Magneten zijn voorwerpen die een magnetisch veld hebben, dat bepaalde metalen en andere magneten aantrekt. Er zijn vier hoofdtypen magneten: permanente, tijdelijke, elektromagneten en natuurlijke magneten.
Permanente magneten
Permanente magneten zijn het meest voorkomende type magneet. Ze kunnen hun magnetische eigenschappen voor onbepaalde tijd behouden zonder enige externe energiebron. Voorbeelden hiervan zijn koelkastmagneten en keramische magneten.
Permanente magneten, dit kunnen natuurlijke producten zijn, ook wel natuurlijke magneetstenen genoemd, of kunstmatig gemaakt (de sterkste magneten zijnneodymium-magneten), hebben brede hysteresislussen, hoge coërciviteit, hoge remanentie en materialen die een constant magnetisme kunnen behouden zodra ze zijn gemagnetiseerd. In toepassingen werken permanente magneten in diepe magnetische verzadiging en in het tweede kwadrant-demagnetisatiegedeelte van de magnetosfeerlus na magnetisatie. Permanente magneten moeten een zo hoog mogelijke coërciviteit Hc, remanentie Br en maximaal magnetisch energieproduct (BH) m hebben om maximale opslag van magnetische energie en stabiel magnetisme te garanderen.
Er zijn verschillende soorten permanente magneten
1. Neodymium-magneten
Neodymium-magnetenzijn permanente magneten van neodymium, ijzer, boor en andere elementen. Ze hebben extreem hoge magnetische energieproducten en coërcitiefkracht en zijn een van de sterkste permanente magneetmaterialen ter wereld.
2. SmCo-magneten
SmCo-magneetis een soort permanent magneetmateriaal van zeldzame aardmetalen, gemaakt van samarium (Sm) en kobalt (Co) als de belangrijkste componenten, via een poedermetallurgisch proces. Het heeft een hoog magnetisch energieproduct, een hoge dwangkracht en een goede temperatuurstabiliteit, waardoor het goede magnetische eigenschappen behoudt in omgevingen met hoge temperaturen.
3. AlNiCo-magneten
AlNiCo-magnetenzijn samengesteld uit bolvormige elementen. Dit materiaal wordt veel gebruikt als permanente magneet vanwege de hoge coërcitiefkracht en goede magnetische eigenschappen. Een ijzerlegering die voornamelijk bestaat uit aluminium (Al), nikkel (Ni), kobaltijzer (Co) en ander spoorgoud.
4. Gesinterde ferrieten
Gesinterde ferrieten zijn een soort magnetisch materiaal dat wordt gemaakt door ijzeroxide (voornamelijk Fe₂O₃) en andere metaaloxiden (zoals BaO, SrO, enz.) te sinteren via een keramisch proces. Het behoort tot hard magnetisch materiaal, heeft een hoog magnetisch energieproduct en een dwangkracht en kan het magnetisme behouden na stroomuitval.
5. Rubberen magneet
A rubberen magneetis een zachte, elastische en draaibare magneet gemaakt door magnetisch materiaalpoeder (zoals ferriet of NdFeB) te mengen met flexibele materialen zoals rubber of plastic en vervolgens te extruderen, kalanderen, spuitgieten en andere processen. Het laat zich verwerken in verschillende vormen en maten en heeft een zekere elasticiteit en zachtheid.
Classificatie van permanente magneetprocessen
1. Gebonden NdFeB
Bonded NdFeB is een magneet die wordt gemaakt door NdFeB magnetisch poeder en een bindmiddel te mengen door middel van compressiegieten of spuitgieten. Gebonden magneten hebben een hoge maatnauwkeurigheid en kunnen worden verwerkt tot magnetische componenten met relatief complexe vormen. Ze hebben ook de kenmerken van eenmalig gieten en meerpolige oriëntatie.
2. Gesinterd NdFeB
Gesinterd NdFeB is een hoogwaardig permanent magneetmateriaal, voornamelijk samengesteld uit zeldzaam aardelement Nd, overgangsmetaalijzer en niet-metaalachtig element boor. Het wordt vervaardigd door middel van een poedermetallurgisch proces, inclusief de stappen van mengen, smelten, pletten, persen, sinteren en warmtebehandeling van deze elementen in een specifieke verhouding. Gesinterd NdFeB heeft extreem hoge magnetische energieproducten, hoge remanentie en hoge coërciviteit, en is een van de sterkste permanente magneetmaterialen die momenteel beschikbaar zijn.
