Wat is een magneet?
Een magneet is een materiaal dat er duidelijke kracht op uitoefent zonder fysiek contact met andere materialen. Deze kracht wordt magnetisme genoemd. Magnetische kracht kan aantrekken of afstoten. De meeste bekende materialen bevatten enige magnetische kracht, maar de magnetische kracht in deze materialen is erg klein. Voor sommige materialen is de magnetische kracht erg groot, daarom worden deze materialen magneten genoemd. De aarde zelf is ook een enorme magneet.
Op alle magneten zijn er twee punten waar de magnetische kracht het grootst is. Ze staan bekend als de polen. Bij een rechthoekige staafmagneet staan de polen recht tegenover elkaar. Ze worden de Noordpool of de Noordzoekende pool genoemd, en de Zuidpool of de Zuidzoekende.
Een magneet kan eenvoudig worden gemaakt door een bestaande magneet te nemen en er een stuk metaal mee te wrijven. Dit gebruikte metalen stuk moet continu in één richting worden gewreven. Hierdoor gaan de elektronen in dat metalen stuk in dezelfde richting draaien. Elektrische stroom kan ook magneten creëren. Omdat elektriciteit een stroom van elektronen is, hebben de mobiele elektronen die in een draad bewegen hetzelfde effect als elektronen die rond de atoomkern draaien. Dit heet een elektromagneet.
Vanwege de manier waarop hun elektronen zijn gerangschikt, zijn de metalen nikkel, kobalt, ijzer en staal zeer goede magneten. Deze metalen kunnen voor altijd magneten blijven zodra ze magneten worden. Vandaar de naam harde magneten. Deze en andere metalen kunnen zich echter tijdelijk als magneten gedragen als ze zijn blootgesteld aan of in de buurt van een harde magneet komen. Dan dragen ze de naam zachte magneten.
Hoe magnetisme werkt
Magnetisme treedt op wanneer kleine deeltjes, elektronen genaamd, op de een of andere manier bewegen. Alle materie is samengesteld uit eenheden die atomen worden genoemd en die op hun beurt zijn samengesteld uit elektronen en andere deeltjes, die neutronen en protonen zijn. Deze elektronen hebben de neiging om rond de kern te roteren, die de andere hierboven genoemde deeltjes bevat. De kleine magnetische kracht wordt veroorzaakt door de rotatie van deze elektronen. In sommige gevallen roteren veel elektronen in het object in één richting. Het resultaat van al deze kleine magnetische krachten van elektronen is een grote magneet.
Het poeder bereiden
Geschikte hoeveelheden ijzer, boor en neodymium worden verwarmd om te smelten onder vacuüm of in een inductiesmeltoven met behulp van inert gas. Het gebruik van het vacuüm is om chemische reacties tussen de smeltende materialen en lucht te voorkomen. Wanneer de gesmolten legering is afgekoeld, wordt deze gebroken en verbrijzeld, waardoor kleine metalen strips ontstaan. Daarna worden de kleine stukjes verpulverd en vermalen tot een fijn poeder met een diameter van 3 tot 7 micron. Het nieuw gevormde poeder is zeer reactief en kan ontsteking in de lucht veroorzaken en moet uit de buurt van blootstelling aan zuurstof worden gehouden.
Isostatische verdichting
Het proces van isostatische verdichting wordt ook wel persen genoemd. Het poedervormige metaal wordt genomen en in een mal geplaatst. Deze mal wordt ook wel een matrijs genoemd. Om ervoor te zorgen dat het poedervormige materiaal in lijn ligt met de poederdeeltjes wordt een magnetische kracht uitgeoefend, en gedurende de periode dat de magnetische kracht wordt uitgeoefend, worden hydraulische rammen gebruikt om het geheel samen te drukken tot op 0,125 inch (0,32 cm) van de geplande grootte. dikte. Hoge drukken worden gewoonlijk gebruikt van 10.000 psi tot 15.000 psi (70 MPa tot 100 MPa). Andere ontwerpen en vormen worden vervaardigd door de stoffen in een luchtdichte geëvacueerde houder te plaatsen voordat ze door gasdruk in de gewenste vorm worden geperst.
De meeste materialen, zoals hout, water en lucht, hebben magnetische eigenschappen die erg zwak zijn. Magneten trekken voorwerpen die de voormalige metalen bevatten zeer sterk aan. Ze trekken ook andere harde magneten aan of stoten ze af wanneer ze dichterbij worden gebracht. Dit resultaat komt doordat elke magneet twee tegengestelde polen heeft. De zuidpolen trekken de noordpolen van andere magneten aan, maar stoten andere zuidpolen af en omgekeerd.
