Trong công nghệ hiện đại của chúng ta hiện nay, việc ứng dụng nam châm vĩnh cửu vào sản xuất cũng như tiêu dùng là vô cùng to lớn. Bởi vậy nên đòi hỏi chúng ta phải có hướng sản xuất nam châm vĩnh cửu với phương pháp mới, đơn giản, hiệu quả và chất lượng ngày một tốt hơn. Bạn hãy luôn biết rằng nam châm vĩnh cửu là một vật liệu hay có thể nói là đối tượng để tạo ra một từ trường. Từ trường là vô hình nhưng vai trò của nó là hữu hình, giả dụ như nếu không có nam châm vĩnh cửu thì la bàn có ra đời không, loa phóng thanh hay ghi âm băng có như bây giờ không?
Các loại nam châm viên trắng
Quá trình phát triển trong sản xuất nam châm vĩnh cửu
Nam châm vĩnh cửu có chứa magnetite, tinh thể khoáng sắt ferit có nguồn gốc từ tính của nó từ hiệu ứng từ trường của trái đất có trên nó. Thép hợp kim khác nhau cũng có thể được từ hóa. Các bước tiến lớn đầu tiên trong việc phát triển vật liệu nam châm vĩnh cửu có hiệu quả hơn, đến những năm 1930 với sự phát triển của các nam châm alnico hợp kim. Những nam châm mất tên của họ từ những biểu tượng hóa học của nguyên tố nhôm-nickel-cobalt được sử dụng để thực hiện các hợp kim. Sau khi nhiễm từ, nam châm alnico có từ 5 đến 17 lần so với lực lượng từ tính của magnetit.
Nam châm vĩnh cửu gốm được làm từ ferrite bari tinh bột hoặc strontium ferrite hình thành dưới nhiệt độ và áp suất. Sức mạnh từ trường của họ được nâng cao bằng việc sắp xếp các hạt bột với một từ trường mạnh trong thời gian hình thành. Nam châm gốm được so sánh với nam châm alnico về lực từ tính và có lợi thế là có thể được ép thành các hình dạng khác nhau mà không công đáng kể. Nam châm vĩnh cửu linh hoạt được làm từ bột bari ferit hoặc nam châm ferrite trộn lẫn trong một vật liệu bám dính như cao su hay nhựa dẻo như polyvinyl clorua.
Trong những năm 1970, các nhà nghiên cứu phát triển nam châm vĩnh cửu được làm từ bột cobalt samarium nung chảy dưới nhiệt. Những nam châm tận dụng lợi thế của một thực tế là sự sắp xếp của các nhóm nguyên tử, được gọi là vùng từ trường, trong các tinh thể hình lục giác của vật liệu này có xu hướng bị từ tính liên kết. Bởi vì các liên kết tự nhiên này, nam châm samari-cobalt có thể được thực hiện để tạo ra lực từ trường mạnh hơn magnetite 50 lần. Tai nghe cho nhỏ, hệ thống âm thanh nổi cá nhân sử dụng nam châm vĩnh cửu samari-coban. Nam châm Samarium-cobalt cũng có lợi thế là có thể hoạt động ở nhiệt độ cao hơn so với nam châm vĩnh cửu khác mà không mất đi sức mạnh từ trường của họ. Nam châm vĩnh cửu tương tự đã được thực hiện trong những năm 1980 sử dụng bột neodymium sắt boron trong đó sản xuất các lực lượng từ tính mạnh hơn magnetite gần 75 lần. Đây là các nam châm vĩnh cửu mạnh mẽ thương mại nhiều nhất hiện nay.
TỔNG KHO NAM CHÂM chuyên bán nam châm tròn, nam châm tấm, nam châm dẻo, nam châm ứng dụng, nam châm nâng, nam châm phẳng, nam châm điện cũng như đặt hàng Quý khách hãy liên hệ:
Nam châm đất hiếm là tên gọi của các loại nam châm vĩnh cửu được làm từ các hợp chất hoặc hợp kim của các nguyên tố đất hiếm và kim loại chuyển tiếp mà điển hình là 2 họ nam châm đất hiếm 2:14:1 và Nam châm SmCo.
