Magneten zijn overal, van motoren en sensoren tot scheiders en industriële armaturen. Maar wat er echt toe doet is waar de magneet van gemaakt is, omdat het materiaal bepalend is voor de sterkte, temperatuurlimiet, corrosieweerstand en stabiliteit op lange termijn.
In deze gids leert u de meest voorkomende magneetmaterialen kennen, hoe ze zich verhouden en hoe u de juiste optie voor uw toepassing kiest.
Kort antwoord: waar zijn de meeste magneten van gemaakt?
De meeste industriële permanente magneten zijn gemaakt van NdFeB (neodymium-ijzer-boor), ferriet (keramische magneet), SmCo (samarium-kobalt) of AlNiCo (aluminium-nikkel-kobalt). De "beste" hangt af van vier dingen: vereiste kracht, bedrijfstemperatuur, omgeving (vochtigheid/zout/chemicaliën) en beschikbare ruimte.
NdFeB: het sterkst in klein formaat (vereist vaak coating in vochtige omgevingen)
Ferriet: lage kosten + goede corrosieweerstand (meestal groter formaat voor dezelfde kracht)
SmCo: uitstekende stabiliteit bij hoge- temperaturen + sterke weerstand tegen demagnetisatie
AlNiCo: geschikt voor zeer hoge temperaturen en stabiel magnetisme (maar in sommige ontwerpen gemakkelijker te demagnetiseren dan SmCo)
Snel onderzoek: vertel ons deze 6 items
Om het juiste materiaal aan te bevelen (en sneller een offerte uit te brengen), stuur dan:
Magneetvorm (schijf / blok / ring / verzonken / boog / pot)
Maat (mm)
Hoeveelheid
Bedrijfstemperatuurbereik
Omgeving (droog/vochtig / zoute mist/chemicaliën)
Doelvereiste: trekkracht (N/kgf) of oppervlakte-Gauss op afstand
Hoe magneten werken
Magnetisme ontstaat door kleine magnetische effecten in atomen. Bij de meeste materialen heffen deze effecten elkaar op. In magnetische materialen kunnen veel atomaire "minimagneten" op één lijn staan, waardoor een sterk magnetisch veld ontstaat.
Magnetisme op atomair-niveau
Elektronen creëren kleine magnetische momenten door hun rotatie en beweging. In materialen als ijzer, nikkel en kobalt kunnen deze momenten gemakkelijker op elkaar aansluiten. Daarom zijn deze materialen sterk magnetisch.
Magnetische domeinen en magnetisatie
Magnetische materialen bevatten veel kleine gebieden die domeinen worden genoemd. Vóór het magnetiseren wijzen deze domeinen in verschillende richtingen. Na het magnetiseren komen meer domeinen op één lijn en wordt de magneet sterk.
Magnetische velden en interactie
Het veld van een magneet heeft richting en sterkte. Gelijke polen stoten elkaar af en ongelijke polen trekken elkaar aan. Dit is ook de reden waarom magneten interageren met elektrische stromen in motoren en veel industriële apparaten.
Soorten magneten
Permanente magneten
Permanente magneten verwijzen naar materialen die hun magnetisme lange tijd kunnen behouden nadat ze zijn gemagnetiseerd en die continu een magnetisch veld kunnen leveren zonder externe energie. Veel voorkomende materialen zijn onder meer:Neodymium-ijzerborium(NdFeB, het hoogste magnetische energieproduct, gebruikt in elektronische apparaten en elektrische voertuigen), ferriet (goedkoop, geschikt voor luidsprekers en magnetrons) en aluminium-nikkelkobalt (hoge temperatuurbestendigheid en anti-demagnetisatie, geschikt voor omgevingen met hoge temperaturen). De kenmerken zijn dat het magnetisme langdurig-duurt, maar kan vergaan als gevolg van hoge temperaturen of externe krachten, en dat het moeilijk is om volledig te demagnetiseren. Het wordt veel gebruikt in motoren, generatoren, sensoren, magneettreinen en magnetische opslag.
Elektromagneet
De elektromagneet is een combinatie van een spoel en een ijzeren kern. Het werkingsprincipe is dat wanneer de stroom is ingeschakeld, het door de spoel gegenereerde magnetische veld de Ampere-luswet volgt. Nadat de ijzeren kern is gemagnetiseerd, wordt het magnetische veld aanzienlijk versterkt en verdwijnt het magnetisme onmiddellijk nadat de stroom is uitgeschakeld (behalve het restmagnetisme van de ijzeren kern). Het magnetisme ervan kan worden geregeld door de grootte en richting van de stroom, en de magnetische veldsterkte is positief gecorreleerd met de stroom en het aantal spoelwindingen. Elektromagneten worden veel gebruikt in elektromagnetische kranen, relais, sloten, afscherming en inductieverwarmingsapparatuur.