Magneten vervaardigen
De meest gebruikelijke methode die wordt gebruikt bij het vervaardigen van magneten wordt poedermetallurgie genoemd. Omdat magneten uit verschillende materialen bestaan, zijn de productieprocessen op zichzelf ook verschillend en uniek. Elektromagneten worden bijvoorbeeld gemaakt met behulp van metaalgiettechnieken, terwijl flexibele permanente magneten worden vervaardigd via processen waarbij plastic wordt geëxtrudeerd, waarbij grondstoffen onder hitte worden gemengd voordat ze onder extreme druk door een opening worden geperst. Hieronder ziet u het proces van de magneetproductie.
Alle cruciale en belangrijke aspecten van de selectie van magneten moeten besproken worden met zowel de engineering- als de productieteams. Het magnetiseringsproces op de productieprocessen van magneten, tot nu toe is het materiaal een stuk samengeperst metaal. Hoewel er tijdens het isostatisch persen een magnetische kracht werd uitgeoefend, had de kracht geen magnetisch effect op het materiaal, maar bracht het alleen de losse poederdeeltjes op één lijn. Het stuk wordt tussen de polen van een sterke elektromagneet gebracht en daarna in de richting van de magnetisatie gericht. Nadat de elektromagneet is bekrachtigd, lijnt de magnetische kracht de magnetische domeinen in het materiaal uit, waardoor het stuk een zeer sterke permanente magneet wordt.
Verwarming van het materiaal
Na het proces van isostatische verdichting wordt de prop van het poedervormige metaal gescheiden van de matrijs en in een oven geplaatst. Sinteren is het proces of de methode waarbij warmte wordt toegevoegd aan gecomprimeerde poedervormige metalen om ze daarna om te zetten in gesmolten, massieve metalen stukken.
Het sinterproces bestaat hoofdzakelijk uit drie fasen. Tijdens de eerste fase van het proces wordt het samengeperste materiaal op zeer lage temperaturen verwarmd om al het vocht of alle verontreinigende stoffen weg te drijven die mogelijk zijn ingesloten tijdens het isostatische verdichtingsproces. Tijdens de tweede fase van het sinteren stijgt de temperatuur tot ongeveer 70-90% van het smeltpunt van de legering. Vervolgens wordt de temperatuur daar een aantal uren of dagen gehandhaafd, zodat de kleine deeltjes zich kunnen aanpassen, binden en samensmelten. De laatste fase van het sinteren is wanneer het materiaal zeer langzaam wordt afgekoeld in gecontroleerde temperatuurstappen.
Uitgloeien van het materiaal
Na het verwarmingsproces komt het proces van gloeien. Dit is wanneer het gesinterde materiaal nog een stapsgewijs gecontroleerd verwarmings- en koelproces ondergaat om alle resterende spanningen die in het materiaal achterblijven weg te nemen en het sterker te maken.
Magneetafwerking
De bovengenoemde gesinterde magneten bestaan uit een bepaald niveau of mate van bewerking, variërend van het glad en parallel slijpen ervan tot het vormen van kleinere onderdelen uit blokmagneten. Het materiaal waaruit de magneet bestaat, is zeer hard en bros (Rockwell C 57 tot 61). Daarom heeft dit materiaal diamantschijven nodig voor de snijprocessen, ze worden ook gebruikt voor slijpschijven voor de slijpprocessen. Het proces van snijden kan met grote precisie worden uitgevoerd en maakt meestal de noodzaak van het proces van malen overbodig. De bovengenoemde processen moeten zeer zorgvuldig worden uitgevoerd om chippen en barsten te verminderen.
Er zijn gevallen waarin de uiteindelijke magneetstructuur of -vorm zeer bevorderlijk is voor verwerking met een gevormde diamantslijpschijf zoals broodbroden. Het eindresultaat in de uiteindelijke vorm wordt langs de slijpschijf gebracht en de slijpschijf zorgt voor nauwkeurige en nauwkeurige afmetingen. Het gegloeide product benadert zo dicht de uiteindelijke vorm en afmetingen dat het wenselijk is dat het wordt gemaakt. Bijna-netvorm is de naam die gewoonlijk aan deze aandoening wordt gegeven. Een laatste bewerkingsproces verwijdert overtollig materiaal en zorgt waar nodig voor een zeer glad oppervlak. Om het oppervlak af te dichten wordt het materiaal tenslotte voorzien van een beschermende coating.
Magnetiserend proces
Magnetiseren volgt op het afwerkingsproces en wanneer het productieproces is voltooid, moet de magneet worden opgeladen om een extern magnetisch veld te produceren. Om dit te bereiken wordt een solenoïde gebruikt. Een solenoïde is een holle cilinder waarin verschillende magneetafmetingen en -vormen kunnen worden geplaatst of met armaturen wordt een solenoïde vervaardigd om verschillende magnetische patronen of ontwerpen te geven. Om te voorkomen dat deze krachtige magneten in hun gemagnetiseerde omstandigheden worden gehanteerd en gemonteerd, kunnen grote assemblages worden gemagnetiseerd . Er moet rekening worden gehouden met de eisen aan het magnetisatieveld, die zeer substantieel zijn.
Posttijd: 05-07-2022