Spis treści

• 1.0 Historia
• 2.0 Podstawy magnesów
• 3.0 Siła magnetyczna
• 4.0 Blokowanie pól magnetycznych
• 5.0 Bieguny magnetyczne
• 6.0 Strumień magnetyczny
• 7.0 Orientacja magnetyczna
• 8.0 Magnesy tymczasowe
• 9.0 Elektromagnesy
• 10.0 Zespoły magnetyczne
• 11.0 Obróbka mechaniczna magnesów
• 12.0 Obróbka & Magazynowanie
• 13.0 Koszty & Zamawianie Porady

1.0 Trochę historii….

Starożytni Grecy i Chińczycy odkryli, że pewne rzadkie kamienie posiadały tajemnicze i atrakcyjne właściwości. Kamienie te potrafiły przyciągać małe kawałki żelaza w magiczny sposób i zawsze wskazywały ten sam kierunek, kiedy pozwalano im się swobodnie kołysać, zawieszano je na sznurku lub unosiły się na wodzie. Pierwsi nawigatorzy użyli tych magnesów do stworzenia pierwszego kompasu, który pomógł im określić kierunek na morzu. Nazwa MAGNET pochodzi od Magnesii, okręgu w Tesalii w Grecji, gdzie, jak się uważa, wydobywano pierwsze „kamienie lodowe”.

Przez tysiąclecia magnesy ewoluowały do materiałów o wysokiej wytrzymałości, które mamy dzisiaj. Odkryto, że poprzez tworzenie stopów różnych materiałów można uzyskać efekty podobne do tych, które można znaleźć w kamieniach i zwiększyć poziom magnetyzmu. Dopiero w XVIII wieku powstały pierwsze magnesy stworzone przez człowieka, a postęp w tworzeniu silniejszych stopów magnetycznych był bardzo powolny aż do lat 20-tych XX wieku, kiedy to opracowano stop Alnico (stop niklu, aluminium i kobaltu). Ferryty (znane również jako ceramika) zostały stworzone w latach 50-tych, a pierwiastki ziem rzadkich w latach 70-tych. Od tego czasu nauka o magnetyzmie gwałtownie się rozwinęła, a niezwykle silne materiały magnetyczne umożliwiły powstanie niezliczonych urządzeń, które mamy dzisiaj. (góra)

2.0 Co to jest magnes?

Niektóre materiały, takie jak żelazo lub stal, mogą stać się magnetyczne poprzez umieszczenie ich w silnym polu magnetycznym. W ten sposób można wytwarzać magnesy stałe i chwilowe.

Atomy tworzące materiały, które można łatwo namagnesować, takie jak żelazo, stal, nikiel i kobalt, są ułożone w małe jednostki, zwane domenami. Każda domena, choć mikroskopijnej wielkości, zawiera miliony miliardów atomów i każda domena działa jak mały magnes. Jeśli materiał magnetyczny jest umieszczony w silnym polu magnetycznym, poszczególne domeny, które normalnie skierowane są we wszystkich kierunkach, obracają się w kierunku pola magnetycznego. Kiedy większość domen jest wyrównana w polu, materiał staje się magnesem. (u góry)

Przed namagnesowaniem:

Po namagnesowaniu:

Co robi magnes?

Magnesy robią następujące rzeczy:

• Przyciągają pewne materiały – takie jak żelazo, nikiel, kobalt, niektóre stale i inne stopy;
• Wywierają siłę przyciągającą lub odpychającą na inne magnesy (przeciwne bieguny przyciągają, podobne bieguny odpychają);
• Wpływają na przewodniki elektryczne, gdy magnes i przewodnik poruszają się względem siebie;
• Wpływają na drogę przebytą przez cząstki naładowane elektrycznie podróżujące w wolnej przestrzeni.

W oparciu o te efekty magnesy przekształcają energię z jednej postaci w inną, bez trwałej utraty własnej energii. Przykładami funkcji magnesów są:

• Mechaniczne do mechanicznych – takie jak przyciąganie i odpychanie.
• Mechaniczne do elektrycznych – takie jak generatory i mikrofony.
• Elektryczne do mechanicznych – takie jak silniki, głośniki, odchylanie cząstek naładowanych.
• Mechaniczne do cieplnych – takie jak prądy wirowe i histerezowe urządzenia momentów obrotowych.
• Efekty specjalne – takie jak magnetoopór, urządzenia z efektem Halla i rezonans magnetyczny. (góra)

Jak powstają magnesy?