Nam châm đất hiếm bắt đầu xuất hiện từ nửa sau và cuối của thế kỷ 20 được biết đến là mạnh hơn rất nhiều so với các loại nam châm truyền thống như nam châm ferrite, nam châm AlNiCo, hay vượt trội hơn cả là nam châm hợp kim FePt, CoPt.
Hệ nam châm đất hiếm dựa trên hợp chất SmCo[sửa | sửa mã nguồn]
Là các nam châm vĩnh cửu cấu tạo từ các hợp chất của Samarium [Sm] và Coban [Co] [có thể có thêm một số nguyên tố khác], là hệ các vật liệu từ cứng có dị hướng từ tinh thể lớn nhất hiện nay với lực kháng từ rất lớn và nhiệt độ Curie rất cao, mà phổ biến nhất là hai hệ hợp chất SmCo5 và Sm2[Co,Fe]17. Đặc điểm chung của hệ hợp chất này là có dị hướng từ tinh thể rất lớn [nên có thể cho lực kháng từ từ vài kOe đến vài chục kOe], nhưng có từ độ bão hòa không cao, và có nhiệt độ Curie rất cao và độ suy giảm phẩm chất theo nhiệt độ thấp nên thường được sử dụng trong các ứng dụng ở nhiệt độ cao và do đó thường được gọi với tên chung là nam châm nhiệt độ cao,..
Phân bố thị trường nam châm vĩnh cửu trên thế giới năm 1999, nam châm NdFeB chiếm 37% thị phần
- Hợp chất SmCo5
Được phát minh bởi Karl J. Strnat [U.S. Air Force Materials Laboratory] lần đầu tiên vào năm 1966 với tích năng lượng từ cực đại [BH]max đạt 18 MGOe.
SmCo5 thuộc nhóm hợp chất RCo5 [R thường được dùng để ký hiệu các nguyên tố đất hiếm, có cấu trúc tinh thể lục giác. SmCo5 có hằng số dị hướng từ tinh thể bậc 1 K1 = 11,9.106 J/m³, từ độ bão hòa Ms = 840 kA/m và nhiệt độ Curie TC = 1003 K, trường dị hướng HA = 28,6 T. Loại nam châm này có khả năng cho tích năng lượng từ cực đại [BH]max lớn nhất tới 28,5 MGOe [220 kJ/m³].
- Hợp chất Sm2Co17
Được Karl J. Strnat và Dr. Alden Ray phát minh năm 1972 với tích năng lượng từ cực đại tới 30 MGOe. Hệ vật liệu này có cấu trúc tương tự như SmCo5, nhưng có sự khác biệt về thông số từ nội tại. Hằng số dị hướng từ tinh thể bậc 1 K1 = 10.106 J/m³, từ độ bão hòa Ms = 990 kA/m và nhiệt độ Curie TC = 958 K. Loại nam châm này có khả năng cho tích năng lượng từ cực đại [BH]max lớn nhất tới 41,3 MGOe [331 kJ/m3].. Trong các nghiên cứu hiện nay về nam châm nhiệt độ cao, người ta pha tạp thêm các nguyên tố khác [Fe, Cu, Zr...] để cải tiến cấu trúc và tính chất nhằm nâng cao nhiệt độ Curie cũng như phẩm chất từ của hệ vật liệu này,
Nam châm đất hiếm dựa trên nhóm hợp chất 2:14:1[sửa | sửa mã nguồn]
Hệ hợp chất 2:14:1 là tên gọi tắt của hệ hợp chất có công thức chung R2Fe14B hoặc R2Co14B [nhưng hệ hợp chất R2Co14B hầu như ít được sử dụng], với R là các nguyên tố đất hiếm [ví dụ như Nd, Pr, Dy...], và loại được sử dụng nhiều nhất là Nd2Fe14B [thường được gọi tắt là nam châm NdFeB] và Pr2Fe14B. Đặc điểm chung là có dị hướng từ tinh thể rất lớn, có từ độ bão hòa rất lớn nên có khả năng cho tích năng lượng từ khổng lồ. Loại tốt nhất là NdFeB có khả năng cho giá trị [BH]max tới 64 MGOe. Nhóm hợp chất này đều có cấu trúc tinh thể kiểu tứ giác. Các tham số từ của nhóm hợp chất này được trình bày theo bảng dưới đây
