Kalıcı mıknatıslar - türleri ve özellikleri, mıknatısların etkileşimi. Mıknatıs çeşitleri ve çeşitleri

Her biri elinde bir mıknatıs tutar ve onunla çocukken oynardı. Mıknatıslar şekil, boyut olarak çok farklı olabilir, ancak tüm mıknatısların ortak bir özelliği vardır - demiri çekerler. Görünüşe göre kendileri demirden, her halükarda, bir tür metalden kesin olarak. Bununla birlikte, "kara mıknatıslar" veya "taşlar" da vardır, bunlar ayrıca demir parçalarını ve özellikle birbirlerini güçlü bir şekilde çekerler.

Ama metal gibi görünmüyorlar, cam gibi kolayca kırılıyorlar. Mıknatısların evinde birçok yararlı şey vardır, örneğin, kağıt tabakaları onların yardımıyla yüzeyleri ütülemek için "sabitlemek" uygundur. Kayıp iğneleri bir mıknatısla toplamak uygundur, bu nedenle gördüğümüz gibi bu tamamen faydalı bir şeydir.

Science 2.0 - Büyük Atılım - Mıknatıslar

Geçmişte mıknatıs

Antik Çinliler bile 2000 yıldan daha uzun bir süre önce mıknatısları biliyorlardı, en azından bu fenomen seyahat ederken yön seçmek için kullanılabilir. Yani bir pusula icat ettiler. içinde filozoflar Antik Yunan, insanlar meraklı, çeşitli koleksiyonlar inanılmaz gerçekler, Küçük Asya'daki Magness kenti yakınlarında mıknatıslarla çarpıştı. Orada demiri çekebilecek garip taşlar buldular. O zamanlar için, zamanımızda uzaylıların olabileceğinden daha az şaşırtıcı değildi.

Mıknatısların tüm metallerden çok uzaklara çekmesi, ancak yalnızca demiri çekmesi ve demirin kendisi, çok güçlü olmasa da, bir mıknatıs olma yeteneğine sahip olması daha da şaşırtıcı görünüyordu. Mıknatısın sadece demiri değil, aynı zamanda bilim adamlarının merakını da çektiğini ve fizik gibi bir bilimi güçlü bir şekilde ilerlettiğini söyleyebiliriz. Milet'li Thales "mıknatısın ruhu" hakkında yazdı ve Romalı Titus Lucretius Carus, Nesnelerin Doğası Üzerine adlı makalesinde "demir talaşlarının ve halkaların şiddetli hareketi" hakkında yazdı. Daha sonra, denizciler pusulayı kullanmaya başladığında, ana noktaların onuruna isimler alan mıknatısta iki direğin varlığını zaten fark edebiliyordu.

Bir mıknatıs nedir. Basit kelimelerle. bir manyetik alan

Mıknatısı ciddiye alın

Mıknatısların doğası uzun zaman açıklayamadı. Mıknatısların yardımıyla yeni kıtalar keşfedildi (denizciler hala pusulaya büyük saygı duyuyorlar), ancak hiç kimse manyetizmanın doğası hakkında hiçbir şey bilmiyordu. Sadece coğrafyacı ve denizci Christopher Columbus tarafından yapılan pusulayı geliştirmek için çalışmalar yapıldı.

1820'de Danimarkalı bilim adamı Hans Christian Oersted büyük bir keşif yaptı. Manyetik bir iğne üzerinde elektrik akımı olan bir telin hareketini kurdu ve bir bilim adamı olarak bunun nasıl olduğunu deneylerle buldu. farklı koşullar. Aynı yıl, Fransız fizikçi Henri Ampere, manyetik bir maddenin moleküllerinde akan temel dairesel akımlar hakkında bir hipotez ortaya attı. 1831'de İngiliz Michael Faraday, yalıtılmış bir tel bobini ve bir mıknatıs kullanarak, mekanik işin elektrik akımına dönüştürülebileceğini gösteren deneyler yaptı. Ayrıca elektromanyetik indüksiyon yasasını kurar ve "manyetik alan" kavramını tanıtır.

Faraday yasası kuralı belirler: Kapalı bir devre için elektromotor kuvvet, bu devreden geçen manyetik akının değişim hızına eşittir. Tüm elektrikli makineler bu prensipte çalışır - jeneratörler, elektrik motorları, transformatörler.

1873'te İskoç bilim adamı James C. Maxwell, manyetik ve elektrik olaylarını tek bir teoride, klasik elektrodinamikte bir araya getirdi.

Mıknatıslanabilen maddelere ferromıknatıs denir. Bu isim, mıknatısları demir ile birleştirir, ancak bunun yanında, nikel, kobalt ve diğer bazı metallerde de mıknatıslanma yeteneği bulunur. Manyetik alan zaten bölgeye geçtiği için pratik kullanım, daha sonra manyetik malzemeler büyük ilgi konusu haline geldi.

Deneyler, manyetik metallerin alaşımları ve bunların içindeki çeşitli katkı maddeleri ile başladı. Ortaya çıkan malzemeler çok pahalıydı ve eğer Werner Siemens, mıknatısı nispeten küçük bir akımla manyetize edilmiş çelikle değiştirme fikrini bulmamış olsaydı, dünya asla bir elektrikli tramvay ve Siemens görmezdi. Siemens de telgraf makineleriyle uğraşıyordu ama burada birçok rakibi vardı ve elektrikli tramvay şirkete çok para kazandırdı ve nihayetinde diğer her şeyi de beraberinde götürdü.

elektromanyetik indüksiyon

Mühendislikte mıknatıslarla ilgili temel büyüklükler

Biz esas olarak mıknatıslarla, yani ferromıknatıslarla ilgileneceğiz ve çok geniş bir manyetik alan (daha doğrusu Maxwell'in anısına elektromanyetik) fenomenini biraz bir kenara bırakacağız. Ölçü birimlerimiz SI (kilogram, metre, saniye, amper) ve türevlerinde kabul edilenler olacaktır:

ben Alan kuvveti, H, A/m (metre başına amper).

Bu değer, aralarındaki mesafe 1 m olan paralel iletkenler arasındaki alan kuvvetini ve bunların içinden geçen akımın 1 A olduğunu karakterize eder. Alan kuvveti bir vektör miktarıdır.

ben manyetik indüksiyon, B, Tesla, manyetik akı yoğunluğu (Weber/m.sq.)

Bu, iletkenden geçen akımın, endüksiyonun büyüklüğü ile ilgilendiğimiz yarıçap üzerindeki çevreye oranıdır. Daire, telin dik olarak geçtiği düzlemde bulunur. Bu, manyetik geçirgenlik adı verilen başka bir faktörü içerir. Bu bir vektör miktarıdır. Zihinsel olarak telin ucuna bakarsak ve akımın bizden uzağa doğru aktığını varsayarsak, manyetik kuvvet çemberleri saat yönünde “döner” ve endüksiyon vektörü teğete uygulanır ve onlarla aynı yönde çakışır.

ben Manyetik geçirgenlik, μ (bağıl değer)

Vakumun manyetik geçirgenliğini 1 olarak alırsak, geri kalan malzemeler için karşılık gelen değerleri elde ederiz. Böylece, örneğin hava için, vakumla pratik olarak aynı olan bir değer elde ederiz. Demir için önemli ölçüde daha büyük değerler elde edeceğiz, böylece mecazi olarak (ve çok doğru bir şekilde) demirin manyetik kuvvet çizgilerini kendi içine "çektiğini" söyleyebiliriz. Çekirdeksiz bir bobindeki alan gücü H ise, çekirdekli μH alırız.

ben Zorlayıcı kuvvet, A/m.

