V mnohých oblastiach, ako je letecký priestor, výroba automobilov a elektronika, vysoké teplotné prostredie predstavujú pre výkon magnetov vážne výzvy. Tradičné magnety sú náchylné k magnetickému útlmu alebo dokonca k demagnetizácii pri vysokých teplotách a vznik magnetov odolných voči vysokým teplotám poskytuje kľúčovú podporu pre vývoj týchto polí.
Magnety odolné voči vysokej teplote zahŕňajú hlavne magnety NDFEB, magnety SMCO, magnety alnio a feritové magnety. Rôzne typy magnetov odolných voči vysokej teplote majú svoje vlastné jedinečné vlastnosti.
Magnety NDFEB sú jedným z najbežnejších a vysoko výkonných magnetov odolných voči vysokej teplote na trhu. Má extrémne vysoké magnetické vlastnosti a jeho BHMax je viac ako 10 -krát vyšší ako vodenie feritu. Pokiaľ ide o prevádzkovú teplotu, vysoko výkonné magnety NDFEB môžu pracovať pri teplotách až do 200 stupňov Celzia a niektoré špeciálne navrhnuté magnety NDFEB môžu dokonca udržiavať magnetizmus vo vysoko teplotnom prostredí nad 400 stupňov Celzia. Magnety NDFEB sú však chemicky aktívne a aby sa zabránilo korózii, zvyčajne vyžadujú povrchové úpravy, ako je elektrotechnický zinok, nikel, zlato a epoxid.
Magnety Samarium Cobalt možno podľa ich zloženia rozdeliť na SMCO5 a SM2CO17. Ako permanentný magnet zriedkavej zeme má nielen produkt s vysokou magnetickou energiou (14-28mGoe), ale má tiež spoľahlivú donucovaciu silu a dobré teplotné charakteristiky. Magnety Samarium Cobalt si môžu udržiavať svoju magnetickú silu nezmenenú v prostredí s vysokou teplotou, môžu odolávať pracovným prostredím s vysokou teplotou ďaleko nad 500 ℃ -600 ℃ a mať vysokú teplotu kurie, čo im umožňuje stabilne hrať magnetickú úlohu v prostredí s vysokou teplotou.
Magnety Allnoo sú zliatiny zložené z hliníka, niklu, kobaltu, železa a ďalších stopových kovov a prostredníctvom procesu liatia sa môžu vyrobiť do rôznych veľkostí a tvarov. Má dobrú machináovateľnosť a obsadenie trvalých magnetov Alnico majú najnižší reverzibilný koeficient teploty a môže pracovať pri teplotách až do 600 stupňov Celzia.
Hlavné suroviny feritových magnetov sú BAFE12O19 a SRFE12O19, ktoré sa vyrábajú pomocou keramickej technológie. Je to tvrdý a krehký materiál s teplotným odporom, nízkym nákladom a miernym výkonom a je jedným z najpoužívanejších trvalých magnetov.
Princíp odolnosti s vysokým teplotou odolných magnetov odolných voči vysokým teplotám
Dôvod, prečo môžu magnety odolné voči vysokej teplote udržiavať stabilné magnetické vlastnosti vo vysokoteplotnom prostredí, je spôsobený ich špeciálnou fyzikálnou a chemickou štruktúrou. Z mikroskopického hľadiska magnetizmus magnetov pochádza z magnetických momentov generovaných rotáciou a orbitálnym pohybom elektrónov vo vnútri atómov. Pri normálnej teplote má usporiadanie týchto magnetických momentov určité poradie, čím vytvára makroskopický magnetizmus.
Keď teplota stúpa, zintenzívňuje sa tepelný pohyb atómov, ktorý bude interferovať s usporiadaním magnetických momentov. Pre bežné magnety, keď sa teplota stúpa, je usporiadané usporiadanie magnetických momentov postupne zničené, čo vedie k oslabenému magnetizmu. Magnety odolné voči vysokej teplote zvyšujú interakciu medzi magnetickými momentmi prostredníctvom špeciálnych materiálových formulácií a návrhom mikroštruktúry, aby si stále mohli udržiavať relatívne stabilné usporiadanie pri vysokých teplotách.
Napríklad špecifické atómové usporiadanie prvkov vzácnych zemín Samarium a kobalt v samarium kobaltových magnetoch tvorí stabilnú magnetickú štruktúru, ktorá môže odolávať interferencii tepelného pohybu spôsobeného vysokou teplotou, čím sa udržiava vysoké magnetické vlastnosti. Súčasne má kryštalická štruktúra magnetov odolných voči vysokým teplotám tiež vysokú tepelnú stabilitu, môže odolávať vysokým teplotám bez zjavných fázových zmien a ďalej zaisťuje stabilitu jeho magnetizmu.
Výrobný proces magnetov odolných voči vysokým teplotám
Výrobný proces magnetov odolných voči vysokým teplotám má dôležitý vplyv na ich výkon. Ak vezmeme magnety NDFEB ako príklad, bežné výrobné procesy zahŕňajú sintrované NDFEB a viazané NDFEB.
Sintered Ndfeb je vyrobený z práškovej metalurgie. Najprv sú suroviny NDFEB tavia a práškové, potom stlačené a tvorené, spekané pri vysokej teplote, aby sa magnet zhustil, a nakoniec sa hotový produkt získava mechanickým spracovaním a povrchovým spracovaním. Sintered NDFEB má extrémne vysoký produkt magnetickej energie a donucovaciu silu, ale jej textúra je tvrdá a krehká a je náchylná k defektom, ako sú praskliny počas spracovania.
