Способы получения постоянных магнитов

Способ получения постоянных магнитов

Изобретение относится к способам получения постоянных магнитов на основе сплавов редкоземельных металлов и может найти применение в электрохимической, электронной, автомобильной, приборостроительной и других областях промышленности, а также позволяет улучшать характеристики магнитов за счет отсутствия контакта с побочной средой во время гидрирования, измельчения и азотирования, автоматически за требуемыми этапами обработки увеличивать селективность процесса получения азотированного порошка редкоземельного металла. Сплав редкоземельного металла с железом помещают в реактор, где его охрупчивают водородом, измельчают и азотируют одновременно; далее прессуют и ориентируют в магнитном поле. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способам получения постоянных магнитов на основе сплавов редкоземельных металлов, и может найти применение в электрохимической, электронной, автомобильной, приборостроительной и других областях промышленности.

Наиболее близким к предлагаемому способу получения постоянных магнитов является способ получения постоянных магнитов на основе редкоземельных металлов с железом и азотом, согласно которому сплав редкоземельного металла подвергают гомогенизирующему отжигу, измельчают в тонкий порошок, проводят азотирование с использованием смеси с аммиаком и восстановительным газом, азотированный порошок измельчают до частиц размером 10 мкм, компактируют и намагничивают.

Недостатками указанного способа являются невысокие характеристики получаемых магнитов, проведение процесса получения азотированного порошка редкоземельного металла поэтапно, при этом для определения возможности начала следующего этапа требуется фиксировать окончание предыдущего; взаимодействие в указанном процессе реагентов с побочной средой, что увеличивает количество необходимых этапов проведения процесса возникает необходимость проведения дополнительных домола и доазотирования.

Техническим результатом предлагаемого способа получения постоянных магнитов является автоматическое поддержание требуемой последовательности этапов азотирования, устранение необходимости домола и доазотирования материала, увеличение селективности процесса получения азотированного порошка сплава редкоземельного металла, улучшение характеристик получаемых магнитов за счет отсутствия контакта материала с побочной средой в процессе получения азотированного порошка редкоземельного металла.

Указанный технический результат достигается тем, что измельчение и азотирование исходного материала ведут одновременно в одной емкости.

При этом, получая постоянные магниты по указанному способу, измельчая и азотируя исходный материал одновременно в одной емкости, в качестве емкости используют вращающийся реактор с шаровыми дробильными элементами различного диаметра, а в качестве охрупчивающей среды используют водород.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходный материал, например, в виде гранул, помещают во вращающийся реактор с дробильными элементами, например стальными шарами, вакуумируют, далее в реактор подают водород под давлением и азот под давлением. Водород, взаимодействуя с верхним слоем материала, делает его хрупким, под механическим взаимодействием дробильных элементов этот верхний слой отшелушивается. Этот порошок (охрупченный материал) взаимодействует с азотом происходит азотирование. На грануле после отшелушивания открывается чистый слой материала, который мгновенно вступает во взаимодействие с водородом, под воздействием которого охрупчивается и автоматически, под воздействием азота азотируется, этот слой механически отшелушивается под действием дробильных элементов и вновь открывается чистый слой материала, т. е. происходит автоматическое поэтапное воздействие на материал в требуемой последовательности, пока весь материал не превратится в азотированный порошок с размером частиц o C и давлении 20 атм в течение 2 ч. Затем сбрасывали давление газовой смеси и добавляли чистый азот до давления 80 атм. Далее проводили процесс азотирования при температуре 300 o C в течение 3 ч. Снижали температуру и удаляли азот.

В соответствие с данными химического анализа состав полученного нитрида Sm₂Fe₁₇N_3,8. По данным РФА образец однофазен, имеет ромбоэдрическую структуру типа Th₂Zh₁₇, V/v 7,4 По данным гранулометрии 90 массы образца составляет порошок размером Изобретение относится к изготовлению листа изотропной электрической стали, используемого в качестве материала сердечников в электрических машинах и оборудовании, например в электромоторах, генераторах, малых трансформаторах, дросселях и им подобных

Источник

Как и из чего делают магниты? Описание, фото и видео

Уникальные свойства некоторых веществ, всегда удивляли людей своею необычностью. Особое внимание привлекла способность некоторых металлов и камней – отталкиваться или притягиваться друг к другу. На протяжении всех эпох это вызвало интерес мудрецов и огромное удивление простых обывателей.

