磁鐵的應(yīng)用和原理
電磁鐵在日常生活中有極其廣泛的應(yīng)用。電磁鐵是電流磁效應(yīng)電生磁的一個應(yīng)用,,與生活聯(lián)系緊密,,如電磁繼電器、電磁起重機,、磁懸浮列車等,。電磁鐵可以分為直流電磁鐵和交流電磁鐵兩大類型。如果按照用途來劃分電磁鐵,,主要可分成以下五種:1牽引電磁鐵——主要用來牽引機械裝置,、開啟或關(guān)閉各種閥門,以執(zhí)行自動控制任務(wù),。2起重電磁鐵——用作起重裝置來吊運鋼錠,、鋼材、鐵砂等鐵磁性材料,。3制動電磁鐵——主要用于對電動機進行制動以達到準確停車的目的,。4自動電器的電磁系統(tǒng)——如電磁繼電器和接觸器的電磁系統(tǒng)、自動開關(guān)的電磁脫扣器及操作電磁鐵等,。5其他用途的電磁鐵——如磨床的電磁吸盤以及電磁振動器等,。
原理
將螺線管通電后可產(chǎn)生如一磁鐵棒的磁場。圖中的圓圈為導(dǎo)線截面,,點代表電流出螢?zāi)�,,叉代表流入螢�(zāi)�,;附箭頭的橢圓圓圈是磁力線。當直流電通過導(dǎo)體時會產(chǎn)生磁場,,而通過作成螺線管solenoid的導(dǎo)體時則會產(chǎn)生類似棒狀磁鐵的磁場,。在螺線管的中心加入一磁性物質(zhì)則此磁性物質(zhì)會被磁化而達到加強磁場的效果。一般而言,,電磁鐵所產(chǎn)生的磁場強度與直流電大小,、線圈圈數(shù)及中心的導(dǎo)磁物質(zhì)有關(guān),在設(shè)計電磁鐵時會注重線圈的分布和導(dǎo)鐵物質(zhì)的選擇,,并利用直流電的大小來控制磁場強度,。然而線圈的材料具有電阻而-了電磁鐵所能產(chǎn)生的磁場大小,但隨著超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用將有機會突破現(xiàn)有的-,。
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無tb少dy的高矯頑力磁體的制備方法包括如下工藝步驟:
步驟1:按照釹鐵硼合金百分比的組成分子式nciicichxhrex)afe100_a_b_c-mc(wt.%)和ndafe100_a_b_c-mc(wt?%)分別配制原料,,其中0%χ24%,,29%a彡30%,0.彡1.5%,,0.5%c彡2%,,所需稀土原料可以直接采用含ho、er,、dy比例確定的混合稀土,,tm為ga,co,,cu,,nb,al元素中的一種或幾種,;
步驟2:將步驟1配好的原料分別熔煉,。首先將原材料放入中頻感應(yīng)熔煉速凝爐坩堝內(nèi),在真空度達到10a以上時送電預(yù)熱,,待真空度重新達到10a以上后停止抽真空并充入高純ar,,使爐內(nèi)ar氣壓達到-0.04?-0.08mpa后進行熔煉。隨后將鋼液澆注到線速度為1.5?3m/s的水冷銅輥上,,獲得平均厚度范圍在0.15?0.5mm的速凝薄帶,;
步驟3:所制得的速凝薄帶分別裝入氫化爐中進行粗破碎。在保護氣氛下將防氧化潤滑劑與粗破碎磁粉按照3?7ml/kg的比例混合,,防止在隨后的氣流磨過程中細粉團聚和氧化,。其中防氧化潤滑劑中醇類汽油占85%-96%,基礎(chǔ)合成油占4%-15%,。所采用的醇可以是-或-,,所采用基礎(chǔ)復(fù)合油的黏度指數(shù)大于90,如聚a-烯烴或酯類油等,。氣流磨風(fēng)選輪的轉(zhuǎn)速度控制在3000r/min?4000r/min,,成分為ndafe1(1(1_a_b_。-m。(wt.%)的磁粉粒度控制在3?5μπι,,成分為nd1q(1_xhrex)afei(1(1_a_b_,。-m。(wt?%)的磁粉粒度控制在0.07?2?5μπι,;
步驟4:按照合金設(shè)計成分,,以不同比例分別稱取步驟3制備的磁粉并在混料機-磁粉充分混合。
步驟5:在惰性氣體保護氣氛下,,將混合磁粉在磁場強度為1.5?2τ的磁場中取向成型,,再進行冷等靜壓,,制成毛坯,;
步驟6:將成型后的毛坯放入高真空的燒結(jié)爐中進行燒結(jié),燒結(jié)過程中在400°c?800°c保溫0.5?10小時進行脫氫,,在燒結(jié)溫度1020°c?1080°c保溫1?4小時后水冷或空冷,,然后分別在750°c?950°c和450°c?600°c進行1?4小時的回火處理。
與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)點在于:使用混合稀土進行配料,,減少了采用經(jīng)進一步分離,、提純的稀土所增加成本。在保持磁體性能前提下,,可使重稀土的添加量由原來占稀土總量的16%?m%降至6%?14%,,同時還添加一定量的ho、er等使dy的用量減少到5%?12%,;其次采用只需熔煉兩種成分速凝帶,,便可配制出系列牌號的磁體,具有較高的成分可調(diào)自由度,,可-的降低生產(chǎn)成本,,適于工業(yè)-生產(chǎn)。
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如何選擇磁鐵?
在決定選擇哪一種磁鐵之前應(yīng)明確需要磁鐵發(fā)揮何種作用,?
主要的作用:移動物體,,固定物體或抬升物體。
所需磁鐵的形狀:圓片形,,圓環(huán)形,,方塊形,瓦片形或特殊形狀,。
所需磁鐵的尺寸:長,,寬,高,,直徑及公差等等,。
所需磁鐵的吸力,期望價格及數(shù)量等等,。
指南針就是根據(jù)磁鐵的性質(zhì)發(fā)明的
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