Zorlayıcı kuvvet, manyetik bir malzemenin demanyetizasyona ve yeniden manyetizasyona ne kadar direndiğini gösterir. Bobindeki akım tamamen kesilirse, çekirdekte artık indüksiyon olacaktır. Sıfıra eşit yapmak için, biraz güçte bir alan oluşturmanız gerekir, ancak bunun tersi, yani akımın ters yönde çalışmasına izin verin. Bu gerilime zorlayıcı kuvvet denir.

Mıknatıslar pratikte her zaman elektrikle ilgili bazı durumlarda kullanıldığından, özelliklerini açıklamak için amper gibi bir elektrik miktarının kullanılması şaşırtıcı olmamalıdır.

Söylenenlerden, örneğin, bir mıknatısın etki ettiği bir çivinin, daha zayıf da olsa, kendisi bir mıknatıs haline geldiği sonucu çıkar. Uygulamada, mıknatıslarla oynayan çocukların bile bunu bildiği ortaya çıkıyor.

Bu malzemelerin nereye gittiğine bağlı olarak, mühendislikte mıknatıslar için farklı gereksinimler vardır. Ferromanyetik malzemeler "yumuşak" ve "sert" olarak ikiye ayrılır. Birincisi, manyetik akının sabit veya değişken olduğu cihazlar için çekirdek üretimine gider. Yumuşak malzemelerden iyi bir bağımsız mıknatıs yapamazsınız. Degauss yapmak çok kolay ve işte sadece onlar. değerli mülk, akım kapatılırsa rölenin “serbest bırakılması” gerektiğinden ve elektrik motoru ısınmamalıdır - ısı şeklinde salınan manyetizasyonun tersine çevrilmesi için fazla enerji harcanır.

MANYETİK BİR ALAN GERÇEKTEN NASIL GÖRÜNÜYOR? Igor Beletsky

Kalıcı mıknatıslar, yani mıknatıs denilenler, imalatları için sert malzemeler gerektirir. Sertlik, manyetik, yani büyük bir kalıntı indüksiyon ve büyük bir zorlayıcı kuvvet anlamına gelir, çünkü gördüğümüz gibi, bu miktarlar yakından ilişkilidir. Bu tür mıknatıslar için karbon, tungsten, krom ve kobalt çelikleri kullanılmaktadır. Zorlayıcı güçleri yaklaşık 6500 A/m değerlerine ulaşır.

Alni, alnisi, alnico ve diğerleri olarak adlandırılan özel alaşımlar vardır, tahmin edebileceğiniz gibi, daha büyük bir zorlayıcı güce sahip çeşitli kombinasyonlarda alüminyum, nikel, silikon, kobalt içerir - 20.000 ... 60.000 A / m'ye kadar. Böyle bir mıknatısı demirden koparmak o kadar kolay değildir.

Daha yüksek frekanslarda çalışmak üzere özel olarak tasarlanmış mıknatıslar vardır. Bu iyi bilinen "yuvarlak mıknatıs". Bir müzik merkezi hoparlöründen gelen değersiz bir hoparlörden veya bir araba radyosundan veya hatta bir geçmişin televizyonundan “çıkarılır”. Bu mıknatıs, demir oksitlerin ve özel katkı maddelerinin sinterlenmesiyle yapılmıştır. Böyle bir malzemeye ferrit denir, ancak her ferrit bu şekilde özel olarak manyetize edilmez. Ve hoparlörlerde gereksiz kayıpları azaltmak için kullanılır.

Mıknatıslar. keşif. Nasıl çalışır?

Bir mıknatısın içinde ne olur?

Maddenin atomlarının bir tür elektrik "kümeleri" olması nedeniyle, kendi manyetik alanlarını oluşturabilirler, ancak yalnızca benzer atomik yapıya sahip bazı metallerde bu yetenek çok belirgindir. Ve demir, kobalt ve nikel, Mendeleev'in periyodik sisteminde yan yana dururlar ve bu elementlerin atomlarını mikroskobik mıknatıslara dönüştüren benzer elektron kabuk yapılarına sahiptirler.

Metaller, çok küçük boyutlu çeşitli kristallerin donmuş bir karışımı olarak adlandırılabildiğinden, bu tür alaşımların birçok manyetik özelliğe sahip olabileceği açıktır. Birçok atom grubu, komşularının ve dış alanların etkisi altında kendi mıknatıslarını "açabilir". Bu tür "topluluklara" manyetik alanlar denir ve fizikçiler tarafından hala ilgiyle incelenen çok tuhaf yapılar oluştururlar. Bu harika bir pratik değer.

Daha önce bahsedildiği gibi, mıknatıslar neredeyse atomik boyutta olabilir, bu nedenle manyetik alanın en küçük boyutu, manyetik metal atomlarının gömülü olduğu kristalin boyutu ile sınırlıdır. Bu, örneğin, modern bilgisayar sabit disklerindeki neredeyse fantastik kayıt yoğunluğunu açıklar; görünüşe göre, diskler daha ciddi rakiplere sahip olana kadar büyümeye devam edecek.

Yerçekimi, manyetizma ve elektrik

Mıknatıslar nerelerde kullanılır?

Çekirdekleri, mıknatısların mıknatısları olmakla birlikte, genellikle sadece çekirdek olarak anılsalar da, mıknatısların daha birçok kullanımı vardır. Gezginler için kırtasiye magnetleri, mobilya kapı magnetleri, satranç magnetleri bulunmaktadır. Bunlar iyi bilinen mıknatıslardır.

Daha fazlası için nadir türler parçacık hızlandırıcılar için mıknatıslar içerir, bunlar onlarca ton veya daha fazla ağırlığa sahip çok etkileyici yapılardır. Her ne kadar şimdi deneysel fizik, piyasaya hemen süper kar getiren kısım hariç, çimlerle büyümüş olsa da ve kendisi neredeyse hiçbir maliyeti yoktur.

Bir başka meraklı mıknatıs, manyetik rezonans görüntüleme tarayıcısı adı verilen süslü bir tıbbi cihaza yerleştirilmiştir. (Aslında yöntemin adı NMR, nükleer manyetik rezonans ama genel olarak fizikte güçlü olmayan kişileri korkutmamak için yeniden isimlendirildi.) Cihaz, gözlemlenen cismin (hastanın) güçlü bir manyetik alana yerleştirilmesini gerektiriyor. alan ve ilgili mıknatıs korkutucu bir boyuta ve şeytanın tabutunun şekline sahiptir.

Bir kişi bir kanepeye yerleştirilir ve bu mıknatıstaki bir tünelden yuvarlanırken, sensörler doktorlar için ilgilenilen yeri tarar. Genel olarak, sorun değil, ancak bazıları için klostrofobi panik noktasına geliyor. Bu tür insanlar isteyerek canlı kesilmelerine izin verecekler, ancak MRI incelemesini kabul etmeyecekler. Bununla birlikte, bir kişinin, bunun için iyi para ödedikten sonra, 3 Tesla'ya kadar indüksiyon ile alışılmadık derecede güçlü bir manyetik alanda nasıl hissettiğini kim bilebilir.

Böyle güçlü bir alan elde etmek için, süperiletkenlik genellikle mıknatıs bobini sıvı hidrojen ile soğutularak kullanılır. Bu, telleri güçlü bir akımla ısıtmanın mıknatısın yeteneklerini sınırlayacağından korkmadan alanı "pompalamayı" mümkün kılar. Ucuz bir kurulum değil. Ancak akım polarlaması gerektirmeyen özel alaşımlardan yapılan mıknatıslar çok daha pahalıdır.

Dünyamız da çok güçlü olmasa da büyük bir mıknatıstır. Sadece manyetik pusula sahiplerine yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda bizi ölümden kurtarır. Onsuz, güneş radyasyonu tarafından öldürülürdük. Bilgisayarlar tarafından uzaydan yapılan gözlemlerden modellenen Dünya'nın manyetik alanının resmi çok etkileyici görünüyor.

Fizikte ve teknolojide mıknatıs nedir sorusuna küçük bir cevap.

