درباره ی آهنربا ها بیشتر بدانید !

در این نوشته قصد داریم با دادن اطلاعات مفید شما را به متخصص این زمینه تبدیل کنیم و درباره دنیای مغناطیس ها بیشتر بیاموزید! تفاوت بین هر نوع مغناطیس و درجه های مختلف آنها را کشف کنید. درباره فرآیندهای تولید، مغناطیس شدن و کنترل مغناطیس ها بیاموزید و درک خود را از اصطلاحات فنی خاص و بسیاری از موارد دیگر توسعه دهید!

آهنربا چگونه عمل میکند ؟

آهنربا یا مگنت یا یک شی مغناطیسی جسمی است که یک میدان مغناطیسی نامرئی از خود می دهد. هر آهنربا به صورت طبیعی دارای یک قطب جنوب و یک قطب شمال است و قطب های مخالف جذب یکدیگر می شوند. اگر قطب های یکسان را نزدیک همدیگر قرار دهید، آهنرباها ها دفع می شوند. در بالا یک نمودار ساده از یک آهنربا و میدان مغناطیسی آن نشان داده شده است. مغناطیس ها در اشکال مختلفی تولید می شوند و می توانند با قطب های مختلفی تولید شوند. جهت میدان مغناطیسی می تواند بسته به کاربرد و همچنین شکل مغناطیس تغییر کند. قویترین نوع آهنرباهای تولید شده تا به کنون به نام نئودیمویم هستند که در زیر به نحوه ی تولید آنها به صورت ساده توضیح خواهیم داد.

آهنربای نئودیمیوم سینترد چگونه تولید می شود؟

استخراج: گام اول در ساخت یک آهنربای ساخته شده با عناصر کمیاب زمین، استخراج ماده کمیاب زمینی (نئودیمویم) است. ماده کمیاب زمینی سپس با گرم کردن و ذوب کردن در یک کوره اندوکسیون خلاء جدا می شود تا ماده آلیاژ مورد نیاز ما را تشکیل دهد.

پرس کردن: مخلوط سپس خنک می شود تا قالب هایی را تشکیل دهد. این قالب ها سپس در یک آسیاب جت به پودر ریز تبدیل می شوند. این پودر سپس در یک قالب فشرده می شود و انرژی مغناطیسی اعمال می شود. هنگامی که مخلوط فشرده می شود، جهت مغناطیسی قفل می شود.

سینترینگ: پس از فشرده شدن ، ماده سپس مغناطیس زدایی شده و تقریباً تا نقطه ذوب با یک فرایندی به نام سینترینگ گرم می شود. این فرایند باعث می شود ذرات پودری مغناطیس با هم آمیخته شوند.

خنک کردن سریع: ماده گرم شده سپس با استفاده از یک تکنیک به نام “خاموش کردن به سرعت” خنک می شود تا عملکرد مغناطیسی آهنربا را به حداکثر برساند. همزمان در این مرحله، آهنرباهای خام به شکل مورد نظر خود ماشینکاری می شوند.

روکش کاری: آهنرباها بسیار سخت هستند، بنابراین مستعد شکستن و ترک خوردن هستند. باید پوشش داده شوند، تمیز شوند، خشک شوند و روکش شوند. رایج ترین آنها نیکل-مس-نیکل است که به خاطر خواص مقاوم در برابر سایش عموما در این نوع آهنربا به رنگ براق نقره ای دیده می شود.

تولد یک آهنربای قوی: ماده نهایی سپس با قرار گرفتن در داخل یک سیم پیچ و عبور جریان برق از آن ، دوباره مغناطیسه میشود. میدانی که به این این آهنربا القا می شود سه برابر قدرت مورد نیاز آهنربا برای مغناطیسه شدن است. دلیل این موضوع این است که همه ی حوضه های آهنربا به حالت همراستا تبدیل شوند و حداکثر همگرایی در داخل آهنربا ایجاد شود.

انواع آهنربا ها !

