Giới thiệu về vật liệu từ tính mạnh
Các vật liệu từ tính mạnh, đặc biệt là các vật liệu từ tính vĩnh cửu như boron sắt neodymium (NdFeB) và samarium coban (SmCo), đã được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hiện đại do cường độ từ trường mạnh và hiệu suất tuyệt vời của chúng. Từ động cơ đến thiết bị y tế, từ điện tử tiêu dùng đến hàng không vũ trụ, những vật liệu này đóng một vai trò quan trọng. Mặc dù vật liệu từ tính mạnh được sử dụng trong nhiều lĩnh vực nhưng không thể bỏ qua những mối nguy hiểm tiềm tàng của chúng. Chúng ta hãy tìm hiểu vật liệu từ tính mạnh được tạo ra như thế nào, hiểu rõ hơn về những rủi ro tiềm ẩn và ngăn chặn chúng tốt hơn.
Vật liệu từ tính mạnh ra đời như thế nào
1. Chuẩn bị nguyên liệu: Bước đầu tiên trong việc sản xuất vật liệu từ tính mạnh là chuẩn bị nguyên liệu thô. Đối với NdFeB, nguyên liệu thô chính bao gồm neodymium, sắt, boron và các nguyên tố vi lượng khác như dysprosium và praseodymium. Nguyên liệu thô cần được sàng lọc và xử lý nghiêm ngặt để đảm bảo độ tinh khiết và tỷ lệ thành phần đáp ứng yêu cầu.
2. tan chảy: Các nguyên liệu thô đã chuẩn bị sẵn được đặt trong lò cảm ứng chân không để nấu chảy tạo thành hợp kim. Trong quá trình này, việc kiểm soát nhiệt độ là rất quan trọng và thường cần được thực hiện ở nhiệt độ cao hơn 1000°C. Chất lỏng hợp kim nung chảy sẽ được đổ vào khuôn để nguội và tạo thành thỏi.
3.Nghiền và nghiền: Thỏi đã nguội cần được nghiền thành từng miếng nhỏ bằng máy nghiền và sau đó nghiền tiếp thành bột mịn bằng máy nghiền bi. Kích thước hạt của bột mịn ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của quá trình tiếp theo nên bước này rất quan trọng.
4. Nhấn định hướng: Bột mịn được nạp vào khuôn sau đó được định hướng và ép dưới tác dụng của từ trường mạnh. Điều này đảm bảo rằng hướng của các hạt bột từ tính là nhất quán, từ đó cải thiện tính chất từ tính của sản phẩm cuối cùng. Sản phẩm sau khi ép định hướng được gọi là “thân xanh”.
5. Thiêu kết: Thân xanh được đặt trong lò thiêu kết và thiêu kết ở nhiệt độ cao (khoảng 1000°C-1100°C) để đông đặc và tạo thành nam châm dày đặc. Trong quá trình thiêu kết, vật liệu trải qua những thay đổi vật lý và hóa học phức tạp và cuối cùng tạo thành một sản phẩm hoàn chỉnh có đặc tính từ tính cao.
6. Gia công và xử lý bề mặt: Nam châm thiêu kết cũng cần được cắt, đánh bóng và xử lý cơ học khác để đạt được hình dạng và kích thước cần thiết. Để ngăn nam châm khỏi bị oxy hóa hoặc ăn mòn trong quá trình sử dụng, người ta thường phủ một lớp bảo vệ như niken, kẽm hoặc nhựa epoxy lên bề mặt của nam châm.
7. Từ hóa: Bước cuối cùng là từ hóa nam châm để tạo cho nó những đặc tính từ tính cần thiết. Quá trình từ hóa thường được thực hiện trong một thiết bị từ hóa đặc biệt, sử dụng từ trường mạnh để làm cho các miền từ trong nam châm trở nên nhất quán.
Tác hại của từ tính mạnh
Khả năng gây chết người của vật liệu từ tính mạnh chủ yếu được thể hiện ở các khía cạnh sau:
1. Tác động lên các thiết bị điện tử: Vật liệu từ tính mạnh có thể cản trở hoạt động của các thiết bị điện tử, đặc biệt là những thiết bị dựa vào cảm biến từ tính. Ví dụ: điện thoại di động, ổ cứng máy tính, thẻ tín dụng, v.v. có thể bị ảnh hưởng bởi từ trường mạnh dẫn đến mất dữ liệu hoặc hư hỏng thiết bị.
2.Tác động lên cơ thể con người: Mặc dù các vật liệu từ tính mạnh không gây ra mối đe dọa tử vong trực tiếp cho cơ thể con người nhưng chúng có thể gây đau hoặc khó chịu cục bộ nếu nuốt phải hoặc tiếp xúc với da. Ngoài ra, các vật liệu có từ tính mạnh cũng có thể hút các vật kim loại ở gần và gây thương tích do tai nạn.
3.Tác động lên các vật liệu từ tính khác: Các vật liệu từ tính mạnh có thể hút và di chuyển các vật liệu từ tính khác, có thể khiến các vật nặng rơi xuống hoặc làm hỏng thiết bị nếu không được xử lý đúng cách. Vì vậy, khi sử dụng vật liệu có từ tính mạnh phải có biện pháp an toàn phù hợp để tránh những rủi ro không đáng có.
4.Tác động tới thiết bị cơ khí: Trong một số trường hợp, vật liệu từ tính mạnh có thể hấp thụ các bộ phận kim loại trong thiết bị cơ khí, khiến thiết bị bị hỏng hoặc ngừng hoạt động. Hiệu ứng này đặc biệt nghiêm trọng trong các dụng cụ chính xác và thiết bị y tế.
Cách phòng tránh tác dụng của từ trường mạnh
1. Giữ khoảng cách: Giữ các vật liệu có từ tính mạnh tránh xa các thiết bị điện tử, thẻ tín dụng và các vật dụng nhạy cảm khác.
2. Biện pháp bảo vệ: Mang thiết bị bảo hộ thích hợp khi xử lý các vật liệu có từ tính mạnh và tránh tiếp xúc trực tiếp với da.
3. Giáo dục và cảnh báo: Giáo dục trẻ không chơi với đồ chơi có nam châm mạnh và đảm bảo trẻ hiểu rõ những nguy hiểm tiềm ẩn.
4. Hướng dẫn nghiệp vụ: Trong môi trường y tế, hãy đảm bảo rằng bệnh nhân và nhân viên hiểu các quy định an toàn đối với vật liệu từ tính mạnh và thực hiện các biện pháp bảo vệ thích hợp.
5. Lưu trữ và vận chuyển: Các vật liệu có từ tính mạnh phải được bảo quản trong các thùng chứa đặc biệt và được bảo vệ đúng cách trong quá trình vận chuyển để tránh tiếp xúc với các vật dụng khác.
Quy trình sản xuất vật liệu từ tính mạnh là một quy trình phức tạp và tinh tế bao gồm nhiều bước và phương tiện kỹ thuật chuyên nghiệp. Hiểu rõ quy trình sản xuất của nó giúp chúng ta hiểu rõ hơn và ứng dụng những vật liệu này. Đồng thời, chúng ta cũng cần nhận thức được mối nguy hiểm tiềm ẩn của vật liệu từ tính mạnh và có biện pháp bảo vệ hữu hiệu để đảm bảo an toàn cho bản thân.
Thời gian đăng: 25/10/2024