Öncelikle bir mıknatısın genel olarak ne olduğunu anlamanız gerekir. Mıknatıs, tükenmez bir enerji alanına ve kuzey ve güney olarak adlandırılan iki kutba sahip doğal bir enerji malzemesidir. Zamanımızda, insanlık elbette bunu yaratmayı öğrenmiş olsa da olağandışı fenomen yapay olarak.

İnsan, hemen hemen her yerde bir mıknatısın iki kutbunun gücünü kullanmayı öğrenmiştir. Modern toplum her gün bir fan kullanıyor - motorunda özel manyetik fırçalar var, kesinlikle her gün ve gece geç saatlere kadar TV izliyorlar, bilgisayarda çalışıyorlar ve yeterli çok sayıda bu unsurlar. Evde herkesin duvarda asılı bir saati, buzdolabının kapısında birbirinden güzel birbirinden güzel oyuncaklar, tüm ses ekipmanlarının üzerindeki hoparlörler sadece bu harika mıknatıs sayesinde çalışıyor.

Sanayi işletmelerinde işçiler elektrik motorları, kaynak makineleri kullanır. Yapı, manyetik bir vinç, demir ayırma bandı kullanır. Yerleşik manyetik cihaz, çipleri ve ölçeği tamamen ayırmaya yardımcı olur. bitmiş ürün. Bu manyetik bantlar gıda endüstrisinde de kullanılmaktadır.

Mücevheratta başka bir mıknatıs kullanılır ve bunlar bilezik, zincir, her türlü kolye, yüzük, küpe ve hatta saç tokasıdır.

Bu doğal unsur olmadan varlığımızın çok daha zor olacağını anlamamız gerekiyor. Birçok nesne ve cihaz, çocuk oyuncaklarından oldukça ciddi şeylere kadar mıknatıs kullanır. Sonuçta, elektrik mühendisliği ve fizikte özel bir bölüm olması boşuna değil - elektrik ve manyetizma. Bu iki bilim birbiriyle yakından ilişkilidir. Bu öğenin bulunduğu tüm nesneler hemen listelenemez.

Günümüzde, giderek daha fazla yeni buluş ortaya çıkıyor ve birçoğu, özellikle elektrik mühendisliği ile ilgiliyse, mıknatıslar içeriyor. Dünyaca ünlü çarpıştırıcı bile yalnızca elektromıknatısların yardımıyla çalışır.

Mıknatıs da yaygın olarak kullanılmaktadır. tıbbi amaçlar– örneğin rezonans taraması için iç organlar insan, hem de cerrahi amaçlar için. Her türlü manyetik kemer, masaj koltukları vb. için kullanılır. Bir mıknatısın iyileştirici özellikleri icat edilmemiştir - örneğin, Karadeniz'deki Gürcistan'da, kumun sıradan değil - sarı, siyah - manyetik olduğu eşsiz bir Ureki beldesi vardır. Birçok insan, özellikle çocuklar için birçok hastalığı tedavi etmek için oraya gider - serebral palsi, sinir bozuklukları ve hatta hipertansiyon.

Mıknatıslar işleme tesislerinde de kullanılmaktadır. Örneğin, eski arabalar önce bir presle ezilir ve ardından manyetik bir yükleyici ile yüklenir.

Ayrıca sözde neodim mıknatıslar da vardır. Sıcaklığın 80°C'yi geçmediği çeşitli endüstrilerde kullanılırlar. Bu mıknatıslar artık hemen hemen her yerde kullanılmaktadır.

Mıknatıslar artık hayatımıza o kadar entegre olmuş durumda ki, onlarsız hayatımız çok zor olacak - yaklaşık olarak 18. ve 19. yüzyıllar düzeyinde. Tüm mıknatıslar şu anda ortadan kaybolsaydı, anında elektriği kaybederdik - yalnızca akümülatörler ve piller gibi kaynaklar kalırdı. Gerçekten de, herhangi bir akım üretecinin cihazında en önemli kısım tam olarak mıknatıstır. Ve arabanızın pil gücüyle çalışacağını düşünmeyin - marş motoru aynı zamanda en önemli kısmı mıknatıs olan bir elektrik motorudur. Evet, mıknatıslar olmadan yaşayabilirsiniz, ancak atalarımızın 100 yıl veya daha önce yaşadığı gibi yaşamak zorunda kalacaksınız...

Antik Çin'de bile, bazı metallerin çekme özelliğine dikkat ettiler. Bu fiziksel olaya manyetizma, bu yeteneğe sahip malzemelere de mıknatıs denir. Şimdi bu özellik radyo elektroniği ve endüstride aktif olarak kullanılmaktadır ve özellikle büyük hacimli metallerin kaldırılması ve taşınması da dahil olmak üzere güçlü mıknatıslar kullanılmaktadır. Bu malzemelerin özellikleri günlük yaşamda da kullanılır - birçok insan çocuklara öğretmek için manyetik kartpostallar ve mektuplar bilir. Mıknatıslar nelerdir, nerede kullanılırlar, neodim nedir, bu metin bunu anlatacaktır.

Mıknatıs türleri

Modern dünyada, oluşturdukları manyetik alan türüne göre üç ana kategoriye ayrılırlar:

• bu fiziksel özelliklere sahip doğal bir malzemeden oluşan kalıcı, örneğin neodimiyum;
• manyetik alanın etki alanındayken bu özelliklere sahip olan geçici;
• Elektromıknatıslar, enerji iletkenden geçtiğinde bir elektromanyetik alan oluşturan bir çekirdek üzerindeki tel bobinlerdir.

Buna karşılık, en yaygın kalıcı mıknatıslar, kimyasal bileşimlerine göre beş ana sınıfa ayrılır:

• demir ve baryum ve stronsiyum ile alaşımlarına dayalı ferromanyetler;
• demir ve bor (Nd-Fe-B, NdFeB, NIB) içeren bir alaşımda nadir toprak metali neodimyumu içeren neodimiyum mıknatıslar;
• neodimiyum ile karşılaştırılabilir manyetik özelliklere sahip samaryum-kobalt alaşımları, ancak aynı zamanda daha geniş bir sıcaklık aralığı (SmCo);
• Alnico alaşımı, diğer adıyla YUNDK, bu alaşım yüksek korozyon direnci ve yüksek sıcaklık limiti ile ayırt edilir;
• Bir bağlayıcı ile bir manyetik alaşımın karışımı olan manyetoplastlar, bu, çeşitli şekil ve boyutlarda ürünler oluşturmanıza olanak tanır.

Manyetik metallerin alaşımları, ortalama kaliteye sahip kırılgan ve oldukça ucuz ürünlerdir. Genellikle stronsiyum ve baryum ferritli bir demir oksit alaşımıdır. Mıknatısın kararlı çalışmasının sıcaklık aralığı 250-270°C'den yüksek değildir. Özellikler:

• zorlayıcı kuvvet - yaklaşık 200 kA/m;
• artık indüksiyon - 0,4 Tesla'ya kadar;
• ortalama hizmet ömrü 20-30 yıldır.

neodimiyum mıknatıslar nelerdir

Bunlar kalıcıların en güçlüleridir, ancak aynı zamanda oldukça kırılgan ve korozyona karşı kararsız olan bu alaşımlar, nadir bir toprak minerali - neodimiyuma dayanmaktadır. En güçlü kalıcı mıknatıstır.

Özellikler:

• zorlayıcı kuvvet - yaklaşık 1000 kA/m;
• artık indüksiyon - 1,1 Tesla'ya kadar;
• ortalama hizmet ömrü - 50 yıla kadar.

Kullanımları, sıcaklık aralığının yalnızca alt sınırını sınırlar, en ısıya dayanıklı neodimyum mıknatıs sınıfları için 140 ° C'dir, daha az dirençli olanlar ise 80 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda tahrip olur.

Samaryum kobalt alaşımları

Yüksek teknik özelliklere sahip, ancak aynı zamanda çok pahalı alaşımlar.

