Налице са иновации, водещи до промени във видовете магнитни материалисвързани магнитистане конкурентен. Тези особени и много регулируеми магнити са се промъкнали в многобройни приложения, давайки тласък на множество индустрии и достигайки до иновативни идеи в магнитната технология. В това ръководство за напреднали за начинаещи ще научите всичко, което трябва да знаете за свързаните магнити, включително техния състав, как са направени, различните видове и техните характерни свойства и как свързаните магнити вероятно ще бъдат използвани скоро.
Какво представляват свързаните магнити?
Свързаните магнити представляват уникален клас магнитни материали, които комбинират най-доброто от двата свята: атрибутите на конвенционалните магнити и гъвкавостта на полимерите. Свързаните магнити са разнообразни материали, създадени от магнитни частици и немагнитно лепило. Това изобретение също така прави възможно производството на магнити с различни форми и размери, което не беше възможно в миналото, разширявайки потенциалните области за техники и дизайни.
В сравнение със синтерованите продукти, направени от уплътняващи и синтеровани метални прахове, свързаните магнити имат по-голяма гъвкавост на дизайна и по-ниска цена. Те могат да бъдат формовани, синтеровани или ламинирани в него и почти всеки структурен дизайн може да бъде създаден, без да се засяга силата на магнитното поле на материала. Това е мястото, където фериботите са най-полезни там, където традиционните магнити не могат.
Съставът на свързаните магнити
За да разберем по-нататък свързаните магнити, е важно да разгледаме тяхната структура. Тези магнити са комбинация от два ключови компонента: магнитни прахове и свързващи материали.
Магнитни прахове
Магнитните частици, използвани при производството на свързани магнити, са критични за тяхната работа. Тези прахове могат да бъдат направени от различни материали, всеки от които предлага уникални характеристики: Тези прахове могат да бъдат направени от множество материали, всеки от които предлага уникални характеристики:
Ферит: Феритните прахове са известни също като керамични магнити и са сравнително по-евтини, като в същото време имат предимството да не се демагнетизират лесно.
Неодим-желязо-бор (NdFeB): Някои редкоземни магнити притежават солидна магнитна сила и са идеални за употреба с висока мощност.
Самарий-кобалт (SmCo): Има повече възможности за редкоземни материали, а праховете SmCo имат температурна стабилност и устойчивост на корозия.
Alnico: Alnico (алуминий-никел-кобалт) прахове се използват в специфични приложения, където високата температура е обща характеристика.
Изборът на типа и състава на магнитния прах зависи от изискването на крайния продукт, което включва сила на магнита, термична стабилност и цена, между другото.
Подвързващи материали
Свързващото вещество е средата за свързване на магнитни частици, което позволява на свързаните магнити да притежават своите характеристики. Обичайните свързващи материали включват:
Термопласти: Някои материали включват найлон, полиамид и полифенилен сулфид (PPS), които осигуряват по-добра формоваемост освен механичната якост.
Термореактивни: Епоксидните смоли имат добра термична стабилност и известна степен на свиване или набъбване и това свойство ги прави подходящи за производство на автомобилни електрически конектори.
Еластомери: Използват се материали с характеристики на каучук, като нитрилен каучук, които са гъвкави с якост на удар.
Производственият процес на свързаните магнити може да бъде разделен на следното:
Производствен процес на свързани магнити
Производството на свързани магнити изисква уникални производствени методи, отличаващи се по своите функции в различни приложения и производствени мащаби.
Компресионно формоване
Компресионното формоване се използва широко за производство на свързани магнити и е един от най-простите процеси. Ето как работи:
Магнитният прах се добавя и се включва в термореактивно свързващо вещество, обикновено епоксидна смола.
Формоването на двете изделия се извършва чрез поставяне на сместа в кухина на формата.
Това води до втвърдяване и втвърдяване на свързващото вещество и прилагане на топлина и налягане на този етап.
По този начин крайният продукт е високосъставен магнит с добра стабилност на размерите.