Tijdelijke magneten
Tijdelijke magneten zijn voorwerpen gemaakt van zachte magnetische materialen (zoals puur ijzer, siliciumstaalplaten en zachte magnetische composietmaterialen). Hun magnetisme wordt gemakkelijk gemagnetiseerd onder invloed van een extern magnetisch veld, maar het magnetisme zal snel verzwakken of verdwijnen nadat het magnetische veld is verwijderd. Dit type materiaal heeft het kenmerk van een laag hysteresisverlies en is bijzonder geschikt voor hoogfrequente elektromagnetische apparatuurtoepassingen. Het wordt vaak gebruikt in transformatorkernen (die elektromagnetische energie efficiënt overbrengen), elektromagnetische afscherming (blokkeert externe magnetische veldinterferentie) en magnetische sensoren.
Uit welk kernmateriaal bestaat de magneet?
|
Type |
Belangrijkste ingrediënten |
Functies |
Beste voor (typisch gebruik) |
|
NdFeB-magneten |
Neodymium (Nd), ijzer (Fe), boor (B) |
Momenteel heeft het het sterkste magnetisme en het hoge magnetische energieproduct, maar de temperatuurbestendigheid is gemiddeld (80-200 graden), het is gemakkelijk te corroderen en heeft een oppervlaktebehandeling nodig. |
Compacte ontwerpen met hoge-kracht, motoren, sensoren |
|
Ferriet magneten |
IJzeroxide (Fe₂O₃) + barium/strontiumcarbonaat (BaCO₃/SrCO₃) |
Lage prijs, sterke corrosieweerstand, hoge temperatuurbestendigheid (tot 250 graden), maar zwakke magnetische kracht |
Luidsprekers, algemeen industrieel gebruik, kosten-gevoelige toepassingen |
|
AlNiCo-magneten |
Aluminium (Al), Nikkel (Ni), Kobalt (Co), IJzer (Fe) |
Hoge temperatuurbestendigheid (450-550 graden), goede magnetische stabiliteit, maar gemiddelde magnetische kracht, en gemakkelijk te demagnetiseren |
Instrumenten voor hoge- temperaturen, sensoren, gespecialiseerde assemblages |
|
Samarium-kobaltMagneten |
Samarium (Sm), Kobalt (Co) |
Uitstekende prestaties bij hoge temperaturen (250-350 graden), corrosieweerstand, goede magnetische stabiliteit, maar duur en bros |
Hoge-motoren, lucht- en ruimtevaart, zware omstandigheden |
Welk magneetmateriaal moet u kiezen?
| Uw vereiste | Beste eerste keuze | Opmerkingen |
| Sterkste kracht in een beperkte ruimte | NdFeB | Overweeg coating voor vochtige/zoute omgevingen |
| Laagste kosten, corrosiebestendigheid is belangrijk | Ferriet | Vaak is een grotere maat nodig om dezelfde kracht te bereiken |
| Hoge temperatuur + stabiele prestaties | SmCo | Hogere kosten; voorzichtig behandelen (broos) |
| Zeer hoge temperatuurbestendigheid | AlNiCo | Goede stabiliteit, maar het ontwerp moet demagnetisatie voorkomen |
Productieproces van magneten
Er zijn verschillende productieprocessen voor magneten, waaronder voornamelijk poedermetallurgie, gieten, enz. Hoewel de magnetische veldoriëntatie niet direct tot het productieproces behoort, speelt deze een sleutelrol bij de optimalisatie van de magneetprestaties en kwaliteitscontrole.
Hieronder volgt een gedetailleerde inleiding tot deze processen:
Poedermetallurgie is een van de gebruikelijke methoden voor het vervaardigen van magneten en is bijzonder geschikt voor de productie van hoogwaardige permanente magnetische materialen-, zoals neodymiumijzerborium (NdFeB) enSamarium kobaltmagneten.
Poedermetallurgie
Proces
Voorbereiding van grondstoffen:Selecteer metaalpoeders met een hoge-zuiverheid, zoals neodymium, ijzer, boor (of samarium, kobalt), enz., en meng ze in een bepaalde verhouding.
Persen van vormen: Het gemengde poeder wordt in een magnetisch veld in vorm geperst, zodat de poederdeeltjes in de richting van het magnetische veld worden gerangschikt en een groen lichaam vormen met een bepaalde vorm en dichtheid.
Sinteren: Het groene lichaam wordt bij hoge temperatuur gesinterd om de deeltjes te combineren en een dichte magneet te vormen.
Na-verwerking: Inclusief bewerking, oppervlaktebehandeling, galvaniseren, coaten, magnetisatie, etc.
Toepassingen: Op grote schaal gebruikt in motoren, sensoren, luidsprekers, apparatuur voor magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) en andere gebieden.
Gietmethode
Proces
Smeltend:Smelt de metalen grondstoffen, zoals aluminium, nikkel, kobalt, ijzer, enz., in verhouding tot een legeringsvloeistof.