Özellikler:

• zorlayıcı kuvvet - yaklaşık 700 kA/m;
• artık indüksiyon - 0.8-1.0 Tesla'ya kadar;
• ortalama hizmet ömrü - 15-20 yıl.

Zor çalışma koşulları için kullanılırlar: yüksek sıcaklıklar, agresif ortamlar ve ağır yükler. Nispeten yüksek maliyetleri nedeniyle kullanımları biraz sınırlıdır.

Alniko

Alüminyum ve nikel ilaveli kobalt toz alaşımı (%37-40), manyetik özelliklerini 550°C'ye kadar olan sıcaklıklarda muhafaza etme kabiliyetine ek olarak iyi performans özelliklerine de sahiptir. Onlara özellikler ferromanyetik alaşımlardan daha düşüktür ve:

• zorlayıcı kuvvet - yaklaşık 50 kA/m;
• artık indüksiyon - 0,7 Tesla'ya kadar;
• ortalama hizmet ömrü 10-20 yıldır.

Ancak buna rağmen, bilimsel alanda kullanım için en ilginç olan bu alaşımdır. Ek olarak, alaşıma titanyum ve niyobyumun eklenmesi, alaşımın zorlayıcı kuvvetinde 145-150 kA/m'ye kadar bir artışa katkıda bulunur.

manyetoplastikler

Esas olarak günlük yaşamda manyetik kartpostallar, takvimler ve diğer küçük şeylerin üretimi için kullanılırlar, manyetik bileşimin düşük konsantrasyonu nedeniyle manyetik alanın özellikleri biraz azalır.

Bunlar ana kalıcı mıknatıs türleridir. Elektromıknatıs, çalışma ve uygulama prensibi ile bu tür alaşımlardan biraz farklıdır.

İlginç. Neodimyum mıknatıslar, yüzen yapılar oluşturmak için tasarım ve aynı amaçlar için kültür de dahil olmak üzere hemen hemen her yerde kullanılır.

Elektromıknatıs ve demagnetizer

Elektromıknatıs, elektrik sargısının dönüşlerinden geçerken bir alan yaratırsa, manyetik giderici, aksine, kalan manyetik alanı kaldırır. Bu etki çeşitli amaçlar için kullanılabilir. Örneğin, bir demagnetizer ile ne yapılabilir? Önceden, demagnetizer, teyp kaydedicilerin, TV kineskoplarının çoğaltıcı kafalarını demanyetize etmek ve bu tür diğer işlevleri yerine getirmek için kullanılıyordu. Bugün, genellikle yasadışı amaçlar için, sayaçlara mıknatıs uygulandıktan sonra manyetikliği gidermek için kullanılmaktadır. Ek olarak, bu cihaz aletlerden kalan manyetik alanı çıkarmak için kullanılabilir ve kullanılmalıdır.

Demagnetizer genellikle sıradan bir bobinden oluşur, yani cihaza göre bu cihaz bir elektromıknatısı tamamen tekrarlar. Bobine alternatif bir voltaj uygulanır, bundan sonra artık alanı çıkardığımız cihaz demagnetizer kapsama alanından çıkarılır, ardından kapanır

Önemli! Sayacı "bükmek" için bir mıknatıs kullanmak yasa dışıdır ve para cezası gerektirir. Manyetizatörün yanlış kullanımı, cihazın tamamen demanyetizasyonuna ve arızasına yol açabilir.

Kendi kendine yapılan mıknatıs

Bunu yapmak için çelikten veya başka bir ferroalyajdan yapılmış metal bir çubuk bulmak yeterlidir, transformatörün kompozit çekirdeğini kullanabilir ve ardından bir sarım yapabilirsiniz. Çekirdeğin etrafına birkaç tur bakır sargı teli sarın. Güvenlik için devreye bir sigorta dahil etmeye değer. Güçlü bir mıknatıs nasıl yapılır? Bunu yapmak için, sargıdaki akımı arttırmanız gerekir, ne kadar yüksekse, cihazın manyetik kuvveti o kadar büyük olur.

Cihaz ağa bağlandığında ve sargıya elektrik verildiğinde cihaz metali çekecektir, yani aslında bu biraz basitleştirilmiş bir tasarım da olsa gerçek bir elektromıknatıstır.

Kontrol ve otomasyon sistemlerinin eleman ve cihazlarını oluşturmak, manyetik malzeme s, esas olarak aşağıdaki gereksinimlerin belirlendiği:

1. Malzeme, sabit bir alan veya tek kutuplu bir alan darbesi etkisi altında kolayca mıknatıslanmalı ve alternatif bir alanda kolayca yeniden mıknatıslanmalı, küçük bir H C değeri ve büyük bir m değeri ile yeterince dar bir histerezis döngüsü olmalıdır. Bu tür gereksinimler, elektromanyetik elemanların hassasiyetini arttırmayı mümkün kılar.

2. Malzemeler, S'de yüksek bir doygunluk indüksiyon değerine sahip olmalıdır, yani. uygun bir kesite sahip bir çekirdeğe büyük bir manyetik akının nüfuz etmesini sağlayın. Bu şartın yerine getirilmesi, cihazın en küçük boyutlarını ve kütlesini ve boyutlar verilirse, cihazın çıkışındaki maksimum güç veya voltajın elde edilmesini mümkün kılar.

3.Malzemede alternatif bir manyetik alanda pid çalışması, en az maliyetli olmalıdır, çünkü girdap akımları, manyetik viskozite ve histerezis oluşturur, çünkü bunlar çekirdeğin ve cihazın çalışma sıcaklığını belirler. Azalmaları yalnızca cihazın verimliliğini artırmakla kalmaz, aynı zamanda daha yüksek frekanslarda (400, 500, 1000 Hz ve daha fazla) çalışan ve bir güç kaynağından güç alan öğelere göre önemli ölçüde daha hızlı performansa ve daha küçük boyutlara ve ağırlığa sahip öğeler oluşturmanıza olanak tanır. 50 Hz endüstriyel frekans voltajı .

Çeşitli elektromanyetik cihazlarda kullanılan manyetik malzemeler için listelenen temel gereksinimlere ek olarak, özel gereksinimler belirlenir.

Bu nedenle, sıcaklık kararlılığını iyileştirmek için (sıcaklıktaki bir değişiklikle manyetik özelliklerin değişmezliği Çevre) Malzemenin Curie noktasının mümkün olduğunca yüksek olması önemlidir.

Malzemenin karelik katsayısı birliğe ne kadar yakınsa, çıkış sinyalinin giriş sinyaline doğrusal bağımlılığı, dijital cihazlarda sinyalleri tanımak o kadar kolay olur.

Açıkça tespit edilen manyetik anizotropi, ince manyetik filmlere dayalı cihazların kalitesini iyileştirir ve malzemenin kristal yapısının yüksek saflığı, gerekli kondisyon silindirik manyetik alanlarda cihazların oluşturulması.

Manyetik malzemeler sert manyetiklere ayrılabilir. H c yoğunluğunun santimetre başına onlarca ve yüzlerce amper olduğu ve Santimetre başına amperin onda biri ve yüzde biri cinsinden H c yoğunluğuyla manyetik olarak yumuşak. Kalıcı mıknatıslar yapmak için sert manyetik malzemeler kullanılır, yumuşak manyetik - alanın sargılardan geçen akımlar tarafından oluşturulduğu elemanların üretimi için.

SUA'nın öğelerini ve cihazlarını oluşturmak için esas olarak kullanılırlar. yumuşak manyetik malzemeler. Manyetik olarak sert toz malzemeler, manyetik bantları ve diskleri kaplamak için kullanılan ferolack'lara dahildir.

Yumuşak manyetik malzemeler üç gruba ayrılabilir: elektrik çelikleri, diğer metallerle (nikel, kobalt, alüminyum) demir bazlı alaşımlar ve ferritler (metalik olmayan ferromıknatıslar).