Инжекционно формоване
Инжекционното формоване се предпочита за голям обем производство на свързани магнити: Инжекционното формоване се предпочита за голям обем производство на свързани магнити:
Магнитният прах е вграден с термопластичен основен материал.
Компонентите на сместа се разтопяват и нагряват, докато достигнат течна консистенция.
След това разтопеният материал се изтласква в кухината на формата чрез огромно налягане.
След това формата се охлажда; този процес също укрепва магнита.
Екструзия
Екструдирането се използва за създаване на дълги, непрекъснати форми: Екструдирането се използва за създаване на дълги, непрекъснати форми:
Магнитният прах и термопластичното свързващо вещество се комбинират, където се нагряват заедно.
Приготвената смес се пресова през матрица с необходимата площ на напречното сечение на произведения детайл.
Екструдираният материал се охлажда и след това се нарязва на необходимата дължина.
Каландриране
Каландрирането се използва за производство на тънки, гъвкави магнитни листове: Каландрирането се използва за производство на тънки, гъвкави магнитни листове:
Съчетават се магнитен прах и еластомерно свързващо вещество.
След това се разточва между валяците, за да се получи тънък слой от сместа, за да се направят стърготини.
Листът трябва да бъде взет и направен така, че да притежава магнитни свойства, преди да бъде нарязан до необходимия размер.
Видове свързани магнити
Свързаните магнити се предлагат в различни категории с различни свойства и приложения.
Феритно свързани магнити
Феритно свързаните магнити са работните коне в света на свързаните магнити Феритните свързани магнити са работните коне в света на свързаните магнити:
Състав: Прах от стронциев или бариев ферит, който е включен в полимерно свързващо вещество
Предимства: Намаляване на разходите, добра антикорозионна защита, подходяща за масово производство
Ограничения: Има по-малка магнитна сила от опциите за редкоземни елементи.
Приложения: Автомобилни сензори, моторни части, играчки
Редкоземни свързани магнити
Свързаните с редки земни магнити предлагат превъзходни магнитни свойства: Свързаните с редки земни магнити предлагат превъзходни магнитни свойства:
NdFeB свързани магнити:
Свързаният магнит има най-високата магнитна сила сред всички класове магнити.
Отличен за миниатюризация
Прилагат се в компютърни твърди дискове, автомобилни сензори, домакински уреди, електронни комуникации и др.
SmCo свързани магнити:
Изключителна температурна стабилност
Устойчив на корозия
Перфектен за редовна и космическа употреба при високи температури.
Свойства и характеристики на свързаните магнити
Залепените магнити притежават изключителни свойства, които ги отличават от традиционните магнити. Свързаните магнити притежават забележителен набор от свойства, които ги отличават от конвенционалните магнити:
Магнитни свойства: Свързаните магнити може да са малко по-малко мощни от техните синтеровани еквиваленти, но те са прилични изпълнители за размер и тегло.
Механична якост: Споменава се, че полимерното свързващо вещество е по-брутално и устойчиво на удар от практически крехките синтеровани магнити.
Устойчивост на корозия: Освен това осигурява бариера срещу неблагоприятните ефекти на околната среда, като по този начин удължава живота на магнита.
Точност на размерите: Възможно е да се постигнат почти неточни форми и значително да се минимизира количеството последваща работа.
Плътност: В сравнение със синтерованите магнити, свързаните магнити обикновено имат по-малка плътност от последните, което прави използването им предпочитано в приложения, където теглото е важно съображение.
Термични свойства: По този начин изборът на свързващо вещество определя термичната стабилност на магнита, докато някои състави могат да работят при температури до 180 градуса.
Персонализиране: Съотношението магнитен прах към свързващо вещество все още може да бъде продиктувано за желаната функционалност, в зависимост от типа приложение, необходимо за магнита.
Приложения на свързани магнити
Благодарение на тази характеристика свързаните магнити се използват в различни сектори и множество операции за различни цели.
