Ένας μαγνήτης νεοδυμίου (Nd-Fe-B).είναι ένας κοινός μαγνήτης σπάνιων γαιών που αποτελείται από νεοδύμιο (Nd), σίδηρο (Fe), βόριο (B) και μέταλλα μετάπτωσης.Έχουν ανώτερη απόδοση σε εφαρμογές λόγω του ισχυρού μαγνητικού τους πεδίου, το οποίο είναι 1,4 teslas (T), μονάδα μαγνητικής επαγωγής ή πυκνότητας ροής.
Οι μαγνήτες νεοδυμίου κατηγοριοποιούνται ανάλογα με τον τρόπο κατασκευής τους, ο οποίος είναι πυροσυσσωματωμένος ή συνδεδεμένος.Έχουν γίνει οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενοι μαγνήτες από την ανάπτυξή τους το 1984.
Στη φυσική του κατάσταση, το νεοδύμιο είναι σιδηρομαγνητικό και μπορεί να μαγνητιστεί μόνο σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες.Όταν συνδυάζεται με άλλα μέταλλα, όπως ο σίδηρος, μπορεί να μαγνητιστεί σε θερμοκρασία δωματίου.
Οι μαγνητικές ικανότητες ενός μαγνήτη νεοδυμίου φαίνονται στην εικόνα στα δεξιά.
Οι δύο τύποι μαγνητών σπάνιων γαιών είναι το νεοδύμιο και το κοβάλτιο σαμάριο.Πριν από την ανακάλυψη των μαγνητών νεοδυμίου, οι μαγνήτες κοβαλτίου σαμάριου ήταν οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι αλλά αντικαταστάθηκαν από μαγνήτες νεοδυμίου λόγω του κόστους κατασκευής μαγνητών κοβαλτίου σαμαρίου.
Ποιες είναι οι ιδιότητες ενός μαγνήτη νεοδυμίου;
Το κύριο χαρακτηριστικό των μαγνητών νεοδυμίου είναι το πόσο ισχυροί είναι για το μέγεθός τους.Το μαγνητικό πεδίο ενός μαγνήτη νεοδυμίου εμφανίζεται όταν εφαρμόζεται ένα μαγνητικό πεδίο σε αυτόν και ευθυγραμμίζονται τα ατομικά δίπολα, που είναι ο βρόχος μαγνητικής υστέρησης.Όταν αφαιρεθεί το μαγνητικό πεδίο, μέρος της ευθυγράμμισης παραμένει στο μαγνητισμένο νεοδύμιο.
Οι ποιότητες των μαγνητών νεοδυμίου δείχνουν τη μαγνητική τους ισχύ.Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός βαθμού, τόσο ισχυρότερη είναι η ισχύς του μαγνήτη.Οι αριθμοί προέρχονται από τις ιδιότητές τους που εκφράζονται ως mega gauss Oersteds ή MGOe, που είναι το ισχυρότερο σημείο της καμπύλης BH.
Η κλίμακα βαθμολόγησης "N" ξεκινά από το N30 και φτάνει στο N52, αν και οι μαγνήτες N52 χρησιμοποιούνται σπάνια ή χρησιμοποιούνται μόνο σε ειδικές περιπτώσεις.Ο αριθμός "N" μπορεί να ακολουθείται από δύο γράμματα, όπως SH, τα οποία υποδεικνύουν την καταναγκαστική ικανότητα του μαγνήτη (Hc).Όσο υψηλότερο είναι το Hc, τόσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία που μπορεί να αντέξει ο νέος μαγνήτης πριν χάσει την έξοδό του.
Το παρακάτω διάγραμμα παραθέτει τις πιο κοινές ποιότητες μαγνητών νεοδυμίου που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος.
Οι ιδιότητες των μαγνητών νεοδυμίου
Παραμονή:
Όταν το νεοδύμιο τοποθετείται σε ένα μαγνητικό πεδίο, τα ατομικά δίπολα ευθυγραμμίζονται.Αφού αφαιρεθεί από το πεδίο, ένα τμήμα της ευθυγράμμισης παραμένει δημιουργώντας μαγνητισμένο νεοδύμιο.Η παραμονή είναι η πυκνότητα ροής που παραμένει όταν το εξωτερικό πεδίο επιστρέψει από μια τιμή κορεσμού στο μηδέν, που είναι η υπολειπόμενη μαγνήτιση.Όσο μεγαλύτερη είναι η παραμονή, τόσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα ροής.Οι μαγνήτες νεοδυμίου έχουν πυκνότητα ροής 1,0 έως 1,4 Τ.
Η παραμονή των μαγνητών νεοδυμίου ποικίλλει ανάλογα με τον τρόπο κατασκευής τους.Οι μαγνήτες πυροσυσσωματωμένου νεοδυμίου έχουν Τ 1,0 έως 1,4.Οι συνδεδεμένοι μαγνήτες νεοδυμίου έχουν 0,6 έως 0,7 T.