Elektrikli çelikler, yüksek doygunluk indüksiyonuna sahip (1.8 ... 2.3 T mertebesinde) en ucuz malzemelerdir ve bu, onlardan kompakt ve ucuz elektromanyetik elemanlar oluşturmanıza olanak sağlar. Ancak, elektrik çeliğinin (yaklaşık 0.1 ¸ 0.5 A / cm) nispeten büyük (demir-nikel alaşımlarına kıyasla) zorlayıcı kuvveti nedeniyle, çelik elemanların sargıların oluşturduğu dış alandaki değişikliklere duyarlılığı küçüktür.

Zalizonickel alaşımları (permalloy) çelik alaşımlarından 15-20 kat daha pahalıdır, daha düşük doygunluk indüksiyonuna sahiptirler, ancak düşük zorlayıcı kuvvet ve yüksek başlangıç ​​manyetik geçirgenliği nedeniyle oldukça hassas manyetik elementler elde etmeyi mümkün kılarlar. Zalizonickel alaşımları levha veya şerit şeklinde yapılır. Bandın kalınlığı bazen birkaç mikrometreye ulaşır.

Bileşimlerinde% 16 alüminyum içeren 16YuKh ve 16YuM Zalizoalüminyum alaşımları, manyetik özelliklerde permalloydan daha düşük değildir, ancak artan (permalloydan 10 ... 20 kat daha fazla) aşınma direncine sahiptir. Bunlar, çalışma sırasında kafanın sürekli olarak bandın yüzeyine sürtündüğü manyetik kayıt cihazlarında manyetik kafaların üretimi için yaygın olarak kullanılırlar.

Ferritler, demir oksitlerin magnezyum, bakır, manganez, nikel ve diğer metal oksitlerle karışımından yapılan metalik olmayan manyetik malzemelerdir (katı çözeltiler). Ferritlerin genel formülü MeO × Fe2 Oz'dur, burada Me herhangi bir metaldir.

Oksitler küçük parçalar halinde ezilir ve belirli oranlarda karıştırılır. Gerekli boyut ve konfigürasyonlardaki manyetik çekirdekler, 10-30 kN / cm2 (1-3 t / cm2) basınçta elde edilen karışımdan preslenir ve 1200-1400 ° C sıcaklıkta yanar. siyah manyetik çekirdekler yüksek sertliğe sahiptir, ancak oldukça kırılgandır. Sargılar genellikle, ikincisinin ilave yalıtımı olmaksızın doğrudan ferrit manyetik çekirdekler üzerine sarılır. Özel
ferritlerin elektrik direnci, girdap akımlarını neredeyse tamamen ortadan kaldıran metalik ferromıknatıslarınkinden milyonlarca kat daha fazladır. Bu, yüzlerce kilohertz frekanslı manyetik ters çevirme ferritlerine izin verir ve modern kontrol ve bilgisayarların yüksek hızda çalışmasını sağlar. En yaygın magnezyum-manganez ferritleri BT kaliteleridir (1.3W, 0.16W vb.) Nispeten düşük bir Curie noktasına (140 - 300 ° C) sahiptirler, bu da ısıtıldığında manyetik parametrelerinde önemli bir değişikliğe neden olur. Curie noktası 630°C olan lityum bazlı ferritler, önemli ölçüde daha iyi sıcaklık özelliklerine sahiptir. Dijital cihazların manyetik devreleri için biferitler yaygın olarak kullanılır, örneğin magnezyum-manganez veya lityum-sodyum ferritleri gibi iki metalli ferritlerin yanı sıra üç veya daha fazla ferritin katı çözeltileri olan poliferitler vardır.

Manyetik sert malzemeler. Daha önce belirtildiği gibi manyetik olarak sert malzemeler kullanılır:

— Kalıcı mıknatısların üretimi için;

- Bilgi kaydetmek için (örneğin, ses kaydı için).

Manyetik olarak sert malzemelerin özelliklerini değerlendirirken, mekanik özellikler (kuvvet), malzemenin üretim sırasında işlenebilirliği ve ayrıca yoğunluk, elektrik direnci vb. Önemli olabilir.Bazı durumlarda, manyetik özelliklerin kararlılığı özellikle önemlidir.

Kalıcı mıknatıslar için en önemli malzemeler Fe-Ni-Al alaşımlarıdır. Bu alaşımların yüksek zorlayıcılık durumunun oluşmasında yağış sertleşmesi önemli bir rol oynar.

Bu tür malzemeler yüksek bir zorlayıcı kuvvet değerine sahiptir, çünkü manyetizasyon esas olarak dönme süreçleri nedeniyle oluşur.

Alaşım elementi içermeyen Fe-Ni-Al alaşımları, nispeten düşük manyetik özelliklerinden dolayı kullanılmamaktadır. En yaygın olanları bakır ve kobalt ile alaşımlı alaşımlardır. %15'ten fazla Co içeren yüksek kobaltlı alaşımlar genellikle manyetik veya manyetik ve kristal dokulu olarak kullanılır.

Manyetik doku, alaşımın 160-280 kA / m gücünde bir manyetik alanda yüksek sıcaklıklardan (1250-1300 0 C) yaklaşık 500 0 C'ye soğutulmasından oluşan termomanyetik işlemin sonucudur. Bu durumda, manyetik özelliklerin büyümesi sadece alan yönünde gerçekleşir. malzeme manyetik olarak anizotropik hale gelir.

Fe-Ni-Al-(Co) alaşımlarının manyetik özelliklerinde önemli bir artış, sütunlu kristaller şeklinde bir makro yapıdan mıknatıslar yaratarak mümkündür. Kristal yapı, alaşımın özel soğutma koşulları sürecinde elde edilir.

Alaşımların derecelerinin seçimi hakkında kısa tavsiyeler veriyoruz. Kobalt içermeyen alaşımlar (YUND ve diğerleri). Ucuz olanlar var, özellikleri nispeten düşük. YUNDK15 ve YUNDK18 alaşımları, nispeten yüksek manyetik özellikler gerektiğinde ve malzemenin manyetik anizotropiye sahip olmaması gerektiğinde kullanılır. %24 Co içeren alaşımlar (YuN13DK24 ve diğerleri) manyetik doku yönünde yüksek manyetik özelliklere sahiptir, teknolojik olarak iyi gelişmiştir ve yaygın olarak kullanılmaktadır.

YUN13DK25BA, vb. gibi yönlü kristalleşmeye sahip alaşımlar, en yüksek W max'a sahiptir ve bu nedenle manyetik sistemlerin en küçük kütle ve boyutlarını sağlayabilir.

Sistemin açık olduğu durumlarda en yüksek Hc'ye sahip alaşımlar, örneğin titanyum alaşımı YUNDK35T5 kullanılır.

Tek kristal yapıya sahip alaşımlar (YUNDK35T5AA ve YUNDK40T8AA), yönlü kristalleşmeye sahip alaşımlara kıyasla aşağıdaki avantajlara sahiptir: yapının daha da iyileştirilmesi nedeniyle daha yüksek manyetik özellikler, özelliklerin optimal olduğu karşılıklı olarak dik üç yönün varlığı; en iyi mekanik özellikler.

Fe-Ni-Al-(Co) alaşımlarının ana dezavantajları, işlemelerini büyük ölçüde karmaşıklaştıran zayıf mekanik özelliklerdir (yüksek sertlik ve kırılganlık).

Toz mıknatıslar. Toz metalurjisi ile elde edilen mıknatıslar seramik-metal, metal-plastik ve oksit olarak ayrılabilir.

İlk iki grup için fiziksel süreçler yüksek zorlayıcı bir durumun oluşumu, monolitik mıknatıslarla aynı nedenlere bağlıdır; diğer iki grup için, yüksek zorlayıcılık özellikleri elde etmek için gerekli bir koşul, belirli bir dağılma derecesine kadar ezilmiş bir durumdur; etki alanı yapısı.