Podstawa Nowoczesne materiały magnetyczne powstają w procesach odlewania, prasowania i spiekania, łączenia przez ściskanie, formowania wtryskowego, wytłaczania lub kalandrowania. Po wyprodukowaniu, magnesy często muszą być dalej przetwarzane przez szlifowanie lub inne procesy obróbki mechanicznej, a następnie łączone w zespoły następnego poziomu. (top)

Jakie są różne rodzaje dostępnych magnesów?

Istnieją 3 rodzaje magnesów: magnesy stałe, magnesy tymczasowe i elektromagnesy. Magnesy stałe emitują pole magnetyczne bez potrzeby korzystania z zewnętrznego źródła magnetyzmu lub energii elektrycznej. Magnesy chwilowe zachowują się jak magnesy, gdy są przyczepione do czegoś, co emituje pole magnetyczne, ale tracą tę właściwość, gdy źródło pola magnetycznego zostanie usunięte. Elektromagnesy wymagają elektryczności, aby zachowywać się jak magnes. (góra)

Co to jest magnes stały?

Nowoczesne magnesy stałe są wykonane ze specjalnych stopów, które zostały znalezione w wyniku badań w celu stworzenia coraz lepszych magnesów. Magnesy stałe mają pole magnetyczne, które nie włącza się i nie wyłącza jak elektromagnesy. Najpopularniejsze obecnie rodziny materiałów magnetycznych to te wykonane z aluminium, niklu i kobaltu (Alnicos), strontu i żelaza (Ferrites, znane również jako ceramika), żelaza neodymowego i boru (magnesy NdfeB, czasami określane jako „super magnesy”) oraz kobaltu samaru. Rodziny samarowo-kobaltowe i neodymowo-żelazowo-borowe są wspólnie znane jako metale ziem rzadkich. (top)

Co to są magnesy ziem rzadkich?

Magnesy ziem rzadkich to magnesy, które są wykonane z grupy pierwiastków ziem rzadkich. Najczęściej spotykane magnesy ziem rzadkich to magnesy neodymowo-żelazowo-borowe i samarowo-kobaltowe. (góra)

3.0 Jakie jest natężenie ziemskiego pola magnetycznego?

Powierzchniowe natężenie pola magnetycznego Ziemi wynosi około 0,75 gaussa, ale waha się aż o 10% w zależności od natężenia „pola skorupy ziemskiej”. Zakres od 0,85 do 0,60 można znaleźć na całej kuli ziemskiej. Burze geomagnetyczne mogą powodować zmiany od 1% do 5%, które trwają od kilku godzin do jednego dnia lub dłużej. (top)

Czy magnesy stracą swoją moc z czasem?

Nowoczesne materiały magnetyczne tracą bardzo mały ułamek swojego magnetyzmu z czasem. Dla materiałów Samarium Cobalt, na przykład, wykazano, że jest to mniej niż 1% w okresie dziesięciu lat. W przeciwnym razie, magnesy stałe są po prostu trwałe (musisz wykonać trochę pracy, aby aktywnie spróbować je rozmagnesować). (top)

Czy magnes, który stracił swój magnetyzm może być ponownie namagnesowany?

Pod warunkiem, że materiał nie został uszkodzony przez ekstremalne ciepło, magnesy mogą być ponownie namagnesowane do pierwotnej siły, jeśli były wystawione na warunki, które powodują ich rozmagnesowanie. (góra)

Jak zmierzyć siłę magnesu?

Najczęściej do pomiaru siły magnesu używa się gaussmetrów, magnetometrów lub pull-testów. Gaussmetry mierzą siłę w Gaussach, Magnetometry mierzą w Gaussach lub jednostkach arbitralnych (więc łatwo jest porównać jeden magnes do drugiego), a Pull-Testy mogą mierzyć siłę przyciągania w funtach, kilogramach lub innych jednostkach siły. Specjalne Gaussmetry mogą kosztować kilka tysięcy dolarów. W naszym magazynie znajduje się kilka typów Gaussmetrów, które kosztują od 400 do 1500 dolarów każdy. (top)

Jeśli mam magnes neo o Br równym 12,300 gaussów, czy powinienem być w stanie zmierzyć 12,300 gaussów na jego powierzchni?

Prosta odpowiedź brzmi nie. Wartość Br jest mierzona w warunkach obwodu zamkniętego. Magnes z zamkniętym obwodem nie jest zbyt użyteczny. W praktyce, będziesz mierzył pole, które jest mniejsze niż 12,300 Gauss blisko powierzchni magnesu. Rzeczywisty pomiar będzie zależał od tego, czy do magnesu jest przymocowana stal, jak daleko od powierzchni dokonujemy pomiaru oraz od wielkości magnesu (zakładając, że pomiar jest dokonywany w temperaturze pokojowej). Na przykład, magnes neodymowy talerzowy Grade 35 o średnicy 1″ i długości 1/4″ mierzy około 2500 Gaussów w odległości 1/16″ od powierzchni i 2200 Gaussów w odległości 1/8″ od powierzchni. (góra)

Czy mogę wzmocnić magnes, który już mam?