Автомобилна индустрия
Свързаните магнити са намерили множество приложения в съвременните превозни средства: Свързаните магнити са намерили множество приложения в съвременните автомобили:
Сензори: ABS сензори, сензори за положение на манивелата и сензори за управление
Двигатели: двигатели за електрически стъкла, двигатели за регулиране на седалките и горивни помпи.
Задвижващи механизми: Защитени врати, отоплителни вентилационни и климатични механизми.
Високоговорители: Аудио системи в автомобила
Електроника и потребителски стоки
Секторът на електрониката е прегърнал свързаните магнити за различни приложения: Секторът на електрониката е прегърнал свързаните магнити за множество приложения:
Компютърни твърди дискове: Позициониране на главата за четене/запис
Принтери и копирни машини: механизми за подаване на хартия и детектори за положение на тонер касети
Смартфони: Двигатели с хаптична обратна връзка като части от външния корпус и модулите на високоговорителите.
Битова техника: Двигатели и електрически части в перални, хладилници и прахосмукачки.
Медицински изделия
Областта на медицината също намери ценни приложения за свързаните магнити: Областта на медицината също намери ценни приложения за свързаните магнити:
MRI машини: градиентни намотки и система за позициониране
Хирургически инструменти: Минимално инвазивен магнитен куплунг
Имплантируеми устройства: Конзоли за микророботи и мобилни микросглобки
Дентално оборудване: Мотори за зъболекарски бормашини и зъболекарски машини
Предимства и ограничения на свързаните магнити
Използването и прилагането на свързани магнити има предимства и недостатъци, както всяка друга технология.
Предимства:
Гъвкавост на дизайна: отваря възможности за дизайн за реално геометрично и размерно разнообразие.
Рентабилно производство: Той е идеален за масово производство, тъй като рядко изисква рязане на материала, който включва.
Лек: Няколко недостатъка включват по-ниската плътност на синтерованите магнити, което е предимство за преносимо оборудване.
Устойчивост на корозия: Съхраняван при стайна температура, полимерното свързващо вещество предпазва материала от някои условия на околната среда.
Устойчивост на удар и вибрации: Спечените магнити са по-балансирани за приложения за движение.
Ограничения:
По-ниска магнитна якост: Обикновено е по-малка от синтерованите магнити с еднакви размери.
Температурна чувствителност: Освен това някои от свързващите вещества предлагат максимално ограничение на работната температура на оборудването, в което се използват.
Потенциал за размагнитване: Чувствителният към външното магнитно поле.
Ефекти на стареене: Лепилото или свързващото вещество може също да покажат известно влошаване за дълги периоди и следователно да компрометират надеждността на уплътнението.
Заключение
Свързаните магнити са едни от най-завладяващите продукти, създадени въз основа на комбинация от магнитни свойства и производствени възможности. Както тяхната структура, така и синтезът им позволиха създаването на нови продукти с допълнителни възможности в дизайна на магнитите и тяхното използване, което е привлекателно в много области. По този начин свързаните магнити все още са в авангарда на магнитната технология, от автомобилни сензори до най-съвременно медицинско оборудване.
Конкретните бъдещи тенденции в тази област на обучение се очаква да бъдат още по-забележителни поради непрестанните изследвания и иновации. Напредъкът в магнитните материали, свързващите и покриващи съединения и производствените процеси правят свързаните магнитни приложения незаменими във футуристичните технологии.
Инженерите може да намерят нови дизайнерски решения в свързаните магнити, производителите могат да увеличат производителността или да намерят нови продукти, а хората, които се интересуват да научат нещо ново и вълнуващо, ще останат отворени за капацитета, отворен в света на свързаните магнити. Докато продължаваме да отключваме пълния потенциал на тези многостранни материали, едно нещо е сигурно: свързаните магнити ще продължат своята историческа роля на водещ арбитър на магнитната технология и орган на иновациите, проправяйки пътя за бъдещи разработки на магнитни базирани продукти.