Καταναγκασμός:
Αφού μαγνητιστεί το νεοδύμιο, δεν επιστρέφει σε μηδενική μαγνήτιση.Για να επιστρέψει σε μηδενική μαγνήτιση, πρέπει να οδηγηθεί πίσω από ένα πεδίο προς την αντίθετη κατεύθυνση, το οποίο ονομάζεται καταναγκασμός.Αυτή η ιδιότητα ενός μαγνήτη είναι η ικανότητά του να αντέχει την επίδραση μιας εξωτερικής μαγνητικής δύναμης χωρίς να απομαγνητίζεται.Η καταναγκασμός είναι το μέτρο της έντασης που απαιτείται από ένα μαγνητικό πεδίο για να μειωθεί η μαγνήτιση ενός μαγνήτη ξανά στο μηδέν ή η αντίσταση ενός μαγνήτη που πρόκειται να απομαγνητιστεί.
Η καταναγκασμός μετράται σε μονάδες αερισμού ή αμπέρ που φέρουν την ένδειξη Hc.Η καταναγκαστική ικανότητα των μαγνητών νεοδυμίου εξαρτάται από τον τρόπο κατασκευής τους.Οι μαγνήτες από πυροσυσσωματωμένο νεοδυμίου έχουν καταναγκασμό από 750 Hc έως 2000 Hc, ενώ οι μαγνήτες με δεσμό νεοδυμίου έχουν εξαναγκασμό από 600 Hc έως 1200 Hc.
Ενεργειακό προϊόν:
Η πυκνότητα της μαγνητικής ενέργειας χαρακτηρίζεται από τη μέγιστη τιμή της πυκνότητας ροής επί την ένταση του μαγνητικού πεδίου, που είναι η ποσότητα της μαγνητικής ροής ανά μονάδα επιφάνειας.Οι μονάδες μετρώνται σε teslas για τις μονάδες SI και το Gauss του με το σύμβολο για την πυκνότητα ροής να είναι B. Η πυκνότητα της μαγνητικής ροής είναι το άθροισμα του εξωτερικού μαγνητικού πεδίου H και της μαγνητικής πόλωσης του μαγνητικού σώματος J σε μονάδες SI.
Οι μόνιμοι μαγνήτες έχουν πεδίο Β στον πυρήνα και το περιβάλλον τους.Η κατεύθυνση της έντασης του πεδίου Β αποδίδεται στα σημεία εντός και εκτός του μαγνήτη.Μια βελόνα πυξίδας σε ένα πεδίο Β ενός μαγνήτη δείχνει προς την κατεύθυνση του πεδίου.
Δεν υπάρχει απλός τρόπος υπολογισμού της πυκνότητας ροής των μαγνητικών σχημάτων.Υπάρχουν προγράμματα υπολογιστών που μπορούν να κάνουν τον υπολογισμό.Απλοί τύποι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για λιγότερο σύνθετες γεωμετρίες.
Η ένταση ενός μαγνητικού πεδίου μετριέται σε Gauss ή Teslas και είναι η κοινή μέτρηση της ισχύος ενός μαγνήτη, η οποία είναι ένα μέτρο της πυκνότητας του μαγνητικού του πεδίου.Ένας μετρητής Gauss χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της πυκνότητας ροής ενός μαγνήτη.Η πυκνότητα ροής για έναν μαγνήτη νεοδυμίου είναι 6000 Gauss ή λιγότερο επειδή έχει μια ευθεία καμπύλη απομαγνητισμού.
Θερμοκρασία Κιουρί:
Η θερμοκρασία κιουρί, ή το σημείο κιουρί, είναι η θερμοκρασία στην οποία τα μαγνητικά υλικά έχουν μια αλλαγή στις μαγνητικές τους ιδιότητες και γίνονται παραμαγνητικά.Στα μαγνητικά μέταλλα, τα μαγνητικά άτομα ευθυγραμμίζονται προς την ίδια κατεύθυνση και ενισχύουν το ένα το μαγνητικό πεδίο του άλλου.Η αύξηση της θερμοκρασίας κιουρί αλλάζει τη διάταξη των ατόμων.
Ο καταναγκασμός αυξάνεται όσο αυξάνεται η θερμοκρασία.Αν και οι μαγνήτες νεοδυμίου έχουν υψηλή καταναγκαστική ικανότητα σε θερμοκρασία δωματίου, μειώνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία μέχρι να φτάσει στη θερμοκρασία curie, η οποία μπορεί να είναι περίπου 320°C ή 608°F.
Ανεξάρτητα από το πόσο ισχυροί μπορεί να είναι οι μαγνήτες νεοδυμίου, οι ακραίες θερμοκρασίες μπορούν να αλλάξουν τα άτομά τους.Η παρατεταμένη έκθεση σε υψηλές θερμοκρασίες μπορεί να τους προκαλέσει να χάσουν εντελώς τις μαγνητικές τους ιδιότητες, οι οποίες ξεκινούν στους 80° C ή 176° F.