3. Spuitgegoten NdFeB
Spuitgegoten NdFeB is een speciaal NdFeB permanent magneetmateriaal dat de voordelen van spuitgiettechnologie en NdFeB magnetische materialen combineert. Dit materiaal wordt gemaakt door NdFeB magnetisch poeder te mengen met hoogmoleculair polymeer en vervolgens verschillende complex gevormde magnetische onderdelen te maken via een spuitgietproces. Spuitgegoten NdFeB behoudt niet alleen de hoge magnetische eigenschappen van NdFeB, maar heeft ook goede bewerkingsprestaties en corrosieweerstand.
Toepassingsveld voor permanente magneten
Permanente magneten hebben een breed scala aan toepassingen en hebben de kenmerken dat ze het magnetisme behouden. Daarom worden ze op grote schaal gebruikt in veel gebieden, die meerdere industrieën en velden bestrijken.
Het wordt veel gebruikt op verschillende gebieden, zoals elektronica, elektriciteit, machines, transport, medische en dagelijkse benodigdheden. Zoals de permanente magneten van luidsprekers en telefoonhoorns; het magnetische systeem van magneto-elektrische meters; de magnetische polen in generatoren en permanente magneetmotoren; permanente magnetische apparaten die worden gebruikt in de machinebouwindustrie (zoals permanente magnetische klauwplaten voor vlakslijpmachines, enz.) en magnetische ophangsystemen, magnetische lagers; magnetische scheidingssystemen, magnetische ertsscheiding, magnetische waterzuiveringssystemen, magnetrons, magnetische systemen van protonenversnellers, enz.
Tijdelijke magneten
Tijdelijke magneten, ook wel zachtmagnetische materialen of tijdelijke magneten genoemd, tijdelijke magneten zijn gemaakt van ferromagnetisch materiaal dat voor een korte periode gemagnetiseerd kan worden met een extern magnetisch veld, maar zijn magnetische eigenschappen zal verliezen wanneer het externe veld wordt verwijderd. Dergelijke materialen worden gekenmerkt door een lage coërciviteit (dwz een zwak vermogen om demagnetisatie te weerstaan), zodat hun magnetische toestand gemakkelijk kan veranderen door veranderingen in externe omstandigheden. Veel voorkomende tijdelijke magneten zijn spijkers en paperclips, die met sterke magneten kunnen worden opgepakt of verplaatst.
Prestaties van tijdelijke magneten
1. Lage coërciviteit: gemakkelijk te magnetiseren en gemakkelijk te demagnetiseren.
2. Hoge magnetische permeabiliteit: kan het magnetische veld effectief geleiden en concentreren.
3. Lage remanentie: Wanneer het externe magnetische veld wordt verwijderd, is de remanentie (restmagnetisme) zeer laag.
4. Goede geleidbaarheid: Sommige tijdelijke magneetmaterialen hebben ook een goede geleidbaarheid.
In welke velden kunnen tijdelijke magneten worden gebruikt?
Tijdelijke magneten hebben een breed scala aan toepassingen in de industrie, technische apparatuur en het dagelijks leven, voornamelijk gebruikt voor de vervaardiging van elektromagneten, transformatoren en inductoren, sensoren en meetapparatuur, auto's en ruimtevaart, medische apparatuur, enz.
Elektromagneet
Elektromagneten zijn tijdelijke magneten die ontstaan door elektriciteit door een draadspiraal te leiden om een sterk magnetisch veld te creëren. Dit type magneet wordt gebruikt in veel consumentenelektronica, zoals elektromotoren en luidsprekers. Het bestaat uit een spoel en een ijzeren kern. Rond de buitenkant van de ijzeren kern wordt een geleidende wikkeling gewikkeld die overeenkomt met zijn vermogen. Deze spoel waar stroom doorheen vloeit, is magnetisch als een magneet. Het wordt ook wel een elektromagneet genoemd. Wanneer er stroom door de spoel gaat, wordt er rond de ijzeren kern een magnetisch veld gegenereerd, waardoor de elektromagneet magnetisch wordt. Meestal maken we er een staaf- of hoefvorm van, zodat de ijzeren kern gemakkelijker te magnetiseren is. Om de elektromagneet onmiddellijk te demagnetiseren wanneer de stroom wordt uitgeschakeld, gebruiken we bovendien vaak materialen van zacht ijzer of siliciumstaal met snellere demagnetisatie. Zo'n elektromagneet is magnetisch wanneer de stroom wordt ingeschakeld, en het magnetisme verdwijnt nadat de stroom wordt uitgeschakeld.
