Што такое магніт?
Магніт - гэта матэрыял, які аказвае на яго відавочную сілу без фізічнага кантакту з іншымі матэрыяламі. Гэтая сіла называецца магнетызмам. Магнітная сіла можа прыцягваць або адштурхоўваць. Большасць вядомых матэрыялаў утрымліваюць некаторую магнітную сілу, але магнітная сіла ў гэтых матэрыялах вельмі малая. Для некаторых матэрыялаў магнітная сіла вельмі вялікая, таму гэтыя матэрыялы называюцца магнітамі. Сама зямля - таксама велізарны магніт.
На ўсіх магнітах ёсць дзве кропкі, дзе магнітная сіла найбольшая. Яны вядомыя як палякі. На прамавугольным прутковым магніте полюсы размешчаны прама адзін насупраць аднаго. Іх называюць Паўночным полюсам або паўночным полюсам і Паўднёвым полюсам або паўднёвым полюсам.
Магніт можна проста зрабіць, узяўшы існуючы магніт і пацёршы ім кавалак металу. Гэты металічны кавалак, які выкарыстоўваецца, трэба бесперапынна церці ў адным кірунку. Гэта прымушае электроны ў гэтым металічным кавалку пачынаць круціцца ў адным кірунку. Электрычны ток таксама здольны ствараць магніты. Паколькі электрычнасць - гэта паток электронаў, калі рухомыя электроны рухаюцца па дроце, яны нясуць з сабой той жа эфект, што і электроны, якія круцяцца вакол атамнага ядра. Гэта называецца электрамагнітам.
З-за таго, як у іх размешчаны электроны, металы нікель, кобальт, жалеза і сталь робяць вельмі добрыя магніты. Гэтыя металы могуць заставацца магнітамі назаўжды, калі яны стануць магнітамі. Так і атрымалі назву цвёрдыя магніты. Аднак гэтыя і іншыя металы могуць часова паводзіць сябе як магніты, калі яны падвяргаліся ўздзеянню або набліжаліся да цвёрдага магніта. Тады яны носяць назву мяккія магніты.
Як працуе магнетызм
Магнетызм узнікае, калі малюсенькія часціцы, якія называюцца электронамі, рухаюцца нейкім чынам. Уся матэрыя складаецца з адзінак, званых атамамі, якія, у сваю чаргу, складаюцца з электронаў і іншых часціц, якія з'яўляюцца нейтронамі і пратонамі. Гэтыя электроны імкнуцца круціцца вакол ядра, якое змяшчае іншыя часціцы, згаданыя вышэй. Малюсенькая магнітная сіла выклікана кручэннем гэтых электронаў. У некаторых выпадках шмат электронаў у аб'екце круціцца ў адным кірунку. Вынікам усіх гэтых маленькіх магнітных сіл ад электронаў з'яўляецца вялікі магніт.
Падрыхтоўка парашка
Адпаведныя колькасці жалеза, бору і неадыму награваюць для расплаўлення ў вакууме або ў індукцыйнай плавільнай печы з выкарыстаннем інэртнага газу. Выкарыстанне вакууму з'яўляецца прадухіленнем хімічных рэакцый паміж расплаўленымі матэрыяламі і паветрам. Калі расплаўлены сплаў астыне, яго разбіваюць і здрабняюць, утвараючы невялікія металічныя палоскі. Затым невялікія кавалачкі здрабняюць і здрабняюць у дробны парашок памерам ад 3 да 7 мікрон у дыяметры. Нядаўна ўтвораны парашок мае высокую рэакцыйную здольнасць і здольны выклікаць узгаранне ў паветры, таму яго трэба трымаць далей ад уздзеяння кіслароду.
Ізастатычнае ўшчыльненне
Працэс ізастатычнага ўшчыльнення таксама называюць прэсаваннем. Металічны парашок бярэцца і змяшчаецца ў форму. Гэтую форму таксама называюць штампам. Для таго, каб парашкападобны матэрыял знаходзіўся на адной лініі з часціцамі парашка, дзейнічае магнітная сіла, і падчас дзеяння магнітнай сілы выкарыстоўваюцца гідраўлічныя цыліндры, каб цалкам сціснуць яго ў межах 0,125 цалі (0,32 см) ад запланаванага таўшчыня. Высокі ціск звычайна выкарыстоўваецца ад 10 000 фунтаў на квадратны цаля да 15 000 фунтаў на квадратны дюйм (ад 70 да 100 МПа). Іншыя канструкцыі і формы вырабляюцца шляхам змяшчэння рэчываў у герметычны вакуумны кантэйнер перад націскам на жаданую форму пад ціскам газу.
Большасць матэрыялаў, напрыклад, дрэва, вада і паветра, валодаюць вельмі слабымі магнітнымі ўласцівасцямі. Магніты вельмі моцна прыцягваюць да сябе прадметы, якія ўтрымліваюць былыя металы. Яны таксама прыцягваюць або адштурхваюць іншыя цвёрдыя магніты, калі іх набліжаць. Гэты вынік адбываецца таму, што кожны магніт мае два супрацьлеглыя полюсы. Паўднёвыя полюсы прыцягваюць паўночныя полюсы іншых магнітаў, але яны адштурхваюць іншыя паўднёвыя полюсы, і наадварот.