Πώς κατασκευάζονται οι μαγνήτες νεοδυμίου;
Οι δύο διαδικασίες που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή μαγνητών νεοδυμίου είναι η πυροσυσσωμάτωση και η συγκόλληση.Οι ιδιότητες των τελικών μαγνητών ποικίλλουν ανάλογα με τον τρόπο παραγωγής τους με την πυροσυσσωμάτωση να είναι η καλύτερη από τις δύο μεθόδους.
Πώς κατασκευάζονται οι μαγνήτες νεοδυμίου
Πυροσυσσωμάτωση
-
Τήξη:
Το νεοδύμιο, ο σίδηρος και το βόριο μετρώνται και τοποθετούνται σε έναν επαγωγικό κλίβανο κενού για να σχηματίσουν ένα κράμα.Προστίθενται άλλα στοιχεία για συγκεκριμένες ποιότητες, όπως κοβάλτιο, χαλκός, γαδολίνιο και δυσπρόσιο για να βοηθήσουν στην αντοχή στη διάβρωση.Η θέρμανση δημιουργείται από ηλεκτρικά δινορεύματα στο κενό για να κρατήσει έξω τους ρύπους.Το μείγμα κράματος neo είναι διαφορετικό για κάθε κατασκευαστή και κατηγορία μαγνήτη νεοδυμίου.
-
Πασπάλισμα:
Το λιωμένο κράμα ψύχεται και διαμορφώνεται σε πλινθώματα.Τα πλινθώματα αλέθονται με πίδακα σε ατμόσφαιρα αζώτου και αργού για να δημιουργηθεί μια σκόνη μεγέθους μικρού.Η σκόνη νεοδυμίου μπαίνει σε χοάνη για συμπίεση.
-
Πάτημα:
Η σκόνη συμπιέζεται σε μια μήτρα ελαφρώς μεγαλύτερη από το επιθυμητό σχήμα με μια διαδικασία γνωστή ως ανατροπή σε θερμοκρασία περίπου 725° C. Το μεγαλύτερο σχήμα της μήτρας επιτρέπει τη συρρίκνωση κατά τη διαδικασία πυροσυσσωμάτωσης.Κατά την πίεση, το υλικό εκτίθεται σε μαγνητικό πεδίο.Τοποθετείται σε δεύτερη μήτρα για να πιεστεί σε πιο φαρδύ σχήμα για να ευθυγραμμιστεί η μαγνήτιση παράλληλα με την κατεύθυνση της πίεσης.Ορισμένες μέθοδοι περιλαμβάνουν εξαρτήματα για τη δημιουργία μαγνητικών πεδίων κατά την πίεση για την ευθυγράμμιση των σωματιδίων.
Πριν απελευθερωθεί ο συμπιεσμένος μαγνήτης, λαμβάνει έναν παλμό απομαγνητισμού για να τον αφήσει απομαγνητισμένο για να δημιουργήσει έναν πράσινο μαγνήτη, ο οποίος θρυμματίζεται εύκολα και έχει κακές μαγνητικές ιδιότητες.
-
Ποσυσσωμάτωση:
Η πυροσυσσωμάτωση, ή το frittage, συμπυκνώνει και σχηματίζει τον πράσινο μαγνήτη χρησιμοποιώντας θερμότητα κάτω από το σημείο τήξης του για να του δώσει τις τελικές μαγνητικές του ιδιότητες.Η διαδικασία παρακολουθείται προσεκτικά σε μια αδρανή ατμόσφαιρα χωρίς οξυγόνο.Τα οξείδια μπορούν να καταστρέψουν την απόδοση ενός μαγνήτη νεοδυμίου.Συμπιέζεται σε θερμοκρασίες που φτάνουν τους 1080°C αλλά κάτω από το σημείο τήξης του για να αναγκάσει τα σωματίδια να προσκολληθούν μεταξύ τους.
Εφαρμόζεται ένα σβήσιμο για την ταχεία ψύξη του μαγνήτη και την ελαχιστοποίηση των φάσεων, οι οποίες είναι παραλλαγές του κράματος που έχουν κακές μαγνητικές ιδιότητες.
-
Μηχανική κατεργασία:
Οι πυροσυσσωματωμένοι μαγνήτες αλέθονται χρησιμοποιώντας εργαλεία κοπής με διαμάντια ή σύρματα για να διαμορφωθούν στις σωστές ανοχές.
-
Επιμετάλλωση και επίστρωση:
Το νεοδύμιο οξειδώνεται γρήγορα και είναι επιρρεπές στη διάβρωση, η οποία μπορεί να αφαιρέσει τις μαγνητικές του ιδιότητες.Ως προστασία, επικαλύπτονται με πλαστικό, νικέλιο, χαλκό, ψευδάργυρο, κασσίτερο ή άλλες μορφές επικαλύψεων.
-
Μαγνήτιση:
Αν και ο μαγνήτης έχει κατεύθυνση μαγνήτισης, δεν μαγνητίζεται και πρέπει να εκτεθεί για λίγο σε ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, το οποίο είναι ένα πηνίο σύρματος που περιβάλλει τον μαγνήτη.Η μαγνήτιση περιλαμβάνει πυκνωτές και υψηλή τάση για την παραγωγή ισχυρού ρεύματος.