Viazaný NDFEB je kompozitný magnet vyrobený rovnomerným miešaním prášku NDFeb so živicou, plastickým alebo nízkym kovom topenia a potom stlačením, extrudovaním alebo vstrekovaním. Viazaný NDFEB má magnetizmus vo všetkých smeroch a môže sa spracovať na tenkostenné krúžky alebo tenké magnety s komplexnými tvarmi. Má vysokú rozmerovú presnosť a môže ľubovoľne zvoliť smer magnetizácie magnetu. Magnetické vlastnosti viazaného NDFEB sú však nižšie ako vlastnosti sintrovaného NDFEB.
Výrobný proces magnetov Samarium Cobalt je relatívne komplexný a vyžaduje presnú kontrolu zloženia a podielu surovín, ako aj parametrov, ako je teplota a čas spekania. Počas výrobného procesu je potrebné zabezpečiť, aby bola mikroštruktúra magnetu rovnomerná a hustá na dosiahnutie dobrých magnetických vlastností a vysokej teploty odporu.
Aplikačné polia magnetov odolných voči vysokým teplotám
Magnety odolné voči vysokej teplote sa široko používajú v mnohých poliach. V leteckom poli sa môžu magnety s vysokou teplotou použiť na výrobu magnetických senzorov, energetických zariadení a kľúčových komponentov v vysokorýchlostných rotátoroch a riadiacich systémoch lietadiel. Pretože letecké zariadenie bude čeliť extrémnym prostrediam, ako je vysoký teplota, vysoký tlak a silné žiarenie počas prevádzky, stabilný výkon magnetov odolných voči vysokej teplote môže zabezpečiť spoľahlivosť a bezpečnosť zariadenia.
Automobilové výrobné pole je tiež dôležitým trhom s aplikáciami pre magnety odolné voči vysokým teplotám. Pri výrobe komponentov, ako sú automobilové motory, generátory, štartéry a systémy posilňovača elektrického riadenia, zohrávajú kľúčovú úlohu magnety odolné voči vysokej teplote. Napríklad v automobilových motoroch sa môžu magnety odolné voči vysokej teplote použiť na výrobu jadra cievok zapaľovania na zlepšenie účinnosti zapaľovania a tak zlepšenie výkonu motora.
V oblasti výkonovej elektroniky sa magnety odolné voči vysokým teplotám používajú v motoroch, generátoroch, transformátoroch, elektromagnetických čerpadlách a iných zariadeniach kvôli ich vysokej magnetickej priepustnosti a nízkej spotrebe energie. V petrochemickom priemysle sa môžu vysokoteplotné magnety použiť v rôznych reaktoroch, odlučovačoch, kompresoroch a iných zariadeniach na dosiahnutie automatického riadenia zariadení a optimalizáciu výrobného procesu.
V oblasti zdravotníckych pomôcok sa vysokoteplotné magnety často používajú na výrobu presných častí zariadení, ako je zobrazovanie magnetickej rezonancie (MRI) a jadrová magnetická rezonancia (NMR), aby sa zlepšila presnosť a stabilita zariadenia. Okrem toho sa vysokoteplotné magnety používajú aj v astronómii, geologickom prieskume, tepelnom spracovaní, magnetickom zjazde, magnetickej terapii a ďalších poliach.
Vývojový trend magnetov odolných voči vysokým teplotám
Vďaka nepretržitému rozvoju vedy a techniky vývoj magnetov odolných voči vysokým teplotám ukázal niektoré zjavné trendy. Pokiaľ ide o zlepšenie výkonu, očakáva sa, že magnety odolné voči vysokej teplote budú mať v budúcnosti vyšší produkt magnetickej energie, lepšiu teplotnú stabilitu a silnejšiu odolnosť proti korózii. Zlepšením materiálových formulácií a výrobných procesov môžu pracovníci výskumu a vývoja ďalej zlepšiť magnetické vlastnosti magnetov, aby si mohli udržiavať stabilný magnetizmus pri vyšších teplotách.
Pokiaľ ide o rozšírenie poľa aplikácie, magnety odolné voči vysokým teplotám Môže sa používať vo vysoko teplotnom, vysoko pevnom a vysoko korozívnom prostredí, ako je jadrová energia, prieskum hlbokomorského mora a ďalšie polia. V poli jadrovej energie sa môžu magnety odolné voči vysokým teplotám použiť v kľúčových komponentoch, ako je mechanizmus hnacieho tyče riadiacej tyče jadrových reaktorov, aby sa zabezpečila bezpečná a stabilná prevádzka jadrových reaktorov. V oblasti prieskumu hlbokomorského prieskumu môžu byť magnety odolné voči vysokej teplote použité na výrobu senzorov a hnacích zariadení pre hlbokomorské detektory, aby sa prispôsobili tvrdému prostrediu vysokého tlaku a vysokej teploty v hlbokom mori.
Pokiaľ ide o ochranu životného prostredia a trvalo udržateľný rozvoj, budúca výroba magnetov odolných voči vysokým teplotám bude venovať väčšiu pozornosť ochrane životného prostredia a racionálne využívanie zdrojov. Zamestnanci výskumu a vývoja sa zaviazali rozvíjať nové materiály a výrobné procesy šetrné k životnému prostrediu, aby sa znížil vplyv na životné prostredie a zároveň zlepšil mieru využitia zdrojov a dosiahol trvalo udržateľný rozvoj odvetvia magnetov odolných voči vysokým teplotám.
Ako magnetický materiál so stabilným výkonom vo vysokoteplotných prostrediach zohrávajú magnety odolné voči vysokej teplote nenahraditeľnú úlohu v modernom priemysle a vede a technike. Vďaka neustálemu rozvoju technológie sa bude výkonnosť magnetov odolných voči vysokým teplotám naďalej zlepšovať a oblasť aplikácií sa bude naďalej rozširovať, čím bude väčšie prispievať k rozvoju ľudskej spoločnosti.