• نئودیمیوم : همچنین به عنوان آهنرباهای کمیاب زمین نیز شناخته می شوند. آهنرباهای نئودیمیوم قوی ترین مغناطیس های دائمی هستند. این آهنرباها در بسیاری از صنایع و کاربردهایی که نیاز به قوی ترین نیروی مغناطیسی دارند، استفاده می شوند و قادر به بلند کردن بیش از 1000 برابر وزن خود هستند. به دلیل قدرت فوق العاده ، عملکرد و مقاومت در برابر مغناطیس زدایی، می توانند در اشکال و اندازه های مختلف ساخته شوند و کاربردهای بی پایانی را فراهم می کنند.

• فریت یا سرامیکی: آهنرباهای فریت به دلیل هزینه های تولید پایین و مقاومت در برابر حرارت و خوردگی ، در بسیاری از کاربردهای روزمره استفاده می شوند. آهنرباهای فریت به راحتی با رنگ خاکستری گرافیتی تیره شان شناخته می شوند. آنها زنگ نمی زنند و به همین دلیل نیازی به پوشش محافظ ندارند. در حالی که آنها به قدر آهنرباهای نئودیمی قوی نیستند ، ,ولی استقامت بسیار خوبی دارند و احتمالاً عمر وسیله ای که در آنها استفاده می شوند را بسیار افزایش میدهند.

• آهنرباهای انعطاف پذیر یا لاستیکی: به طور کلی ، آهنرباهای انعطاف پذیر نسبت به نئودیمی نیروی مغناطیسی ضعیف تری دارند ، اما در حالی که نیروی مغناطیسی آنها از نظر سانتی متر مربع ضعیف است ، وقتی بر روی یک مساحت تماس بزرگ اعمال شود، نیروی قابل توجهی تولید می شود. در واقع ، آهنرباهای انعطاف پذیر می توانند به عنوان تابلوهای روی خودروهایی که تا 80 کیلومتر در ساعت حرکت می کنند، استفاده شوند. به دلیل تنوع آنها ، مغناطیس های انعطاف پذیر برای صدها کاربردی که نیازی به مغناطیس های قوی و سخت ندارند ، استفاده می شوند. از آنجا که مغناطیس های انعطاف پذیر می توانند در هر طرحی لمینت شوند، می توانند در تعدادی از پروژه های خلاقانه مانند نمایش و تبلیغات شهری و … استفاده شوند.

• ساماریوم کبالت: آهنرباهای ساماریوم کبالت که به عنوان آهنرباهای SmCo نیز شناخته می شوند. بخشی از خانواده آهنربا های کمیاب زمین هستند. یک مزیت آهنرباهای ساماریوم کبالت ، توانایی آنها در عملکرد در دماهای بالا همراه با مقاومت برتر در برابر خوردگی است. به دلیل این ویژگی های خود، مغناطیس های ساماریوم کبالت به طور معمول در کاربردهایی که نیاز به دمای عملیاتی بالا دارند مانند ژنراتورها ، حسگرها و موتورها، و در صنایعی مانند خودروسازی ، هوافضا، هسته و … استفاده می شوند.

• آلنیکو: آهنرباهای آلنیکو آهنرباهای دائمی هستند که از ترکیب آلومینیوم (Al) ، نیکل (Ni) و کبالت (Co) تشکیل شده اند. این مغناطیس های قوی معمولاً کمتر از بیشتر مغناطیس های کمیاب زمین شکننده هستند و در مدل های ایزوتروپیک یا آنیزوتروپیک موجود هستند. آهنرباهای آلنیکو همچنین توانایی عملکرد در بالاترین دمای هر ماده مغناطیسی را دارند. به دلیل مقاومت در برابر دماهای بالا ، آهنرباهای آلنیکو می توانند در کاربردهای مختلفی مانند موتورهای الکتریکی، کاربردهای مهندسی دمای بالا استفاده شوند. در کل این نوع آهنربا قدرت نسبتاً ضعیفی نسبت به نئودیمویم و ساماریوم کبالت دارند.