Seramik-metal mıknatıslar, metal tozlarından, onları bağlayan bir malzeme olmadan preslenerek ve sinterlenerek elde edilir. Yüksek sıcaklık. Manyetik özellikler açısından, döküm mıknatıslardan sadece biraz daha düşüktürler, ancak diğerlerinden daha pahalıdırlar.

Metal-seramik mıknatıslar gibi metal-seramik mıknatıslar metal tozlarından üretilir, ancak yalıtkan bir bağlayıcı ile birlikte preslenir ve onları bağlayan maddenin polimerizasyonu için gerekli olan düşük bir sıcaklığa kadar ısıtılır. Dökme mıknatıslarla karşılaştırıldığında, manyetik özellikleri daha düşüktür, ancak yüksek elektrik direncine, düşük yoğunluğa sahiptirler ve nispeten ucuzdurlar.

Oksitleyici mıknatıslar arasında baryum ve kobalt ferrit bazlı mıknatıslar pratik öneme sahiptir.

baryum mıknatıslar. Endüstri iki grup baryum mıknatıs üretir: izotropik (BI) ve anizotropik (BA).

Baryum mıknatıslar, döküm olanlara kıyasla çok yüksek bir zorlayıcı kuvvete ve düşük kalıntı indüksiyona sahiptir. Baryum mıknatısların özgül elektrik direnci r, metalik malzemelerinkinden milyonlarca kat daha yüksektir, bu da baryum mıknatısların yüksek frekanslı alanlara maruz kalan manyetik devrelerde kullanılmasını mümkün kılar. Baryum mıknatıslar kıt ve pahalı malzemeler içermez, UNDK24'lü mıknatıslardan yaklaşık 10 kat daha ucuzdur.

Baryum mıknatısların dezavantajları, zayıf mekanik özellikleri (yüksek kırılganlık ve sertlik) ve en önemlisi, manyetik özelliklerin sıcaklığa büyük ölçüde bağımlılığını içerir. Baryum mıknatısların kalıntı manyetik indüksiyonunun TK B r sıcaklık katsayısı, döküm mıknatısların TK B r değerinden yaklaşık 10 kat daha fazladır. Ayrıca baryum mıknatısların tersinmezliği vardır. soğutma özellikleri, yani baryumdan daha yüksek sıcaklık kararlılığına sahiptir. Bununla birlikte, aynı zamanda bir sıcaklık histerezisine de sahiptirler, ancak bölgede görünmüyor. negatif sıcaklıklar, baryum mıknatıslarda olduğu gibi, ancak pozitif sıcaklıklarda (80 ° C'nin üzerinde ısıtıldığında).

Kalıcı mıknatıslar için diğer malzemeler.

martensitik çelikler. Martenzit, çeliğin sertleştirilmesiyle elde edilen mikroyapı tipine verilen isimdir. Martensit oluşumuna, önemli hacimsel değişiklikler, kafesin büyük bir iç stresinin yaratılması ve zorlayıcı kuvvetin büyük değerlerinin ortaya çıkması eşlik eder.

Martensitik çelikler, diğer malzemelerden önce kalıcı mıknatısların imalatında kullanılmaya başlandı. Şu anda, düşük manyetik özelliklerinden dolayı nispeten az kullanılmaktadırlar. Ancak, ucuz oldukları ve metal kesme makinelerinde işlenebildikleri için henüz tamamen terk edilmediler.

Alaşımlar plastik olarak deforme olur. Bu alaşımlar yüksek işleme özelliklerine sahiptir. İyi damgalanmış, makasla kesilmiş, metal kesme makinelerinde işlenmiştir. Plastik olarak deforme olmuş alaşımlardan bantlar, levhalar, levhalar, tel yapmak mümkündür. Bazı durumlarda (karmaşık konfigürasyondaki küçük mıknatısların imalatında), seramik-metal teknolojisinin kullanılması tavsiye edilir. Plastik olarak deforme olan birçok alaşım sınıfı vardır ve yüksek manyetik özelliklere sahip olmaları nedeniyle fiziksel işlemler çeşitlidir. En yaygın alaşımlar Kunife (Cu-Ni-Fe) ve Vicaloy'dur (Co-V). Kunife alaşımları anizotropiktir, haddeleme yönünde manyetize edilir ve genellikle küçük kalınlıkta teller ve ayrıca damgalamalar şeklinde kullanılır. Vikaloy, karmaşık veya delikli bir konfigürasyonun en küçük mıknatıslarını yapmak ve yüksek mukavemetli manyetik bantlar veya teller olarak kullanılır.

Soy metallere dayalı alaşımlar. Bunlara manganez ve alüminyum (silmanal) ile gümüş alaşımları ve demir ile platin (%77.8 Pt; %22.2 Fe) veya platin ile kobalt (%76.7 Pt; %23.3 Co) alaşımları dahildir. Bu gruptaki malzemeler, özellikle platin içerenler çok pahalıdır ve bu nedenle sadece birkaç miligram ağırlığındaki minyatür mıknatıslar için kullanılır. Bu grubun tüm alaşımlarından mıknatısların imalatında metal-seramik teknolojisi yaygın olarak kullanılmaktadır.

Elastik mıknatıslar. Belirtildiği gibi, kalıcı mıknatıslar için ana malzeme gruplarının - dökme alaşımlar ve sert manyetik ferritler - en önemli dezavantajı, zayıf mekanik özellikleridir (yüksek sertlik ve kırılganlık). Plastik olarak deforme olabilen alaşımların kullanımı, yüksek maliyetleri nedeniyle sınırlıdır. İÇİNDE Son zamanlarda kauçuk bazlı mıknatıslar ortaya çıktı. Kauçuk teknolojisinin izin verdiği herhangi bir şekilde olabilirler - kordonlar, uzun şeritler, tabakalar vb. Bu tür malzeme makasla kolayca kesilir, damgalanır, bükülür, bükülür. "Manyetik kauçuk" kullanımı, bilgisayarlar için manyetik hafıza harfleri, televizyondaki saptırma sistemleri için mıknatıslar, mıknatıslar, doğru, vb. olarak bilinir.

Elastik mıknatıslar kauçuktan ve sert manyetik malzemelerden (dolgu maddesi) oluşan ince bir tozdan yapılmıştır. En yaygın olarak kullanılan dolgu maddesi baryum ferrittir.

Manyetik bantlar için malzemeler. Manyetik bantlar manyetik kayıt ortamlarıdır. En yaygın olanları paslanmaz çelik katı metal kayışlar, bimetal kayışlar ve toz işleme tabakasına sahip plastik bazlı kayışlardır. Katı metal bantlar, esas olarak özel amaçlar için ve geniş bir sıcaklık aralığında çalışırken kullanılır; plastik bazlı bantlar daha geniş bir uygulamaya sahiptir. Manyetik kayıt ortamının temel amacı, çoğaltılan kafanın yüzeyinde, yoğunluğu (bant çekildiğinde) kaydedilmekte olan sinyalle aynı şekilde zamanla değişen bir manyetik alan oluşturmaktır. Manyetik tozlarla kaplanmış bantların özellikleri, yalnızca başlangıç ​​malzemelerinin özelliklerine değil, aynı zamanda partikül inceltme derecesine, çalışma katmanındaki manyetik malzemenin yığın yoğunluğuna, partiküllerin şekil varlığında yönüne de önemli ölçüde bağlıdır. anizotropi, vb.

Çalışma tabakası (veya metal bandın kalınlığı) mümkün olduğunca ince olmalı ve bandın manyetik malzemeleri ile kafa arasında maksimum etkileşimi (manyetik temas) sağlamak için bandın kendisi pürüzsüz ve esnek olmalıdır. Malzemenin artık manyetizasyonu mümkün olduğu kadar yüksek olmalıdır.