Hợp chất Hằng số mạng a [nm] Hằng số mạng c [nm] Mật độ Từ độ bão hòa Ms [kG] Trường dị hướng HA [kG] Nhiệt độ Curie TC [K] Ce2Fe14B 0,877 1,211 7,81 11,6 44,25 424 Pr2Fe14B 0,882 1,225 7,47 14,3 125 564 Nd2Fe14B 0,882 1,224 7,55 15,6 150 585 Sm2Fe14B 0,880 1,215 7,73 13,3 612 Gd2Fe14B 0,879 1,209 7,85 8,6 76,25 661 Tb2Fe14B 0,877 1,205 7,93 0,64 350 639 Dy2Fe14B 0,875 1,200 8,02 6,5 312,5 602 Ho2Fe14B 0,875 1,199 8,05 8,6 250 576 Er2Fe14B 0,874 1,196 8,24 9.3 554 Tm2Fe14B 0.874 1,195 8,13 10,9 -- 541 Y2Fe14B 0,877 1,204 6,98 12,8 25,3 565
Đây là hệ vật liệu được phát minh vào năm 1983 bởi đồng thời 2 nước là Mỹ [J. J. Croat] và Nhật Bản [M. Sagawa]] là hợp chất Nd2Fe14B và cho đến hiện nay Nd2Fe14B vẫn là loại nam châm vĩnh cửu tốt nhất với dị hướng từ tinh thể K1 = 9,4.106 J/m³, tích năng lượng từ cực đại có thể đạt tới 64 MGOe [đã sản xuất thương phẩm đạt 57 MGOe].
Kỹ thuật chế tạo nam châm đất hiếm[sửa | sửa mã nguồn]
Nam chất đất hiếm được sử dụng nhiều nhất là dạng các nam châm thiêu kết. Ban đầu, người ta chế tạo các hợp kim theo thành phần danh định của hợp chất [có bù lại một phần các nguyên tố đất hiếm do chúng dễ bị oxy hóa]. Sau đó chúng được nghiền thành bột mịn, trộn keo epoxy và ép định hướng trong từ trường, sau đó nung thiêu kết ở nhiệt độ cao [trong môi trường đã được hút chân không cao và nạp khí bảo vệ] để tạo thành hợp chất, sau đó ủ nhiệt ở nhiệt độ thấp để ổn định pha, từ hóa và phủ keo bảo vệ. Các công đoạn trên đều được tiến hành trong môi trường bảo vệ để giảm thiểu oxy hóa.
Có thể thay thế công đoạn thiêu kết bằng kỹ thuật ép nóng. Người ta ép các bột trong từ trường ở nhiệt độ cao nhằm tạo ra pha và định hướng nam châm [tạo ra nam châm dị hướng].
Gần đây, người ta còn tiến hành tạo ra các nam châm đất hiếm giá thành rẻ với kiểu nam châm kết dính. Các bột hợp kim mịn được tạo ra sau khi nghiền các mảnh vụn hợp kim được chế tạo bằng công nghệ nguội nhanh, sau đó trộn keo epoxy và ép định hướng trong từ trường. Kỹ thuật này có ưu điểm là đơn giản và kinh tế hơn, nhưng sản phẩm cho phẩm chất thấp hơn nhiều so với nam châm thiêu kết.
Nam châm tên tiếng Anh là gì?
MAGNET | Định nghĩa trong Từ điển tiếng Anh-Việt - Cambridge Dictionary.nullMAGNET | Định nghĩa trong Từ điển tiếng Anh-Việt - Cambridge Dictionarydictionary.cambridge.org › dictionary › english-vietnamese › magnetnull
Vĩnh cửu bằng tiếng Anh là gì?
permanent, abiding, eternity là các bản dịch hàng đầu của "vĩnh cửu" thành Tiếng Anh.nullvĩnh cửu trong Tiếng Anh, dịch, Tiếng Việt - Từ điển Tiếng Anh - Glosbevi.glosbe.com › vĩnh cửunull