-
Τελική επιθεώρηση:
Οι ψηφιακοί προβολείς μέτρησης επαληθεύουν τις διαστάσεις και η τεχνολογία φθορισμού ακτίνων Χ επαληθεύει το πάχος της επένδυσης.Η επίστρωση δοκιμάζεται με άλλους τρόπους για να διασφαλιστεί η ποιότητα και η αντοχή της.Η καμπύλη BH ελέγχεται με ένα γράφημα υστέρησης για να επιβεβαιωθεί η πλήρης μεγέθυνση.
Συγκόλληση
Η συγκόλληση, ή η συγκόλληση με συμπίεση, είναι μια διαδικασία συμπίεσης μήτρας που χρησιμοποιεί ένα μείγμα σκόνης νεοδυμίου και έναν εποξειδικό συνδετικό παράγοντα.Το μείγμα είναι 97% μαγνητικό υλικό και 3% εποξειδικό.
Το μίγμα εποξειδικού και νεοδυμίου συμπιέζεται σε πρέσα ή εξωθείται και σκληραίνει σε φούρνο.Δεδομένου ότι το μείγμα συμπιέζεται σε μια μήτρα ή περνά μέσω εξώθησης, οι μαγνήτες μπορούν να διαμορφωθούν σε σύνθετα σχήματα και διαμορφώσεις.Η διαδικασία συγκόλλησης με συμπίεση παράγει μαγνήτες με σφιχτές ανοχές και δεν απαιτεί δευτερεύουσες λειτουργίες.
Οι μαγνήτες που συνδέονται με συμπίεση είναι ισότροποι και μπορούν να μαγνητιστούν προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, η οποία περιλαμβάνει πολυπολικές διαμορφώσεις.Το εποξειδικό δέσιμο κάνει τους μαγνήτες αρκετά ισχυρούς ώστε να αλέθονται ή να τόρνοι, αλλά να μην τρυπηθούν ή χτυπηθούν.
Radial Sintered
Οι μαγνήτες νεοδυμίου με ακτινωτό προσανατολισμό είναι οι νεότεροι μαγνήτες στην αγορά μαγνητών.Η διαδικασία για την παραγωγή ακτινικών ευθυγραμμισμένων μαγνητών ήταν γνωστή εδώ και πολλά χρόνια, αλλά δεν ήταν οικονομικά αποδοτική.Οι πρόσφατες τεχνολογικές εξελίξεις έχουν εξορθολογίσει τη διαδικασία κατασκευής καθιστώντας ευκολότερο την παραγωγή μαγνητών με ακτινωτό προσανατολισμό.
Οι τρεις διαδικασίες για την κατασκευή ακτινικών ευθυγραμμισμένων μαγνητών νεοδυμίου είναι η χύτευση με ανισότροπη πίεση, η προς τα πίσω εξώθηση με θερμή πίεση και η ευθυγράμμιση ακτινικού περιστρεφόμενου πεδίου.
Η διαδικασία πυροσυσσωμάτωσης διασφαλίζει ότι δεν υπάρχουν αδύναμα σημεία στη δομή των μαγνητών.
Η μοναδική ποιότητα των ακτινικά ευθυγραμμισμένων μαγνητών είναι η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου, το οποίο εκτείνεται γύρω από την περίμετρο του μαγνήτη.Ο νότιος πόλος του μαγνήτη βρίσκεται στο εσωτερικό του δακτυλίου, ενώ ο βόρειος πόλος βρίσκεται στην περιφέρειά του.
Οι ακτινικά προσανατολισμένοι μαγνήτες νεοδυμίου είναι ανισότροποι και μαγνητίζονται από το εσωτερικό του δακτυλίου προς τα έξω.Η ακτινική μαγνήτιση αυξάνει τη μαγνητική δύναμη των δακτυλίων και μπορεί να διαμορφωθεί σε πολλαπλά σχέδια.
Οι ακτινωτοί μαγνήτες δακτυλίου νεοδυμίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για σύγχρονους κινητήρες, βηματικούς κινητήρες και κινητήρες DC χωρίς ψήκτρες για τις βιομηχανίες αυτοκινήτων, υπολογιστών, ηλεκτρονικών και επικοινωνιών.
Εφαρμογές μαγνητών νεοδυμίου
Μεταφορείς Μαγνητικού Διαχωρισμού:
Στην παρακάτω επίδειξη, ο μεταφορικός ιμάντας καλύπτεται με μαγνήτες νεοδυμίου.Οι μαγνήτες είναι διατεταγμένοι με εναλλασσόμενους πόλους στραμμένους προς τα έξω που τους δίνει ισχυρό μαγνητικό κράτημα.Τα πράγματα που δεν έλκονται από τους μαγνήτες πέφτουν μακριά, ενώ το σιδηρομαγνητικό υλικό πέφτει σε έναν κάδο συλλογής.
Σκληροί δίσκοι:
Οι σκληροί δίσκοι έχουν κομμάτια και τομείς με μαγνητικά κύτταρα.Τα κελιά μαγνητίζονται όταν τα δεδομένα εγγράφονται στη μονάδα δίσκου.