Начиная с 12 – 13 веков его начали активно применять в производстве компасов и других инновационных изобретений. Сегодня можно увидеть распространённость и разнообразие магнитов во всех сферах нашей жизни. Каждый раз, когда мы встречам очередное изделие из магнита, мы часто задаёмся вопросом: «Так как же делают магниты?»

Виды магнитов

Существует несколько видов магнитов:

Отличие первых двух магнитов заключается в их степени намагниченности и времени удержания поля внутри себя. В зависимости от состава, магнитное поле будет слабее или сильнее и более устойчивым к воздействию внешних полей. Электромагнит не является настоящим магнитом, это всего лишь эффект электричества, которое создает магнитное поле вокруг металлического сердечника.

Из чего делают магниты?

Для производства постоянных и временных магнитов используют железо, неодим, бор, кобальт, самарий, альнико и ферриты. Они в несколько этапов измельчаются и вместе плавятся, пекутся или спрессовываются до получения постоянного или временного магнитного поля. В зависимости от вида магнитов и требуемых характеристик, меняется состав и пропорции компонентов.

Такое производство позволяет получить три вида магнитов:

Изготовление магнитов

Электромагниты производятся с помощью обмотки проволоки вокруг металлического сердечника. Меняя размеры сердечника и длину проволоки меняют мощность поля, количество употребляемого электричества и размеры устройства.

Выбор компонентов

Постоянные и временные магниты производятся с разной силой полей и устойчивостью к окружающим воздействиям. Перед началом производства, заказчик определяет состав и форму будущих изделий в зависимости от места применения и дороговизны производства. С точностью до грамма подбираются все компоненты и отправляются на первый этап производства.

Выплавка

Оператор загружает в электрическую вакуумную печь все компоненты будущего магнита. После проверки оборудования и соответствия количества материала, печь закрывают. С помощью насоса из камеры откачивают весь воздух и запускают процесс плавки. Воздух из камеры извлекают для того, чтобы предотвратить окисление железа и возможную потерю мощности полей. Расплавленная смесь самостоятельно выливается в форму, а оператор ожидает ее полного остывания. В результате получается брикет, уже имеющий магнитные свойства.

Измельчение

Однородный сплав в специальных дробилках измельчают в два этапа. В результате первичного дробления брикета, получают крупные частицы, размером в мелкую щебенку. После вторичного дробления образуется порошок с размером частиц в несколько микронов. Это необходимо, чтобы на следующем этапе, правильно выставить магнитные поля.

Прессование

Порошок загружают в специальный аппарат, где под воздействием магнитного поля и механического давления его прессуют в брикеты, требуемых размеров и форм. Во время воздействия магнитного поля, намагниченные частицы внутри порошка направляются в одну сторону. В результате выравнивается полярность будущего магнита. Готовые брикеты пакуют в герметичные пакеты и выкачивают изнутри воздух. Это необходимо, чтобы предотвратить окисление металла и потери магнитных свойств.

Спекание

Брикет помещают в специальную печь, из которой удаляют воздух и под воздействием высокой температуры спекают все компоненты в единый магнит. Изделие приобретает высокую прочность и увеличивает мощность магнитных полей.

Завершение производства

Магниты могут дополнительно нарезать, шлифовать и покрывать защитным слоем. Готовые изделия проходят контроль качества, упаковываются и отправляются заказчику.

Технология производства магнитов заключается в смешивании нескольких компонентов и получении изделия, издающего магнитное поле. В зависимости от состава и пропорций, в каждом отдельном случае процесс будет немного отличаться. Готовые изделия будут использоваться в разных сферах нашей жизни, начиная от крупных электродвигателей и заканчивая сувенирами на холодильник.

Как и из чего делают магниты – интересное видео

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Как делают магниты

Главная » Наука и техника » Как делают магниты и какие их виды бывают | «Зачем и почему»

Приветствуем Вас, дорогие читатели, на нашем сайте!

Здесь вы сможете узнать множество интересных и зажигательных историй, множество фактов и объяснений в мире. На нашем сайте вы найдете много полезной и интересной информации из различных областей науки, спорта, природы, животных и многое многое другое.
Читайте и делитесь с друзьями!

В данной статье мы с Вами узнаем – КАК ДЕЛАЮТ МАГНИТЫ

Уникальные свойства некоторых веществ, всегда удивляли людей своею необычностью. Особое внимание привлекла способность некоторых металлов и камней – отталкиваться или притягиваться друг к другу. На протяжении всех эпох это вызвало интерес мудрецов и огромное удивление простых обывателей.