Zorlayıcı kuvvete çelişkili gereksinimler uygulanır: kendi kendine manyetikliği gidermeyi azaltmak için, mümkün olan en yüksek Hc değerine (en az 24 kA / m) sahip olmak gerekir ve bir kaydı silme işlemini kolaylaştırmak için küçük bir Hc istenir . Yüksek kalıcılık ve kendi kendini demanyetizasyona karşı minimum hassasiyet için gereksinimler en iyi yol demanyetizasyon histerezis döngüsünün kesitinin dikdörtgen şeklinden memnunlar, yani. sahip olmak arzu edilir maksimum değer dışbükeylik faktörü. Bant malzemesinin manyetik özelliklerindeki sıcaklık ve diğer değişiklikler minimum düzeyde olmalıdır.

Endüstri, bir alaşımdan, paslanmayan, EP-31A ve bimetal EP-352/353'ten bantlar üretir. Bantlar 0.005-0.01 mm kalınlığa sahiptir, Hc = 24 - 40 kA/m; B r = 0.08 T.

Yerli plastik bazlı bantlar esas olarak A2601-6 (tip 6 - stüdyo teyp kaydedicileri için) ve A4402 - 6 (tip 10 - ev ve röportaj için) olarak üretilmektedir. GOST uyarınca, bantların belirlenmesinde aşağıdakiler kullanılır: ilk eleman - harf indeksi, bandın amacı anlamına gelir: A - ses kaydı, T - video kaydı, B - bilgisayar teknolojisi, I - kesin kayıt: ikinci eleman - dijital indeks (0'dan 9'a kadar), malzeme temellerini gösterir: 2 - diasetilselüloz, 3 - triasetilselüloz, 4 - polietilen tereftalag (lavsan), üçüncü eleman bir dijital indekstir (0'dan 9'a kadar), kalınlık anlamına gelir bandın:
2 - 18 mikron, 3 - 27 mikron, 4 - 36 mikron, 6 - 55 mikron, 9 - 100 mikrondan fazla, dördüncü element bir dijital indekstir (01'den 99'a kadar), teknolojik gelişme sayısı anlamına gelir; beşinci eleman, bandın nominal genişliğinin milimetre cinsinden sayısal değeridir. Beşinci elemandan sonra ek bir harf indeksi olmalıdır: P - delikli bantlar için; R - yayında kullanılan kasetler için; B - ev tipi kaset kaydedicilerden gelen kasetler için.

Manyetik tozlar için aşağıdaki malzemeler kullanılır: demir ferrit (manyetit), kobalt ferrit, krom dioksit vb. Her birinin kendi avantajları ve dezavantajları vardır. En yaygın olarak kullanılan gama-demir oksit (g-Fe203) partikül uzunluğu yaklaşık 0,4 um ve uzunluk-çap oranı yaklaşık üç olan sivri bir şekle sahiptir. Manyetitin (demir ferrit) FeO × Fe 2 O 3'ün yaklaşık 150 o C sıcaklıkta havada ısıtılmasıyla oksidasyonu nedeniyle bir toz (g-Fe 2 O 3) elde edilir.

Manyetik bantların üretimi çeşitlendirilebilir. Daha sık olarak, çalışma tabakası (manyetik vernik), örneğin bir kalıptan vernik dökülerek bitmiş tabana uygulanır. Manyetik vernik önceden hazırlanır ve bir manyetik toz, bir bağlayıcı, bir çözücü, bir plastikleştirici ve toz partiküllerini ıslatmaya ve ayırmaya yardımcı olan ve çalışma tabakasının aşındırıcılığını azaltan çeşitli katkı maddelerinden oluşur.

Parçacık şekli anizotropisi olan tozlar (örneğin, asiküler g-Fe) kullanıldığında, bir bandın üretimi sırasında, paylar bir manyetik alana maruz kalmanın bir sonucu olarak belirli bir şekilde yönlendirilir. Bandın son işlenmesi, yüzeyinin kalitesini iyileştirmek için perdahlama ve cilalamadan oluşur.

Tip 6 bant sağlar yüksek kalite profesyonel ekipmanlarda 19,05 cm/s'de ve tüketici teyp kayıt cihazlarında 9,53 ve 4,75 cm/s'de kullanıldığında ses kaydı ve oynatma.

Bantlar 10-25 °C sıcaklıkta ve %50-60 bağıl nemde saklanmalıdır; 30°C'nin üzerindeki sıcaklıklar kabul edilemez, 10°C'nin altındaki sıcaklıklar tavsiye edilmez.

Yerli sanayi, tip 6 ve 10'a ek olarak, siyah beyaz bir görüntünün çapraz hat kaydı için 50,8 mm genişliğinde bir T4402-50 bant gibi başka türde bantlar da üretir.

Nadir toprak metallerine (REM) dayalı alaşımlar. REM'li bir dizi bileşik ve alaşım, çok yüksek zorlayıcı kuvvet ve maksimum özgül enerji değerlerine sahiptir. Bu malzeme grubundan en ilginç intermetalik bileşikler, R'nin bir nadir toprak metali olduğu RCo 5 tipindedir.

Dikkate alınan ana manyetik malzeme gruplarına ek olarak, bazıları sınırlı bir kapsamı olan teknolojide de kullanılmaktadır.

termomanyetik malzemeler. Termomanyetik malzemelere, belirli bir aralıktaki (çoğu durumda +60 ¸ -60 0 С) sıcaklığa önemli bir manyetik indüksiyon bağımlılığı (daha kesin olarak, doyma manyetizasyonu, çünkü genellikle bir termomanyetik malzeme doyma modunda çalışır) olan malzemeler denir. Termomanyetik malzemeler esas olarak manyetik şöntler veya ek destekler olarak kullanılır. Bu tür elemanların manyetik devrelere dahil edilmesi, sıcaklık hatasını telafi etmeyi veya belirli bir yasaya göre (termal kontrol) hava boşluğundaki manyetik indüksiyonda bir değişiklik sağlamayı mümkün kılar.

manyetostriktif malzemeler. Manyetostriksiyon, ses ve ultrasonik titreşimlerin manyetostriktif vibratörlerinde (jeneratörlerinde) ve ayrıca bazı radyo mühendisliği devrelerinde ve cihazlarında (frekans stabilizasyonu için kuvars yerine, elektromekanik filtrelerde vb.) doğrudan teknik bir uygulamaya sahiptir.

Manyetostriktif malzemeler olarak nikel, permendur (yüksek doygunluk manyetizasyonu ile karakterize edilen Fe-Co alaşımları), Alfer (Fe-Al alaşımları), nikel ve nikel-kobalt ferritleri vb. kullanılmaktadır.

Nikel doygunluk manyetostriksiyon katsayısının büyük bir mutlak değerine sahiptir l S = D l / l = -35 × 10 -6 (l plakanın alana olan uzunluğu, D l alanın bir sonucu olarak uzunluktaki değişikliktir ; eksi işareti uzunlukta bir azalma anlamına gelir). Tipik olarak, nikel sınıfı H, sert bir ateşlenmemiş bant şeklinde 0.1 mm kalınlığında kullanılır. Zımbalama işleminden sonra plakalar, havada 800°C'ye kadar 15-25 dakika ısıtılarak oksitlenir. Bu şekilde oluşturulan oksit filmi, istifleme sırasında plakaları elektriksel olarak yalıtmaya hizmet eder. Nikel, yüksek korozyon önleyici özelliklere ve düşük elastikiyet modülünün sıcaklık katsayısına sahiptir.

Son zamanlarda manyetostriktif ferritler özellikle hassas filtrelerde daha yaygın olarak kullanılmaktadır.

Yüksek doygunluk indüksiyonlu alaşımlar. Geleneksel malzemeler arasında demir en yüksek indüksiyona (» 2,1 T) sahiptir.