Gdy magnes jest w pełni namagnesowany, nie może być wzmocniony – jest „nasycony”. W tym sensie, magnesy są jak wiadra z wodą: kiedy są pełne, nie mogą być już bardziej „pełne”. (góra)

Jak siła magnesu spada na odległość?

Siła pola magnetycznego spada w przybliżeniu wykładniczo na odległość. Oto przykład, jak pole (mierzone w Gaussach) spada wraz z odległością dla magnesu talerzowego Samarium Cobalt Grade 18 o średnicy 1″ i długości 1/2″. (góra)

Jakie jest równanie natężenia pola w stosunku do odległości?

Dla okrągłego magnesu o promieniu R i długości L, pole na linii środkowej magnesu w odległości X od powierzchni może być obliczone według następującego wzoru (gdzie Br jest indukcją szczątkową materiału):

Istnieją dodatkowe wzory, które mogą być użyte do obliczenia pola z magnesu prostokątnego i magnesów w innych konfiguracjach, ale wzory stają się zbyt długie i skomplikowane, aby je tu zamieścić! (top)

4.0 Czego mogę użyć do zablokowania pola magnetycznego?

Tylko materiały, które są przyciągane do magnesu mogą „zablokować” pole magnetyczne. W zależności od tego, jak gruby jest element blokujący, będzie on częściowo lub całkowicie blokował pole magnetyczne. (góra)

5.0 Co to są bieguny magnetyczne?

Bieguny magnetyczne to powierzchnie, z których emanują niewidzialne linie strumienia magnetycznego i łączą się z powrotem z magnesem. (góra)

Jakie są standardowe przemysłowe definicje biegunów „północnego” i „południowego”?

Biegun północny jest definiowany jako biegun magnesu, który, gdy może się obracać, dąży do bieguna północnego Ziemi. Innymi słowy, biegun północny magnesu dąży do bieguna północnego Ziemi. Analogicznie, biegun południowy magnesu dąży do bieguna południowego Ziemi. (góra)

Jak możesz powiedzieć, który jest biegun północny, jeśli nie jest oznaczony?

Nie możesz powiedzieć patrząc. Można to stwierdzić umieszczając kompas w pobliżu magnesu. Koniec igły, który normalnie wskazuje biegun północny Ziemi, będzie wskazywał na biegun południowy magnesu. (góra)

6.0 Jak zachowują się linie strumienia magnetycznego?

Ogólna odpowiedź brzmi: „Przewidywalnie”! Linie sił są trójwymiarowe, otaczają magnes sztabkowy ze wszystkich stron.

Podobne bieguny odpychają się, a niepodobne przyciągają. Gdy przeciwne bieguny magnesu są zbliżone do siebie, linie sił łączą się i magnesy przyciągają się do siebie.

Gdy podobne bieguny magnesu są zbliżone do siebie, linie sił odpychają się od siebie i magnesy odpychają się.

(top)

7.0 Co oznacza „kierunek orientacji magnetycznej”?

Większość nowoczesnych materiałów magnetycznych ma „ziarno”, które może być namagnesowane dla maksymalnego efektu tylko w jednym kierunku. Jest to „kierunek orientacji”, znany również jako „łatwa oś” lub „oś”.

Magnesy niezorientowane (znane również jako „magnesy izotropowe”) są znacznie słabsze niż magnesy zorientowane i mogą być magnesowane w dowolnym kierunku. Magnesy zorientowane (znane również jako „magnesy anizotropowe”) nie są takie same w każdym kierunku – mają preferowany kierunek, w którym powinny być namagnesowane. (góra)

8.0 Czy istnieje coś takiego jak magnes tymczasowy?

Miękkie żelazo i niektóre stopy żelaza mogą być bardzo łatwo namagnesowane, nawet w słabym polu. Jednakże, gdy tylko pole zostanie usunięte, magnetyzm znika. Materiały te są doskonałymi magnesami chwilowymi, stosowanymi na przykład w telefonach i silnikach elektrycznych. (top)

9.0 Co to są elektromagnesy?

Elektromagnesy są produkowane przez umieszczenie metalowego rdzenia (zwykle stopu żelaza) wewnątrz zwoju drutu, w którym płynie prąd elektryczny. Prąd elektryczny w cewce wytwarza pole magnetyczne, które jest przewodzone przez żelazny rdzeń. Jego natężenie zależy od natężenia prądu elektrycznego i liczby zwojów drutu. Jego polaryzacja zależy od kierunku przepływu prądu. Gdy prąd płynie, rdzeń zachowuje się jak magnes, ale gdy tylko prąd ustaje, właściwości magnetyczne zostają utracone. Silniki elektryczne, telewizory, pociągi maglev, telefony, komputery i wiele innych nowoczesnych urządzeń wykorzystuje elektromagnesy. (top)

10.0 Co to jest zespół magnetyczny?

Zespół magnetyczny składa się z jednego lub więcej magnesów i innych komponentów, takich jak stal, które generalnie wpływają na funkcjonowanie magnesu. (góra)

Jak należy montować magnesy w urządzeniu?