Παραλαβή ηλεκτρικής κιθάρας:
Ένα pickup ηλεκτρικής κιθάρας ανιχνεύει τις δονούμενες χορδές και μετατρέπει το σήμα σε ασθενές ηλεκτρικό ρεύμα για να το στείλει σε ενισχυτή και ηχείο.Οι ηλεκτρικές κιθάρες δεν μοιάζουν με τις ακουστικές κιθάρες που ενισχύουν τον ήχο τους στο κοίλο κουτί κάτω από τις χορδές.Οι ηλεκτρικές κιθάρες μπορεί να είναι συμπαγές μέταλλο ή ξύλο με τον ήχο τους να ενισχύεται ηλεκτρονικά.
Επεξεργασία νερού:
Οι μαγνήτες νεοδυμίου χρησιμοποιούνται στην επεξεργασία νερού για τη μείωση της απολέπισης από το σκληρό νερό.Το σκληρό νερό έχει υψηλή περιεκτικότητα σε μεταλλικά στοιχεία σε ασβέστιο και μαγνήσιο.Με τη μαγνητική επεξεργασία νερού, το νερό περνά μέσα από ένα μαγνητικό πεδίο για να συλλάβει την απολέπιση.Η τεχνολογία δεν έχει γίνει πλήρως αποδεκτή ως αποτελεσματική.Υπήρξαν ενθαρρυντικά αποτελέσματα.
Διακόπτες Reed:
Ο διακόπτης καλαμιού είναι ένας ηλεκτρικός διακόπτης που λειτουργεί από ένα μαγνητικό πεδίο.Έχουν δύο επαφές και μεταλλικά καλάμια σε γυάλινο φάκελο.Οι επαφές του διακόπτη είναι ανοιχτές μέχρι να ενεργοποιηθούν από μαγνήτη.
Οι διακόπτες Reed χρησιμοποιούνται σε μηχανικά συστήματα ως αισθητήρες εγγύτητας σε πόρτες και παράθυρα για συστήματα συναγερμού διαρρήξεων και προστασία από παραβιάσεις.Στους φορητούς υπολογιστές, οι διακόπτες καλαμιού θέτουν τον φορητό υπολογιστή σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας όταν το καπάκι είναι κλειστό.Τα πληκτρολόγια με πεντάλ για όργανα σωλήνων χρησιμοποιούν διακόπτες καλαμιού που βρίσκονται σε γυάλινο περίβλημα για τις επαφές για την προστασία τους από βρωμιά, σκόνη και συντρίμμια.
Μαγνήτες ραπτικής:
Το νεοδυμικό ράψιμο σε μαγνήτες χρησιμοποιούνται για μαγνητικά κουμπώματα σε πορτοφόλια, ρούχα και φακέλους ή συνδετικά.Οι μαγνήτες ραπτικής πωλούνται σε ζευγάρια με τον έναν μαγνήτη να είναι α+ και ο άλλος α-.
Μαγνήτες οδοντοστοιχιών:
Οι οδοντοστοιχίες μπορούν να συγκρατηθούν στη θέση τους με μαγνήτες που είναι ενσωματωμένοι στη γνάθο του ασθενούς.Οι μαγνήτες προστατεύονται από τη διάβρωση από το σάλιο με επένδυση από ανοξείδωτο χάλυβα.Το κεραμικό νιτρίδιο τιτανίου εφαρμόζεται για την αποφυγή τριβής και τη μείωση της έκθεσης στο νικέλιο.
Μαγνητικά στοπ θυρών:
Τα μαγνητικά στοπ είναι ένα μηχανικό στοπ που κρατά μια πόρτα ανοιχτή.Η πόρτα ανοίγει, αγγίζει έναν μαγνήτη και παραμένει ανοιχτή μέχρι να αφαιρεθεί η πόρτα από τον μαγνήτη.
Κούμπωμα κοσμήματος:
Τα μαγνητικά κουμπώματα κοσμημάτων διατίθενται με δύο μισά και πωλούνται ως ζευγάρι.Τα μισά έχουν μαγνήτη σε ένα περίβλημα από μη μαγνητικό υλικό.Μια μεταλλική θηλιά στο άκρο στερεώνει την αλυσίδα ενός βραχιολιού ή κολιέ.Τα περιβλήματα του μαγνήτη εφαρμόζουν το ένα μέσα στο άλλο αποτρέποντας την κίνηση πλάγια-πλάι ή διατμητική κίνηση μεταξύ των μαγνητών για να παρέχουν γερό κράτημα.
Ηχεία:
Τα ηχεία μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια ή κίνηση.Η μηχανική ενέργεια συμπιέζει τον αέρα και μετατρέπει την κίνηση σε ηχητική ενέργεια ή επίπεδο ηχητικής πίεσης.Ένα ηλεκτρικό ρεύμα, που στέλνεται μέσω ενός συρμάτινου πηνίου, δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο σε έναν μαγνήτη που συνδέεται με το ηχείο.Το πηνίο φωνής έλκεται και απωθείται από τον μόνιμο μαγνήτη, ο οποίος κάνει τον κώνο, το πηνίο φωνής να είναι προσαρτημένο, να κινείται εμπρός και πίσω.Η κίνηση των κώνων δημιουργεί κύματα πίεσης που ακούγονται ως ήχος.