Вытворчасць магнітаў
Самы распаўсюджаны метад, які выкарыстоўваецца ў вытворчасці магнітаў, называецца парашковай металургіяй. Паколькі магніты складаюцца з розных матэрыялаў, працэсы іх вытворчасці таксама розныя і ўнікальныя самі па сабе. Напрыклад, электрамагніты вырабляюцца з выкарыстаннем метадаў ліцця металу, у той час як гнуткія пастаянныя магніты вырабляюцца ў працэсе экструзіі пластыка, пры якім сыравіна змешваецца ў цяпле перад тым, як праціснуцца праз адтуліну ва ўмовах экстрэмальнага ціску. Ніжэй паказаны працэс вырабу магніта.
Усе найважнейшыя і важныя аспекты выбару магнітаў павінны абмяркоўвацца як з інжынернымі, так і з вытворчымі групамі. Працэс намагнічвання на вытворчыя працэсы магнітаў, да гэтага моманту, матэрыял уяўляе сабой кавалак сціснутага металу. Нягледзячы на тое, што ў працэсе ізастатычнага прэсавання на яго дзейнічала магнітная сіла, гэтая сіла не прынесла магнітнага эфекту на матэрыял, яна толькі выбудоўвала сыпкія часціцы парашка. Кавалак змяшчаецца паміж полюсамі моцнага электрамагніта і пасля гэтага арыентуецца ў напрамку намагнічанасці. Пасля таго, як электрамагніт падаецца пад напругай, магнітная сіла выраўноўвае магнітныя дамены ўнутры матэрыялу, робячы дэталь вельмі моцным пастаянным магнітам.
Нагрэў матэрыялу
Пасля завяршэння працэсу ізастатычнага ўшчыльнення кумпяк металічнага парашка аддзяляецца ад формы і змяшчаецца ў печ. Спяканне - гэта працэс або метад дадання цяпла сціснутым парашкападобным металам, каб потым ператварыць іх у расплаўленыя цвёрдыя металічныя кавалкі.
Працэс спякання ў асноўным складаецца з трох этапаў. На пачатковай стадыі працэсу сціснуты матэрыял награваецца пры вельмі нізкіх тэмпературах, каб адагнаць усю вільгаць або ўсе забруджвальныя рэчывы, якія маглі быць захопленыя ў працэсе ізастатычнага ўшчыльнення. Падчас другой стадыі спякання адбываецца павышэнне тэмпературы прыкладна да 70-90% ад тэмпературы плаўлення сплаву. Затым тэмпература падтрымліваецца на працягу некалькіх гадзін або дзён, каб дробныя часціцы супадалі, злучаліся і зліваліся разам. Апошні этап спякання - гэта калі матэрыял астуджаецца вельмі павольна з кантраляванымі крокамі тэмпературы.
Адпал матэрыялу
Пасля працэсу нагрэву ідзе працэс адпалу. Гэта адбываецца, калі спечаны матэрыял падвяргаецца яшчэ аднаму паэтапнаму кантраляванаму працэсу нагрэву і астуджэння, каб зняць любыя ці ўсе рэшткавыя напружання, якія засталіся ўнутры матэрыялу, і зрабіць яго больш трывалым.
Магнітная аздабленне
Вышэйзгаданыя спечаныя магніты складаюцца з некаторага ўзроўню або ступені механічнай апрацоўкі, пачынаючы ад гладкага і паралельнага шліфавання або фарміравання меншых дэталяў з блочных магнітаў. Матэрыял, з якога зроблены магніт, вельмі цвёрды і далікатны (Rockwell C 57 да 61). Такім чынам, гэты матэрыял мае патрэбу ў алмазных кругах для працэсаў рэзкі, яны таксама выкарыстоўваюцца для абразіўных колаў для працэсаў шліфавання. Працэс нарэзкі можа быць выкананы з вялікай дакладнасцю і звычайна пазбаўляе ад неабходнасці драбнення. Вышэйзгаданыя працэсы трэба выконваць вельмі асцярожна, каб паменшыць сколы і расколіны.
Бываюць выпадкі, калі канчатковая структура або форма магніта вельмі спрыяльная для апрацоўкі фасонным алмазным шліфавальным кругам, напрыклад, боханаў хлеба. Канчатковы вынік у канчатковай форме праходзіць праз шліфавальны круг, і шліфавальны круг забяспечвае дакладныя і дакладныя памеры. Абпалены прадукт настолькі блізкі да гатовай формы і памераў, што хочацца вырабіць яго. Блізкая сеткаватая форма - так звычайна называюць гэты стан. Апошні і апошні працэс механічнай апрацоўкі выдаляе любы лішак матэрыялу і стварае вельмі гладкую паверхню, дзе гэта неабходна. Нарэшце, для герметызацыі паверхні матэрыялу наносяць ахоўнае пакрыццё.
Працэс намагнічвання
Намагнічванне ідзе пасля працэсу аздаблення, і калі працэс вытворчасці завершаны, магніт патрабуе зарадкі, каб стварыць знешняе магнітнае поле. Для гэтага выкарыстоўваецца саленоід. Саленоід - гэта полы цыліндр, у які можна змясціць магніты розных памераў і формаў, або з дапамогай прыстасаванняў саленоід ствараецца для надання розных магнітных узораў або канструкцый. Каб пазбегнуць працы і зборкі гэтых магутных магнітаў у іх намагнічаных умовах, можна намагніціць вялікія зборкі . Варта звярнуць увагу на патрабаванні да намагнічваючага поля, якія вельмі істотныя.
Час публікацыі: 5 ліпеня 2022 г