Werkingsprincipe van elektromagneet
De wet van Faraday over elektromagnetische inductie stelt dat wanneer een magnetische flux door een geleiderlus gaat, er in de lus een geïnduceerde elektromotorische kracht wordt gegenereerd. Wanneer er in een elektromagneet stroom door een spoel gaat, ontstaat er een magnetisch veld. Dit magnetische veld werkt samen met de ijzeren kern, waardoor de ijzeren kern wordt gemagnetiseerd.
Nadat de ijzeren kern is gemagnetiseerd, wordt deze een tijdelijke magneet met een noordpool en een zuidpool. De sterkte van het magnetische veld hangt af van de grootte van de stroom, het aantal windingen van de spoel en het materiaal en de vorm van de kern.
Wanneer de kern van de elektromagneet wordt gemagnetiseerd, trekt deze andere magnetische objecten aan of stoot deze af. Het magnetisme van de elektromagneet kan worden geregeld door het in- en uitschakelen van de stroom te regelen. Wanneer de stroom stopt, verdwijnt het magnetische veld en verliest de kern zijn magnetisme.
Het werkingsprincipe van de elektromagneet is gebaseerd op de interactie tussen de stroom en het magnetische veld. Door deze interactie kunnen elektromagneten een belangrijke rol spelen in veel toepassingen, zoals elektromagnetische kranen, motoren, relais, magneetkleppen, enz.
Welke elektromagneten zijn er in het leven?
Er zijn veel elektromagneten in ons leven, die veel worden gebruikt in elektromagnetische kranen, elektromagnetische sloten, elektromagnetische relais, magneetkleppen, luidsprekers, elektrisch speelgoed, magneettreinen, generatoren, telefoons, automatiseringscontroleapparatuur, verpakkingsmachines, medische apparatuur, voedselmachines, textielmachines enz.
Elektromagneten bereiken verschillende nuttige functies door de intensiteit van de stroom en het magnetische veld te regelen, zoals het aantrekken en afstoten van ijzeren voorwerpen, en het realiseren van mechanische bewegingen zoals lineaire beweging, rotatie en slingeren, en spelen een onmisbare rol in de moderne industrie en het moderne leven.
Natuurlijke magneten
Natuurlijke magneten zijn magneten die van nature in de natuur voorkomen en gevonden kunnen worden in ijzerertsafzettingen. Ze worden ook wel lodestones of magnetiet genoemd. Ze kunnen magnetische metalen aantrekken, zoals ijzer, nikkel en kobalt. Ze komen voor in de natuur van de aarde en hebben meestal een sterk magnetisme. Natuurlijke magneten zijn een van de eerste magnetische materialen die door mensen zijn ontdekt en gebruikt.
Natuurlijke magneten werden in de oudheid door mensen ontdekt en gebruikt en hebben belangrijke toepassingen in de geschiedenis, vooral op het gebied van navigatie. Het oude Chinese kompas gebruikte bijvoorbeeld het magnetisme van natuurlijke magneten om de richting aan te geven.
In tegenstelling tot kunstmatige elektromagneten wordt het magnetisme van natuurlijke magneten bepaald door hun interne atomaire structuur en elektronische opstelling, en is er geen externe voeding nodig om het magnetisme in stand te houden. Het magnetisme van natuurlijke magneten is echter relatief zwak en meestal niet zo sterk en instelbaar als kunstmatige elektromagneten.
Hoewel de meeste magneten die in de moderne technologie worden gebruikt kunstmatig zijn, worden natuurlijke magneten op sommige gebieden nog steeds gebruikt, zoals in sommige vormen van onderwijs en wetenschappelijk onderzoek, handwerk en decoratie, magnetische therapieproducten, enz. om het concept van het magnetische veld te demonstreren.
Als oud magnetisch materiaal hebben natuurlijke magneten niet alleen een belangrijke positie in de geschiedenis, maar hebben ze ook nog steeds een zekere toepassingswaarde in de moderne samenleving. Hoewel hun magnetische kracht niet zo sterk is als die van moderne synthetische permanente magneten, hebben ze door hun natuurlijke schoonheid en unieke historische betekenis een plaats verdiend in onderwijs, onderzoek en kunst.
Conclusie
Deze vier soorten magneten hebben allemaal unieke eigenschappen en toepassingen, waardoor ze voor een verscheidenheid aan verschillende toepassingen kunnen worden gebruikt. Of u nu op zoek bent naar een permanente magneet, tijdelijke magneet, elektromagneet of natuurlijke magneet, er is er zeker één die aan uw wensen voldoet!