Cihazın boyutları, kütlesi ve akış boyutu için en yüksek gereksinimlerin ortaya konduğu durumlarda, doygunluk indüksiyonunun 2,43 T'ye ulaştığı süper izokobalt alaşımları kullanılır, bu da kütle ve hacimle karşılaştırıldığında tasarruf elde etmeyi mümkün kılar. %15–20 oranında ütülemek için . Uygulamada, alaşımların teknolojik özelliklerini, soğuk halde işleme olasılığını artıran %30-51 Co ve% 1.5-2.0 V içeren alaşımlar kullanılır. Bu alaşımlara permendur denir.

Yüksek ve düşük kobalt içeriğine sahip alaşımların doygunluk indüksiyonu yaklaşık olarak aynıdır. Zayıf ve orta alanlardaki yüksek kobaltlı alaşımlar, düşük kobaltlı alaşımlardan daha yüksek manyetik geçirgenliğe sahiptir, ancak ikincisi daha ucuzdur.

Doygunluk indüksiyonunun yüksek değerine ek olarak, permendur, onu telefon membranları için bir malzeme olarak özellikle değerli kılan önemli bir tersinir geçirgenliğe sahiptir. Permendur dezavantajları: düşük elektrik direnci r, yüksek maliyet ve kobalt ve vanadyum kıtlığı. Permendur, sabit manyetik alanlarda veya sabit bir alan tarafından güçlü önyargılı zayıf alternatif alanlarda kullanılır. Bu grubun malzemelerinden normalleştirilmiş alaşım 50 KF'dir (%49.0-51 Co; 1.5-2.0 V). Alaşım, en az 2.35 T ve q = 980 °C'lik bir doygunluk indüksiyonuna sahiptir.

Ekstra izokobalt alaşımlarının ticari olarak saf demire göre avantajı, 1.0 T'nin üzerindeki bir manyetik indüksiyonda hissedilir. Manyetik geçirgenlik değerlerindeki fark, yaklaşık 1.8 T'lik bir manyetik indüksiyon değerinde maksimuma ulaşırken, kobalt alaşımlarının geçirgenliği, yumuşak demir derecelerinin geçirgenliğinden on kat daha fazladır.

Vasyura A.Ş. — "Otomasyon kontrol sistemlerinin elemanları ve cihazları" kitabı

Mıknatıslar, belirli malzemeleri çeken veya iten bir manyetik alana sahip nesnelerdir. Mıknatısların metalleri çekme yetenekleri için çok yararlı olduğu bulunmuştur. Mıknatıslar hem günlük hayatımızda hem de çeşitli endüstrilerde geniş bir uygulama alanına sahiptir.

Oyuncaklarda, ev aletlerinde ve evde sahip olduğunuz yüzlerce şeyde kullanılırlar. Mıknatıslar ana uygulamalarını madencilik ve madencilik, seramik, plastik ve cam üretimi ve diğerleri gibi endüstrilerde bulmuştur.

Mıknatıslar çeşitli şekillerde, boyutlarda ve güçlerde gelir. İki ana mıknatıs tipine ayrılırlar:

• insan yapımı mıknatıslar
• doğal mıknatıslar.

Doğal mıknatıslara manyetit denir. Demir ve mineraller açısından zengindirler.

İnsanlar, metal alaşımlarından yapılmış, doğal olanlardan daha güçlü sentetik mıknatıslar yarattılar. Yapay mıknatıslar binlerce amaç için kullanılır ve güç ve manyetik özellikler bakımından farklılık gösterir.

Aşağıdakiler üç tür yapay mıknatıstır:

• kalıcı mıknatıslar
• Geçici mıknatıslar

kalıcı mıknatıslar

Kalıcı mıknatıslar çok güçlüdür ve en yaygın olarak kullanılanlardır. Bu mıknatıslar, bir kez manyetize edildiklerinde, manyetizmalarını uzun süre veya sonsuza kadar korudukları için bu şekilde adlandırılmıştır.

Bunun nedeni, mıknatısların, birbirini güçlendiren manyetik alanlara sahip atom ve moleküller içeren maddelerden yapılmış olmasıdır. Bununla birlikte, belirli koşullar altında, bu mıknatıslar, örneğin bir şokta manyetik özelliklerini kaybedebilir.

Kalıcı mıknatıslar, buzdolabı mıknatıslarından büyük endüstriyel tesislere kadar geniş bir uygulama alanına sahiptir. Onlar farklı boyutlar ve formları ve bileşimlerinde farklılık gösterir.

Bazı yaygın kalıcı mıknatıs türleri şunlardır:

• Seramik
• Alnico mıknatıslar
• Samaryum kobalt
• neodim, demir ve bor

Bunlardan samaryum-kobalt ve neodimyum mıknatıslar, nadir toprak mıknatısları olarak sınıflandırılır.

Seramik

Seramik mıknatıslara ayrıca ferrit denir ve demir oksit ile baryum veya stronsiyum karbonattan oluşur. Bunlar gerçekten güçlü mıknatıslardır ve bilim laboratuvarlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. En yaygın olarak deneysel amaçlar için kullanılırlar.

Alnico mıknatıslar

İsim ilk harflerden oluşur kimyasal elementler, mıknatısların yapıldığı: al (uminyum), nikel (kel), co (balt). Alnico mıknatıslar çok güçlüdür ve daha kararlı ve demanyetizasyona karşı daha dirençli oldukları için çeşitli deneylerde seramik mıknatısların yerine kullanılır. Ancak, daha pahalıdırlar.

Samaryum Kobalt Mıknatıslar

Nadir toprak mıknatısları kategorisine aittir. Bu mıknatıslar çok yüksek bir manyetik güce sahiptir ve demanyetizasyon ve oksidasyona karşı çok dirençlidir. Çok pahalıdırlar ve yüksek manyetizma ve stabilite gerektiren uygulamalar için kullanılabilirler. İlk olarak 1970'lerde ortaya çıktılar.

neodimiyum-demir-bor

Bu, başka bir nadir toprak mıknatısı türüdür. Neodimiyum mıknatıslar, samaryum kobalt mıknatıslarına çok benzer ancak daha az kararlıdır. Bu mıknatısın bir santimetresi, birkaç metre boyutunda bir metal plakayı kaldırabilir. Son derece yüksek manyetizmaları nedeniyle dünyanın en pahalı mıknatıslarıdır ve yüksek maliyetleri nedeniyle daha az kullanılırlar.

Esnek mıknatıslar yassı şeritlerden ve levhalardan yapılır. Bu mıknatıslar en az manyetizmaya sahiptir.

Geçici mıknatıslar

Geçici mıknatıslar, yalnızca güçlü bir mıknatıstan gelen güçlü bir manyetik alana yerleştirildiğinde mıknatıs gibi davranır. Ataş ve çivi gibi herhangi bir metal nesne, güçlü bir manyetik alana maruz kaldığında mıknatıs görevi görebilir. Ancak alandan çıkar çıkmaz manyetizmalarını anında kaybederler. Geçici mıknatıslar, geçici manyetizmalarına rağmen birçok fayda sağlar. Esas olarak telefonlarda ve elektrik motorlarında kullanılırlar.

Elektromıknatıslar, yukarıdaki mıknatıslardan farklı olarak çok güçlü mıknatıslardır. Bu mıknatıslar, içinde elektrik akımı bulunan bir telin bir manyetik alan oluşturması prensibine göre çalışırlar.

Tel bobinli ağır metal bir çekirdekten oluşur. Akım tellerden geçtiğinde, metal çekirdeği mıknatıslayan bir manyetik alan oluşturulur.

Bir mıknatısın polaritesi, akan akımın miktarı ayarlanarak ve yönü değiştirilerek değiştirilebilir. Televizyonlarda, radyolarda, video kasetlerde, bilgisayarlarda, monitörlerde vb. yaygın olarak kullanılırlar.