرا آهنرباهای زینتر شده سخت و شکننده هستند. یک پوشش محافظ برای مبارزه با خوردگی اضافه می شود. در نهایت، قطعات از طریق بازرسی نهایی، مغناطیسی و بسته بندی می شوند و سپس برای تحویل ارسال می شوند.

هر مرحله بر قدرت، تحمل و ثبات تأثیر می گذارد، بنابراین آهنرباهای خوبی ساخته می شوند، حدس زده نمی شوند.

زینتر در مقابل آهنرباهای پیوندی

تحمل ها و پوشش ها

پس از پخت یا قالب‌گیری، تناسب{0}}جهان واقعی به تحمل بستگی دارد. آهنربایی که 0.1 میلی‌متر خاموش است می‌تواند باعث شل شدن مجموعه‌ها، مالش یا شکاف‌های هوا شود که نیروی نگه‌دارنده را کاهش می‌دهد. به همین دلیل است که سفارشات OEM معمولاً تحمل اندازه (مانند 0.05 ± میلی متر) را به جای "اندازه استاندارد" مشخص می کنند.

پوشش ها به همان اندازه اهمیت دارند، به ویژه برای NdFeB، که می تواند در هوای مرطوب یا شور خورده شود. انتخاب‌های رایج عبارتند از NiCuNi برای استفاده عمومی، اپوکسی برای محافظت در برابر خوردگی قوی‌تر و روی برای کاربردهای اساسی داخلی. اگر آهنربای شما آب، مواد شیمیایی یا ساییدگی را می بیند، پوشش را بر اساس محیط و نه فقط هزینه انتخاب کنید.

اشکال مگنت معمولی

شکل، بیش از آن چیزی است که مردم انتظار دارند. نحوه "نمایش" میدان مغناطیسی در محصول شما را تغییر می دهد و همچنین میزان آسانی برای نصب یا محافظت آهنربا را تغییر می دهد.

آهنرباهای دیسکی

اینها آهنرباهای مسطح و دایره‌ای هستند که اغلب دارای قطب‌هایی روی وجه‌های صاف هستند. شکل ساده آنها آنها را همه کاره می کند. آنها را در پروژه های صنایع دستی، قفل های کابینت و به عنوان هسته حسگرهای کوچک خواهید یافت.

بلوک آهنربا

بلوک های مستطیلی یک سطح بزرگ و مسطح را برای قدرت نگه داشتن قوی فراهم می کنند. آنها در جیگ های صنعتی، سیستم های نگهدارنده و کیت های آموزشی که در آن به یک گیره پایدار و قدرتمند نیاز است، رایج هستند.

آهنرباهای حلقه ای

یک آهنربای حلقه اییک سوراخ در مرکز خود دارد. میدان مغناطیسی معمولاً در سراسر ضخامت است. این به یک شفت یا پیچ اجازه عبور می دهد و آنها را در بلندگوها، موتورها و کوپلینگ های مغناطیسی ضروری می کند.

آهنرباهای قوسی

این ها بخش های منحنی هستند، مانند یک برش از یک حلقه. آنها طوری طراحی شده اند که در اطراف روتور قرار بگیرند. کاربرد اصلی آنها در موتورهای DC و ژنراتورها برای ایجاد میدان مغناطیسی صاف و دوار است.

آهنرباهای میله ای

اینها میله‌های استوانه‌ای هستند که اغلب با قطب‌هایی در انتها قرار دارند. یک مثال کلاسیک یک آهنربای میله ای ساده است که در نمایش ها استفاده می شود. آنها همچنین در ابزارهای مغناطیسی مانند رتریورها و در برخی وسایل پزشکی استفاده می شوند.

نحوه انتخاب آهنربا مناسب

انتخاب یک آهنربا فقط «انتخاب قوی ترین آهنربا» نیست. شما اندازه مناسب، عملکرد مناسب در تنظیمات واقعی خود و سطحی را می خواهید که در جایی که از آن استفاده می کنید زنده بماند. اگر برای OEM خرید می‌کنید، همیشه دمای کار، پوشش و تلورانس‌های مورد نیاز را تأیید کنید. این سه جزئیات از اکثر غافلگیری‌های اواخر مرحله جلوگیری می‌کنند.

Pull Force vs Real{0}}World Holding

نیروی کشش ذکر شده در شرایط ایده آل اندازه گیری می شود: مستقیماً روی یک صفحه فولادی ضخیم و تمیز. دنیای واقعی شما ضعیف تر خواهد شد.

مواد:فقط در مورد فولاد کاربرد دارد. در فولاد ضد زنگ، آلومینیوم یا چوب بسیار کمتر خواهد بود.

شکاف هوا:هرگونه پوشش سطحی، رنگ، یا حتی یک لایه نازک پلاستیکی، شکاف ایجاد می کند و به طور چشمگیری استحکام را کاهش می دهد.

نیروی برشی:نیروی کشش برای جداسازی مستقیم است. یک آهنربا اغلب زمانی که نیرو به طرفین اعمال می شود راحت تر از کار می افتد (نیروی برشی).

دما و نقطه کوری

هر ماده آهنربایی دارای حداکثر دمای عملیاتی است. از آن فراتر بروید و آهنربا برای همیشه قدرت خود را از دست می دهد.

آستانه بحرانی نقطه کوری است. در این دما، آهنربا تمام خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهد. به عنوان مثال، یک آهنربای نئودیمیوم استاندارد ممکن است تا 80 درجه کار کند، اما نقطه کوری آن ممکن است 310 درجه باشد. همیشه نمره را چک کنید.