Αισθητήρες αντιμπλοκαρίσματος φρένων:
Στα φρένα αντιμπλοκαρίσματος, οι μαγνήτες νεοδυμίου είναι τυλιγμένοι μέσα σε χάλκινα πηνία στους αισθητήρες του φρένου.Ένα σύστημα αντιμπλοκαρίσματος πέδησης ελέγχει την επιτάχυνση και την αποεπιτάχυνση των τροχών ρυθμίζοντας την πίεση της γραμμής που εφαρμόζεται στο φρένο.Τα σήματα ελέγχου, που παράγονται από τον ελεγκτή και εφαρμόζονται στη μονάδα διαμόρφωσης πίεσης πέδησης, λαμβάνονται από αισθητήρες ταχύτητας τροχού.
Τα δόντια στον δακτύλιο του αισθητήρα περιστρέφονται πέρα από τον μαγνητικό αισθητήρα, γεγονός που προκαλεί αντιστροφή της πολικότητας του μαγνητικού πεδίου που στέλνει ένα σήμα συχνότητας στη γωνιακή ταχύτητα του άξονα.Η διαφοροποίηση του σήματος είναι η επιτάχυνση των τροχών.
Θεωρήσεις μαγνήτη νεοδυμίου
Ως οι ισχυρότεροι και ισχυρότεροι μαγνήτες στη γη, οι μαγνήτες νεοδυμίου μπορούν να έχουν καταστροφικές αρνητικές επιπτώσεις.Είναι σημαντικό να αντιμετωπίζονται σωστά λαμβάνοντας υπόψη τη βλάβη που μπορούν να προκαλέσουν.Ακολουθούν περιγραφές μερικών από τις αρνητικές επιπτώσεις των μαγνητών νεοδυμίου.
Αρνητικές επιδράσεις μαγνητών νεοδυμίου
Σωματικός τραυματισμός:
Οι μαγνήτες νεοδυμίου μπορούν να πηδήξουν μαζί και να τσιμπήσουν το δέρμα ή να προκαλέσουν σοβαρούς τραυματισμούς.Μπορούν να πηδήξουν ή να χτυπήσουν μεταξύ τους από πολλές ίντσες έως πολλά πόδια μεταξύ τους.Εάν ένα δάχτυλο είναι εμπόδιο, μπορεί να σπάσει ή να τραυματιστεί σοβαρά.Οι μαγνήτες νεοδυμίου είναι πιο ισχυροί από άλλα είδη μαγνητών.Η απίστευτα ισχυρή δύναμη μεταξύ τους μπορεί συχνά να εκπλήσσει.
Σπάσιμο μαγνήτη:
Οι μαγνήτες νεοδυμίου είναι εύθραυστοι και μπορούν να ξεφλουδίσουν, να θρυμματιστούν, να ραγίσουν ή να θρυμματιστούν αν χτυπήσουν μεταξύ τους, κάτι που στέλνει μικρά αιχμηρά μεταλλικά κομμάτια να πετούν με μεγάλη ταχύτητα.Οι μαγνήτες νεοδυμίου είναι κατασκευασμένοι από σκληρό, εύθραυστο υλικό.Παρά το γεγονός ότι είναι κατασκευασμένα από μέταλλο και έχουν μια γυαλιστερή, μεταλλική εμφάνιση, δεν είναι ανθεκτικά.Κατά το χειρισμό τους πρέπει να φοράτε προστατευτικά για τα μάτια.
Κράτησέ το μακριά απο παιδιά:
Οι μαγνήτες νεοδυμίου δεν είναι παιχνίδια.Δεν πρέπει να επιτρέπεται στα παιδιά να τα χειρίζονται.Τα μικρά μπορεί να αποτελούν κίνδυνο πνιγμού.Εάν καταποθούν πολλοί μαγνήτες, συνδέονται μεταξύ τους μέσω των τοιχωμάτων του εντέρου, γεγονός που θα προκαλέσει σοβαρά προβλήματα υγείας, που απαιτούν άμεση, επείγουσα χειρουργική επέμβαση.
Κίνδυνος για τους βηματοδότες:
Μια ένταση πεδίου δέκα gauss κοντά σε βηματοδότη ή απινιδωτή μπορεί να αλληλεπιδράσει με την εμφυτευμένη συσκευή.Οι μαγνήτες νεοδυμίου δημιουργούν ισχυρά μαγνητικά πεδία, τα οποία μπορούν να επηρεάσουν τους βηματοδότες, τα ICD και τις εμφυτευμένες ιατρικές συσκευές.Πολλές εμφυτευμένες συσκευές απενεργοποιούνται όταν βρίσκονται κοντά σε μαγνητικό πεδίο.
