Einführung in stark magnetische Materialien
Starke magnetische Materialien, insbesondere permanentmagnetische Materialien wie Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) und Samarium-Kobalt (SmCo), werden in der modernen Industrie aufgrund ihrer starken Magnetfeldstärke und hervorragenden Leistung häufig verwendet. Von Motoren bis hin zu medizinischen Geräten, von Unterhaltungselektronik bis hin zur Luft- und Raumfahrt spielen diese Materialien eine wichtige Rolle. Obwohl in vielen Bereichen starke magnetische Materialien verwendet werden, können ihre potenziellen Gefahren nicht ignoriert werden. Lassen Sie uns lernen, wie stark magnetische Materialien hergestellt werden, die potenziellen Risiken besser verstehen und ihnen besser vorbeugen.
Wie stark magnetische Materialien entstehen
1. Rohstoffvorbereitung: Der erste Schritt bei der Herstellung stark magnetischer Materialien ist die Vorbereitung der Rohstoffe. Zu den Hauptrohstoffen für NdFeB gehören Neodym, Eisen, Bor und andere Spurenelemente wie Dysprosium und Praseodym. Die Rohstoffe müssen streng geprüft und verarbeitet werden, um sicherzustellen, dass Reinheit und Zusammensetzungsverhältnis den Anforderungen entsprechen.
2. Schmelzen: Die vorbereiteten Rohstoffe werden in einem Vakuum-Induktionsofen zum Schmelzen gebracht, um eine Legierung zu bilden. Bei diesem Prozess ist die Temperaturkontrolle sehr wichtig und muss normalerweise bei einer hohen Temperatur von mehr als 1000 °C durchgeführt werden. Die geschmolzene Legierungsflüssigkeit wird in eine Form gegossen, um abzukühlen und einen Barren zu formen.
3.Zerkleinern und Mahlen: Der abgekühlte Barren muss mit einem Brecher in kleine Stücke gebrochen und dann mit einer Kugelmühle weiter zu feinem Pulver gemahlen werden. Die Partikelgröße des feinen Pulvers hat direkten Einfluss auf die Qualität des nachfolgenden Prozesses, daher ist dieser Schritt sehr wichtig.
4. Orientierungspressung: Das feine Pulver wird in eine Form gefüllt und dann unter der Wirkung eines starken Magnetfelds ausgerichtet und gepresst. Dadurch wird sichergestellt, dass die Richtung der magnetischen Pulverpartikel konsistent ist, wodurch die magnetischen Eigenschaften des Endprodukts verbessert werden. Das Produkt nach dem gerichteten Pressen wird „Grünkörper“ genannt.
5. Sintern: Der Grünkörper wird in einen Sinterofen gegeben und bei hoher Temperatur (ca. 1000 °C–1100 °C) gesintert, um sich zu verfestigen und einen dichten Magneten zu bilden. Während des Sinterprozesses durchläuft das Material komplexe physikalische und chemische Veränderungen und bildet schließlich ein fertiges Produkt mit hohen magnetischen Eigenschaften.
6. Verarbeitung und Oberflächenbehandlung: Der gesinterte Magnet muss außerdem geschnitten, poliert und anderweitig mechanisch bearbeitet werden, um die erforderliche Form und Größe zu erreichen. Um zu verhindern, dass der Magnet während des Gebrauchs oxidiert oder korrodiert, wird seine Oberfläche üblicherweise mit einer Schutzschicht wie Nickel, Zink oder Epoxidharz beschichtet.
7. Magnetisierung: Der letzte Schritt besteht darin, den Magneten zu magnetisieren, um ihm die erforderlichen magnetischen Eigenschaften zu verleihen. Die Magnetisierung wird normalerweise in einer speziellen Magnetisierungsanlage durchgeführt, wobei ein starkes Magnetfeld verwendet wird, um die magnetischen Domänen im Magneten konsistent zu machen.
Der Schaden von starkem Magnetismus
Die Tödlichkeit stark magnetischer Materialien spiegelt sich hauptsächlich in folgenden Aspekten wider:
1. Auswirkungen auf elektronische Geräte: Stark magnetische Materialien können den Betrieb elektronischer Geräte beeinträchtigen, insbesondere solcher, die auf Magnetsensoren basieren. Beispielsweise können Mobiltelefone, Computerfestplatten, Kreditkarten usw. durch starke Magnetfelder beeinflusst werden, was zu Datenverlust oder Geräteschäden führen kann.
2.Auswirkungen auf den menschlichen Körper: Obwohl stark magnetische Materialien keine direkte tödliche Gefahr für den menschlichen Körper darstellen, können sie beim Verschlucken oder bei Kontakt mit der Haut lokale Schmerzen oder Beschwerden verursachen. Darüber hinaus können stark magnetische Materialien auch in der Nähe befindliche Metallgegenstände anziehen und versehentliche Verletzungen verursachen.
3.Auswirkungen auf andere magnetische Materialien: Starke magnetische Materialien können andere magnetische Materialien anziehen und bewegen, was bei unsachgemäßer Handhabung dazu führen kann, dass schwere Gegenstände herunterfallen oder Geräte beschädigt werden. Daher müssen bei der Verwendung stark magnetischer Materialien entsprechende Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden, um unnötige Risiken zu vermeiden.
4.Auswirkungen auf mechanische Geräte: In einigen Fällen können stark magnetische Materialien Metallteile in mechanischen Geräten adsorbieren und zu Geräteausfällen oder -abschaltungen führen. Besonders gravierend ist dieser Effekt bei Präzisionsinstrumenten und medizinischen Geräten.
So verhindern Sie die Auswirkungen von starkem Magnetismus
1. Halten Sie Abstand: Halten Sie stark magnetische Materialien von elektronischen Geräten, Kreditkarten und anderen empfindlichen Gegenständen fern.
2. Schutzmaßnahmen: Tragen Sie beim Umgang mit stark magnetischen Materialien geeignete Schutzausrüstung und vermeiden Sie direkten Kontakt mit der Haut.
3. Aufklärung und Warnungen: Weisen Sie Kinder darauf hin, nicht mit stark magnetischen Spielzeugen zu spielen, und stellen Sie sicher, dass sie die möglichen Gefahren verstehen.
4. Professionelle Anleitung: Stellen Sie in medizinischen Umgebungen sicher, dass Patienten und Personal die Sicherheitsvorschriften für stark magnetische Materialien verstehen und geeignete Schutzmaßnahmen ergreifen.
5. Lagerung und Transport: Stark magnetische Materialien sollten in speziellen Behältern gelagert und während des Transports ordnungsgemäß geschützt werden, um den Kontakt mit anderen Gegenständen zu verhindern.
Der Produktionsprozess starkmagnetischer Materialien ist ein komplexer und heikler Prozess, der mehrere Schritte und professionelle technische Mittel erfordert. Das Verständnis des Produktionsprozesses hilft uns, diese Materialien besser zu verstehen und anzuwenden. Gleichzeitig müssen wir uns der potenziellen Gefahren stark magnetischer Materialien bewusst sein und wirksame Schutzmaßnahmen ergreifen, um unsere Sicherheit zu gewährleisten.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 25. Okt. 2024
