Úvod do silných magnetických materiálů
Silné magnetické materiály, zejména permanentně magnetické materiály, jako je neodym železo bor (NdFeB) a samarium kobalt (SmCo), jsou široce používány v moderním průmyslu díky jejich silné síle magnetického pole a vynikajícímu výkonu. Od motorů po zdravotnická zařízení, od spotřební elektroniky po letectví a kosmonautiku hrají tyto materiály důležitou roli. Přestože se silné magnetické materiály používají v mnoha oborech, jejich potenciální nebezpečí nelze ignorovat. Pojďme se naučit, jak se vyrábí silné magnetické materiály, lépe porozumět potenciálním rizikům a lépe jim předcházet.
Jak se rodí silné magnetické materiály
1. Příprava surovin: Prvním krokem při výrobě silných magnetických materiálů je příprava surovin. Pro NdFeB patří mezi hlavní suroviny neodym, železo, bór a další stopové prvky jako dysprosium a praseodym. Suroviny je třeba přísně třídit a zpracovávat, aby se zajistilo, že poměr čistoty a složení odpovídá požadavkům.
2. Tání: Připravené suroviny se umístí do vakuové indukční pece k roztavení za vzniku slitiny. V tomto procesu je regulace teploty velmi kritická a obvykle je třeba ji provádět při vysoké teplotě vyšší než 1000 °C. Kapalina roztavené slitiny se nalije do formy, aby se ochladila a vytvořila se ingot.
3.Drcení a mletí: Vychlazený ingot je třeba drtičem rozdrtit na malé kousky a poté dále rozemlít na jemný prášek kulovým mlýnem. Velikost částic jemného prášku přímo ovlivňuje kvalitu následného procesu, proto je tento krok velmi důležitý.
4. Orientační lisování: Jemný prášek se vloží do formy a poté se orientuje a lisuje působením silného magnetického pole. To zajišťuje, že směr magnetických částic prášku je konzistentní, čímž se zlepší magnetické vlastnosti konečného produktu. Výrobek po orientovaném lisování se nazývá „zelené tělo“.
5. Slinování: Surové těleso se umístí do slinovací pece a slinuje při vysoké teplotě (asi 1000°C-1100°C), aby ztuhlo a vytvořilo hustý magnet. Během procesu slinování prochází materiál složitými fyzikálními a chemickými změnami a nakonec tvoří hotový výrobek s vysokými magnetickými vlastnostmi.
6. Zpracování a povrchová úprava: Slinutý magnet je také potřeba nařezat, vyleštit a jinak mechanicky opracovat, aby se dosáhlo požadovaného tvaru a velikosti. Aby se zabránilo oxidaci nebo korozi magnetu během používání, je na jeho povrchu obvykle potažena ochranná vrstva, jako je nikl, zinek nebo epoxidová pryskyřice.
7. Magnetizace: Posledním krokem je magnetizace magnetu, aby získal požadované magnetické vlastnosti. Magnetizace se obvykle provádí ve speciálním magnetizačním zařízení s použitím silného magnetického pole, aby byly magnetické domény v magnetu konzistentní.
Škody silného magnetismu
Letalita silných magnetických materiálů se odráží hlavně v následujících aspektech:
1. Dopad na elektronická zařízení: Silné magnetické materiály mohou rušit provoz elektronických zařízení, zejména těch, která jsou závislá na magnetických senzorech. Například mobilní telefony, pevné disky počítačů, kreditní karty atd. mohou být ovlivněny silnými magnetickými poli, což může mít za následek ztrátu dat nebo poškození zařízení.
2.Dopad na lidské tělo: Přestože silné magnetické materiály nepředstavují přímou smrtelnou hrozbu pro lidské tělo, mohou při požití nebo kontaktu s pokožkou způsobit místní bolest nebo nepohodlí. Kromě toho mohou silné magnetické materiály také přitahovat blízké kovové předměty a způsobit náhodná zranění.
3.Dopad na jiné magnetické materiály: Silné magnetické materiály mohou přitahovat a pohybovat jinými magnetickými materiály, což může způsobit pád těžkých předmětů nebo poškození zařízení, pokud se s nimi nezachází správně. Při použití silných magnetických materiálů je proto třeba přijmout vhodná bezpečnostní opatření, aby se předešlo zbytečným rizikům.
4.Vliv na mechanické zařízení: V některých případech mohou silné magnetické materiály adsorbovat kovové části v mechanickém zařízení a způsobit selhání nebo vypnutí zařízení. Tento efekt je zvláště závažný u přesných přístrojů a lékařských přístrojů.
Jak zabránit účinkům silného magnetismu
1. Udržujte si odstup: Silné magnetické materiály udržujte mimo elektronická zařízení, kreditní karty a další citlivé předměty.
2. Ochranná opatření: Při manipulaci se silnými magnetickými materiály používejte vhodné ochranné prostředky a vyhněte se přímému kontaktu s pokožkou.
3. Výchova a varování: Poučte děti, aby si nehrály se silnými magnetickými hračkami, a ujistěte se, že rozumí potenciálním nebezpečím.
4. Odborné vedení: V lékařském prostředí zajistěte, aby pacienti a personál rozuměli bezpečnostním předpisům pro silné magnetické materiály a přijali vhodná ochranná opatření.
5. Skladování a přeprava: Silné magnetické materiály by měly být skladovány ve speciálních nádobách a během přepravy řádně chráněny, aby se zabránilo kontaktu s jinými předměty.
Výrobní proces silných magnetických materiálů je složitý a jemný proces zahrnující více kroků a profesionální technické prostředky. Pochopení jeho výrobního procesu nám pomáhá lépe porozumět a aplikovat tyto materiály. Zároveň si také musíme být vědomi potenciálních nebezpečí silných magnetických materiálů a přijmout účinná ochranná opatření k zajištění naší bezpečnosti.
Čas odeslání: 25. října 2024