• Jeśli magnes musi być przymocowany do urządzenia, można użyć środków mechanicznych lub klejów do zabezpieczenia magnesu na miejscu.
• Kleje są często używane do zabezpieczenia magnesów na miejscu. Jeśli magnesy są przyklejane do nierównych powierzchni, będziesz potrzebował kleju z dużą ilością „ciała”, aby dopasował się do nierównej powierzchni. Do przyklejania magnesów do ceramiki, drewna, tkanin i innych materiałów dobrze sprawdzają się kleje na gorąco. Dla magnesów przyklejanych do metalu, „super kleje” mogą być używane bardzo skutecznie.
• Możemy dostarczyć Elastyczne Magnesy z klejem już dołączonym do magnesu: wszystko, co musisz zrobić, to odkleić podkład i przymocować do produktu.
• Jak w przypadku wszystkich zastosowań kleju, bardzo ważne jest, aby zapewnić, że wszystkie łączone powierzchnie są czyste i suche przed klejeniem.

(góra)

11.0 Czy mogę obrabiać magnesy?

Magnesy mogą być obrabiane. Jednakże, twarde materiały magnetyczne – w przeciwieństwie do elastycznych lub gumowych materiałów magnetycznych – są bardzo trudne do obróbki. Magnesy powinny być obrabiane przy użyciu narzędzi diamentowych lub miękkich ściernic i w stanie nienamagnesowanym, tak dalece jak to możliwe. Ogólnie rzecz biorąc, najlepiej jest nie próbować obrabiać twardych materiałów magnetycznych, chyba że zna się te specjalistyczne techniki obróbki. (góra)

12.0 Wskazówki dotyczące obsługi i przechowywania magnesów

• Zawsze zachowaj ostrożność! Magnesy mogą się zatrzasnąć i zranić personel lub uszkodzić się.
• Utrzymuj magnesy z dala od nośników magnetycznych – takich jak dyskietki i karty kredytowe – oraz monitorów komputerowych.
• Przechowuj magnesy w zamkniętych pojemnikach, aby nie przyciągały metalowych odłamków.
• Jeśli przechowywanych jest kilka magnesów, powinny być one przechowywane w pozycjach przyciągających.
• Magnesy powinny być przechowywane z dala od rozruszników serca!

(top)

13.0.1 Ile kosztują magnesy?

Koszty różnych materiałów magnetycznych różnią się znacząco. Oto przybliżony przewodnik, ile kosztują magnesy.

* Uwaga: koszty przedstawione tutaj są kosztami względnymi opartymi na dużych ilościach materiałów magnetycznych, które nie mają specjalnej obróbki lub innych cech.

Na podstawie kosztu za funt magnesy neodymowe wydają się bardzo kosztowne. Jednak w przeliczeniu na koszt BHmax, nie wydają się one tak kosztowne. Często poprzez użycie silniejszego magnesu, całe urządzenie, w którym znajduje się magnes może być zminiaturyzowane, co daje oszczędności, które sprzyjają silniejszym materiałom magnetycznym. (góra)

13.0.2 Jak zamawiać magnesy?

Aby efektywnie zamawiać magnesy, musisz mieć dobre wyobrażenie o tym, co chcesz osiągnąć. Oto kilka elementów, które należy rozważyć:

• Generalny charakter zastosowania – trzymanie, przenoszenie, podnoszenie, itp.
• Kształt magnesu – dysk, pierścień, prostokąt, itp.
• Wymiar magnesu – średnica, długość, szerokość, wysokość, itp.
• Tolerancja – jakie odchylenia w wymiarach są dopuszczalne.
• Warunki, w których magnes będzie używany – podwyższona temperatura, wilgotność, na zewnątrz, wewnątrz, itp.
• Wymagana wytrzymałość magnesu – w funtach siły trzymania, Gaussach, itp.
• Magnes powinien kosztować nie więcej niż? – To wyeliminuje niektóre materiały z rozważań.
• Ilości, których będziesz potrzebować

Pytania dotyczące magnesów?

Skontaktuj się z nami dzisiaj lub wyślij nam prośbę o wycenę i daj nam znać, jak możemy pomóc. (top)