Μαγνητικά μέσα:
Τα ισχυρά μαγνητικά πεδία από μαγνήτες νεοδυμίου μπορούν να βλάψουν μαγνητικά μέσα όπως δισκέτες, πιστωτικές κάρτες, μαγνητικές ταυτότητες, κασέτες, βιντεοταινίες, ζημιά σε παλαιότερες τηλεοράσεις, VCR, οθόνες υπολογιστών και οθόνες CRT.Δεν πρέπει να τοποθετούνται κοντά σε ηλεκτρονικές συσκευές.
GPS και Smartphones:
Τα μαγνητικά πεδία παρεμποδίζουν τις πυξίδες ή τα μαγνητόμετρα και τις εσωτερικές πυξίδες smartphone και συσκευών GPS.Η Διεθνής Ένωση Αεροπορικών Μεταφορών και οι ομοσπονδιακοί κανόνες και κανονισμοί των ΗΠΑ καλύπτουν τη μεταφορά μαγνητών.
Αλλεργία στο νικέλιο:
Εάν έχετε αλλεργία στο νικέλιο, το ανοσοποιητικό σύστημα μπερδεύει το νικέλιο ως επικίνδυνο εισβολέα και παράγει χημικές ουσίες για να το καταπολεμήσει.Μια αλλεργική αντίδραση στο νικέλιο είναι ερυθρότητα και δερματικό εξάνθημα.Οι αλλεργίες στο νικέλιο είναι πιο συχνές σε γυναίκες και κορίτσια.Περίπου, το 36 τοις εκατό των γυναικών, κάτω των 18 ετών, έχουν αλλεργία στο νικέλιο.Ο τρόπος για να αποφύγετε την αλλεργία στο νικέλιο είναι να αποφύγετε τους μαγνήτες νεοδυμίου με επικάλυψη νικελίου.
Απομαγνήτιση:
Οι μαγνήτες νεοδυμίου διατηρούν την αποτελεσματικότητά τους έως και 80° C ή 175° F. Η θερμοκρασία στην οποία αρχίζουν να χάνουν την αποτελεσματικότητά τους ποικίλλει ανάλογα με την ποιότητα, το σχήμα και την εφαρμογή.
Εύφλεκτος:
Οι μαγνήτες νεοδυμίου δεν πρέπει να τρυπηθούν ή να κατεργαστούν μηχανικά.Η σκόνη και η σκόνη που παράγονται από το τρίψιμο είναι εύφλεκτα.
Διάβρωση:
Οι μαγνήτες νεοδυμίου είναι φινιρισμένοι με κάποια μορφή επίστρωσης ή επένδυσης για την προστασία τους από τα στοιχεία.Δεν είναι αδιάβροχα και θα σκουριάσουν ή θα διαβρωθούν όταν τοποθετηθούν σε υγρό ή υγρό περιβάλλον.
Πρότυπα και κανονισμοί για τη χρήση μαγνητών νεοδυμίου
Αν και οι μαγνήτες νεοδυμίου έχουν ισχυρό μαγνητικό πεδίο, είναι πολύ εύθραυστοι και απαιτούν ειδικό χειρισμό.Αρκετοί βιομηχανικοί φορείς παρακολούθησης έχουν αναπτύξει κανονισμούς σχετικά με το χειρισμό, την κατασκευή και την αποστολή μαγνητών νεοδυμίου.Μια σύντομη περιγραφή ορισμένων από τους κανονισμούς παρατίθεται παρακάτω.
Πρότυπα και Κανονισμοί για Μαγνήτες Νεοδυμίου
Αμερικανική Εταιρεία Μηχανολόγων Μηχανικών:
Η Αμερικανική Εταιρεία Μηχανολόγων Μηχανικών (ASME) έχει πρότυπα για τις συσκευές ανύψωσης κάτω από το άγκιστρο.Το πρότυπο B30.20 ισχύει για την εγκατάσταση, την επιθεώρηση, τη δοκιμή, τη συντήρηση και τη λειτουργία των ανυψωτικών συσκευών, η οποία περιλαμβάνει μαγνήτες ανύψωσης όπου ο χειριστής τοποθετεί τον μαγνήτη στο φορτίο και καθοδηγεί το φορτίο.Το πρότυπο ASME BTH-1 εφαρμόζεται σε συνδυασμό με το ASME B30.20.
Ανάλυση Κινδύνων και Κρίσιμα Σημεία Ελέγχου:
Το Hazard Analysis and Critical Control Points (HACCP) είναι ένα διεθνώς αναγνωρισμένο σύστημα προληπτικής διαχείρισης κινδύνου.Εξετάζει την ασφάλεια των τροφίμων από βιολογικούς, χημικούς και φυσικούς κινδύνους απαιτώντας τον εντοπισμό και τον έλεγχο των κινδύνων σε ορισμένα σημεία της παραγωγικής διαδικασίας.Προσφέρει πιστοποίηση για εξοπλισμό που χρησιμοποιείται σε εγκαταστάσεις τροφίμων.Το HACCP έχει εντοπίσει και πιστοποιήσει ορισμένους μαγνήτες διαχωρισμού που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία τροφίμων.