Начиная с 12 – 13 веков его начали активно применять в производстве компасов и других инновационных изобретений. Сегодня можно увидеть распространённость и разнообразие магнитов во всех сферах нашей жизни. Каждый раз, когда мы встречам очередное изделие из магнита, мы часто задаёмся вопросом: «Так как делают магниты?»

Из чего делают магниты?

Для производства постоянных и временных магнитов используют железо, неодим, бор, кобальт, самарий, альнико и ферриты.

Они в несколько этапов измельчаются и вместе плавятся, пекутся или спрессовываются до получения постоянного или временного магнитного поля. В зависимости от вида магнитов и требуемых характеристик, меняется состав и пропорции компонентов.

Как делают магниты разными способами

Прессованные магнитопласты – это магниты, полученные путем смешивания специального вида порошка NdFeB с полимерными связывающими материалами. Затем эта масса прессуется в форму и нагревается.

Магнитные изделия, получаемые таким способом, могут быть сложных форм, и обычно не требуют дополнительной обработки. Они имеют более низкую энергию продукта, чем спеченные магниты, до 10 МГсЭ.

Изотропные магнитопласты NdFeB могут быть намагничены в любом направлении.

При использовании специальных соленоидов можно получить многополюсные магниты или магниты со специальной формой магнитного поля.

Разумеется, такие сложные соленоиды могут стоить очень дорого в зависимости от сложности конструкции и требуемой производительности.

Литые магнитопласты – при этом способе производства магнитов порошок NdFeB смешивается с полимерным материалом и выдавливается в форму. Получающиеся магнитные изделия имеют энергию продукта до 5 МГсЭ, но могут быть сделаны замысловатых форм.

Спеченные неомагниты – мелкий порошок NdFeB запрессовывается в форму, затем спекается и обрабатывается до нужного размера (шлифуется).

Производство неодимовых магнитов – сложный высокотехнологичный процесс, требующий соблюдения состава, содержания примесей. Все операции, кроме шлифовки в размер, проводятся без доступа кислорода в вакууме или атмосфере инертных газов. Направление намагниченности задается текстурой магнитного поля во время прессования.

Изготовление электромагнитов

Электромагниты производятся с помощью обмотки проволоки вокруг металлического сердечника. Меняя размеры сердечника и длину проволоки меняют мощность поля, количество употребляемого электричества и размеры устройства.

Выплавка

Оператор загружает в электрическую вакуумную печь все компоненты будущего магнита. После проверки оборудования и соответствия количества материала, печь закрывают. С помощью насоса из камеры откачивают весь воздух и запускают процесс плавки.

Воздух из камеры извлекают для того, чтобы предотвратить окисление железа и возможную потерю мощности полей. Расплавленная смесь самостоятельно выливается в форму, а оператор ожидает ее полного остывания. В результате получается брикет, уже имеющий магнитные свойства.

Измельчение

Однородный сплав в специальных дробилках измельчают в два этапа.

В результате первичного дробления брикета, получают крупные частицы, размером в мелкую щебенку. После вторичного дробления образуется порошок с размером частиц в несколько микронов. Это необходимо, чтобы на следующем этапе, правильно выставить магнитные поля.

Прессование

Порошок загружают в специальный аппарат, где под воздействием магнитного поля и механического давления его прессуют в брикеты, требуемых размеров и форм. Во время воздействия магнитного поля, намагниченные частицы внутри порошка направляются в одну сторону.

В результате выравнивается полярность будущего магнита.

Готовые брикеты пакуют в герметичные пакеты и выкачивают изнутри воздух. Это необходимо, чтобы предотвратить окисление металла и потери магнитных свойств.

Спекание

Брикет помещают в специальную печь, из которой удаляют воздух и под воздействием высокой температуры спекают все компоненты в единый магнит. Изделие приобретает высокую прочность и увеличивает мощность магнитных полей.

Завершение производства

Магниты могут дополнительно нарезать, шлифовать и покрывать защитным слоем. Готовые изделия проходят контроль качества, упаковываются и отправляются заказчику.

Интересный факт: первая шахта по выработке магнитной руды была построена на холмах магнезии в Малой Азии. С ее недр было выработано множество тонн руды, которую использовали для производства компасов и других уникальных инструментов.

Технология производства магнитов заключается в смешивании нескольких компонентов и получении изделия, издающего магнитное поле. В зависимости от состава и пропорций, в каждом отдельном случае процесс будет немного отличаться. Готовые изделия будут использоваться в разных сферах нашей жизни, начиная от крупных электродвигателей и заканчивая сувенирами на холодильник.

Видео

Источник