پوشش ها و خوردگی

آهنربای نئودیمیوم بدون پوشش زنگ می زند. محیط، پوشش را دیکته می کند.

نیکل (Ni-Cu-Ni):یک پوشش فلزی استاندارد و بادوام برای اکثر مصارف داخلی.

اپوکسی/پلیمر:یک لایه ضخیم و عایق خوب برای مقاومت در برابر رطوبت.

روی:پوشش محافظ مناسبی را ارائه می دهد، اغلب با رنگ آبی مایل به آبی.

طلا یا تفلون:برای برنامه‌های تخصصی که به ویژگی‌های غیر{0}خورنده یا غیرچسبنده- نیاز دارند استفاده می‌شود.

انتخاب صحیح به معنای نگاه کردن فراتر از شماره کاتالوگ به شرایط واقعی آهنربا است.

کاربردهای رایج مغناطیس بر اساس صنعت

آهنرباها تقریباً در هر صنعت مدرنی ظاهر می شوند زیرا می توانند بدون لمس قطعات را حرکت دهند، حس کنند، نگه دارند و جدا کنند. آنچه تغییر می کند این است که به کدام آهنربا نیاز دارید و چه چیزی باید زنده بماند.

خودرو / EV

در خودروها و خودروهای برقی، آهنرباها در داخل موتورهای کششی، پمپ ها، سنسورها و بسیاری از محرک های کوچک قرار دارند. گرما، لرزش و عمر طولانی در اینجا مهم است. آهنربایی که در ابزار گاراژ خوب است ممکن است زیر کاپوت دوام نیاورد

اتوماسیون صنعتی

کارخانه ها از آهنربا برای بلند کردن، گیره کردن، موقعیت یابی و مرتب سازی استفاده می کنند. آنها را در گیره ها، حسگرهای نوار نقاله و سیستم های جداسازی مغناطیسی مشاهده خواهید کرد که آلودگی فلزی را از جریان محصول خارج می کنند. نیروی کشش مداوم و پوشش های بادوام کلیدی هستند.

لوازم الکترونیکی مصرفی

گوشی‌ها، هدفون‌ها و لپ‌تاپ‌ها برای بلندگوها، لمسی‌ها، حسگرهای درب و قفل‌های ساده «فوق‌دار» به آهنربا متکی هستند. در اینجا، اندازه جمع و جور و عملکرد پایدار در اولویت هستند. آهنرباهای کوچک کارهای زیادی انجام می دهند.

تجهیزات پزشکی

ابزارهای پزشکی و آزمایشگاهی از آهنربا برای نگهدارنده ها، وسایل، پمپ ها و کنترل دقیق حرکت استفاده می کنند. تمیزی، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت اطمینان نگرانی های بزرگ هستند. در برخی از تنظیمات، شما همچنین به آهنرباهایی نیاز دارید که رفتاری قابل پیش بینی در نزدیکی وسایل الکترونیکی حساس داشته باشند.

نکات ایمنی

آهنرباها تا زمانی که نباشند بی ضرر به نظر می رسند. موارد کوچک همچنان می توانند سریع به هم بچسبند و بزرگترها در صورت برخورد می توانند پوست را کبود کنند یا بشکنند.

خرج کردن و شکستن ریسک:هنگامی که دو آهنربا جذب می شوند، انگشتان را از شکاف دور نگه دارید. اگر یک آهنربای شکننده تراشه کند، قطعات تیز می توانند پرواز کنند. هنگام استفاده از آهنرباهای قوی تر، محافظت از چشم یک عادت خوب است.

الکترونیک و ضربان سازها:آهنرباهای قوی می توانند روی تلفن ها، ساعت ها، کارت های اعتباری و حسگرها تأثیر بگذارند. آنها را از وسایلی که به قطب نما یا نوارهای مغناطیسی متکی هستند دور نگه دارید. اگر شما یا یکی از نزدیکانتان ضربان ساز یا ایمپلنت پزشکی دارید، با آهنرباهای قوی با احتیاط بیشتری برخورد کنید و فاصله ایمن را رعایت کنید.

قرار گرفتن در معرض گرما:گرما می تواند آهنرباها را تضعیف کند، گاهی اوقات برای همیشه. آهنرباها را در نزدیکی کوره ها، موتورهای داغ یا کارهای جوشکاری قرار ندهید مگر اینکه درجه آهنربا برای آن دما ساخته شده باشد.

نتیجه گیری

آهنربا در سطح ساده است، اما جزئیات تعیین می کند که آیا در زندگی واقعی کار می کند یا خیر. مواد بر استحکام و مقاومت حرارتی تأثیر می گذارد. شکل نحوه نمایش فیلد را تغییر می دهد. و چیزهای کوچک، مانند شکاف‌های هوا، پوشش‌ها و تلورانس‌ها، اغلب تصمیم می‌گیرند که آیا طرح شما ثابت بماند یا زود شکست بخورد.

اگر آهن‌ربا را برای محصولی انتخاب می‌کنید، فقط بر اساس اندازه حدس نزنید. از شرایط کاری خود شروع کنید: چه چیزی را باید نگه دارد، چه چیزی را لمس می کند و با چه دما و رطوبتی مواجه خواهد شد.

هنگامی که آماده تهیه آهن ربا برای استفاده OEM هستید،Magtech بزرگمی تواند به شما کمک کند یک ایده خام را به یک مشخصات واضح تبدیل کنید. نقشه، اندازه، نوع آهنربا، نیازهای پوشش و دمای عملیاتی خود را ارسال کنید. شما یک توصیه عملی دریافت خواهید کرد که با برنامه شما مطابقت دارد، نه فقط یک شماره کاتالوگ.