Υπουργείο Γεωργίας των Ηνωμένων Πολιτειών:
Ο εξοπλισμός μαγνητικού διαχωρισμού έχει εγκριθεί από το Υπουργείο Γεωργίας των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής Agricultural Marketing Service ως συμμορφούμενος προς χρήση με δύο προγράμματα επεξεργασίας τροφίμων:
- Πρόγραμμα Επιθεώρησης Γαλακτοκομικού Εξοπλισμού
- Πρόγραμμα αναθεώρησης εξοπλισμού κρέατος και πουλερικών
Οι πιστοποιήσεις βασίζονται σε δύο πρότυπα ή οδηγίες:
- Υγειονομική Μελέτη και Κατασκευή Εξοπλισμού Επεξεργασίας Γαλακτοκομικών Προϊόντων
- Υγειονομικός σχεδιασμός και κατασκευή εξοπλισμού επεξεργασίας κρέατος και πουλερικών που πληροί τις απαιτήσεις υγιεινής NSF/ANSI/3-A SSI 14159-1-2014
Περιορισμός χρήσης επικίνδυνων ουσιών:
Οι κανονισμοί για τον περιορισμό της χρήσης επικίνδυνων ουσιών (RoHS) περιορίζουν τη χρήση επιβραδυντικών φλόγας μολύβδου, καδμίου, πολυβρωμιωμένου διφαινυλίου (PBB), υδραργύρου, εξασθενούς χρωμίου και πολυβρωμιωμένου διφαινυλαιθέρα (PBDE) σε ηλεκτρονικό εξοπλισμό.Δεδομένου ότι οι μαγνήτες νεοδυμίου μπορεί να είναι επικίνδυνοι, η RoHS έχει αναπτύξει πρότυπα για το χειρισμό και τη χρήση τους.
Διεθνής Οργανισμός Πολιτικής Αεροπορίας:
Οι μαγνήτες είναι αποφασισμένοι να είναι επικίνδυνο αγαθό για αποστολές εκτός ηπειρωτικών Ηνωμένων Πολιτειών σε διεθνείς προορισμούς.Οποιοδήποτε συσκευασμένο υλικό, που πρόκειται να αποσταλεί αεροπορικώς, πρέπει να έχει ένταση μαγνητικού πεδίου 0,002 Gauss ή περισσότερο σε απόσταση επτά ποδιών από οποιοδήποτε σημείο της επιφάνειας της συσκευασίας.
Ομοσπονδιακή Διοίκηση Αεροπορίας:
Οι συσκευασίες που περιέχουν μαγνήτες που αποστέλλονται αεροπορικώς πρέπει να ελέγχονται ώστε να πληρούν τα καθιερωμένα πρότυπα.Οι συσκευασίες μαγνήτη πρέπει να μετρούν λιγότερο από 0,00525 gauss στα 15 πόδια από τη συσκευασία.Οι ισχυροί και ισχυροί μαγνήτες πρέπει να έχουν κάποια μορφή θωράκισης.Υπάρχουν πολυάριθμοι κανονισμοί και απαιτήσεις που πρέπει να πληρούνται για την αποστολή μαγνητών αεροπορικώς λόγω των πιθανών κινδύνων για την ασφάλεια.
Περιορισμός, αξιολόγηση, έγκριση χημικών ουσιών:
Ο περιορισμός, η αξιολόγηση και η εξουσιοδότηση χημικών προϊόντων (REACH) είναι ένας διεθνής οργανισμός που ανήκει στην Ευρωπαϊκή Ένωση.Ρυθμίζει και αναπτύσσει πρότυπα για επικίνδυνα υλικά.Διαθέτει πολλά έγγραφα που προσδιορίζουν τη σωστή χρήση, χειρισμό και κατασκευή μαγνητών.Μεγάλο μέρος της βιβλιογραφίας αναφέρεται στη χρήση μαγνητών σε ιατρικές συσκευές και ηλεκτρονικά εξαρτήματα.
συμπέρασμα
- Οι μαγνήτες νεοδυμίου (Nd-Fe-B), γνωστοί ως νεομαγνήτες, είναι κοινοί μαγνήτες σπάνιων γαιών που αποτελούνται από νεοδύμιο (Nd), σίδηρο (Fe), βόριο (B) και μέταλλα μετάπτωσης.
- Οι δύο διαδικασίες που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή μαγνητών νεοδυμίου είναι η πυροσυσσωμάτωση και η συγκόλληση.
- Οι μαγνήτες νεοδυμίου έχουν γίνει οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενοι από τις πολλές ποικιλίες μαγνητών.
- Το μαγνητικό πεδίο ενός μαγνήτη νεοδυμίου εμφανίζεται όταν εφαρμόζεται ένα μαγνητικό πεδίο σε αυτόν και ευθυγραμμίζονται τα ατομικά δίπολα, που είναι ο βρόχος μαγνητικής υστέρησης.
- Οι μαγνήτες νεοδυμίου μπορούν να παραχθούν σε οποιοδήποτε μέγεθος αλλά διατηρούν την αρχική τους μαγνητική ισχύ.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουλ-11-2022