Gieten:Giet de gesmolten legering in de vorm, laat afkoelen en laat het stollen tot een vormstuk.
Warmtebehandeling:Door oplossingsbehandeling en verouderingsbehandeling worden de microstructuur en magnetische eigenschappen van de magneet geoptimaliseerd.
Bewerking:Het verwerken van de plano in de gewenste vorm en maat.
Magnetisatie:Een magneet opladen in een sterk magnetisch veld.
Sollicitatie:Hoofdzakelijk gebruikt voor de vervaardiging van magneten in instrumenten, motoren, luidsprekers, magnetische scheiders en andere apparatuur.
Magnetische veldoriëntatie
Proces
Poeder vulling:Plaats magnetisch poeder (zoals NdFeB-poeder) in de mal en zorg ervoor dat het poeder gelijkmatig wordt verdeeld.
Het aanleggen van een magnetisch veld:Nadat het vullen met poeder is voltooid, wordt een sterk magnetisch veld dat consistent is met de uiteindelijke magnetisatierichting van de magneet op de mal aangebracht, en de intensiteit ervan bereikt gewoonlijk meer dan tienduizenden gauss om ervoor te zorgen dat de korrels in het magnetische poeder volledig kunnen worden gerangschikt.
Magnetisch veldbehoud en persgieten:Het poeder wordt onder invloed van een magnetisch veld geperst, zodat de deeltjes dicht bij elkaar liggen en de oriëntatierichting van het magnetische veld behouden blijft. Tijdens dit proces moet het magnetische veld stabiel blijven om te voorkomen dat de korreloriëntatie wordt verstoord.
Sinteren en koelen:Het geperste plano wordt bij hoge temperatuur gesinterd om de poederdeeltjes te combineren. Tijdens dit proces kan een magnetisch veld in stand worden gehouden om de oriëntatie te optimaliseren. Na het sinteren moet het langzaam worden afgekoeld om thermische stress te voorkomen.
Sollicitatie:Technologie voor magnetische veldoriëntatie wordt veel gebruikt bij de productie van permanente magneten met hoge-prestaties, zoals NdFeB-magneten, SmCo-magneten, enz. Deze magneten worden veel gebruikt in motoren, generatoren en sensoren met hoge-precisie en hoge-prestaties.
Hoe u magneetmaterialen kiest
Identificeer toepassingsscenario's en vereisten
Onder verschillende werkomgevingen en functionele vereisten moet de selectie van magneten uitgebreid worden overwogen; in omgevingen met hoge- temperaturen zijn Alnico- of samarium-kobaltmagneten geschikt voor sensoren in de lucht- en ruimtevaart en automotoren; ferrietmagneten kunnen worden gebruikt in corrosieve, vochtige en chemische omgevingen. NdFeB-magneten met sterke magneetkracht zijn qua functie geschikt voor magnetische zuignappen die metalen voorwerpen adsorberen; NdFeB, Alnico of ferriet kunnen worden geselecteerd voor motoren en generatoren van energieconversieapparatuur op basis van vermogen, grootte en kosten; Alnico-magneten hebben de voorkeur voor MRI-apparatuur die een langdurig stabiel magnetisch veld vereist.
Rekening houdend met magnetische prestatieparameters
NdFeB-magneten hebben de beste magnetische eigenschappen en de hoogste magnetische veldsterkte, maar samariumkobaltmagneten hebben dezelfde hoge coërciviteit en zijn geschikt voor scenario's met demagnetisatierisico; ferrietmagneten hebben lage kosten en zwakkere magnetische eigenschappen, en zijn geschikt voor gebieden die geen hoge magnetische veldsterkte vereisen en kostengevoelig zijn-; Alnicomagneten en samariumkobaltmagneten hebben lage temperatuurcoëfficiënten en hun magnetische eigenschappen worden minder beïnvloed door temperatuurveranderingen, waardoor ze geschikt zijn voor omgevingen met grote temperatuurschommelingen.
Kosten en beschikbaarheid
Er zijn aanzienlijke verschillen in kosten en beschikbaarheid tussen verschillende magneetmaterialen: Ferrietmagneten zijn de meest gebruikte permanente magneten vanwege hun betaalbare prijzen; hoewel neodymium-ijzer-boriummagneten uitstekende prestaties leveren, maken de hoge grondstoffenprijzen hun prijzen hoog, en is het noodzakelijk om bij het kiezen een evenwicht te vinden tussen prestatie-eisen en kostenbeheersing; Veel voorkomende materialen zijn onder meer ferriet en neodymium-ijzerborium, die een stabiele aanvoer hebben en gemakkelijk te koop zijn, terwijl speciale materialen zoals samariumkobaltmagneten beperkt verkrijgbaar zijn en inkoopzaken moeten worden gepland.
Wat bepaalt de sterkte van een magneet?
1. Materiaal en kwaliteit
NdFeB kan zeer hoge magnetische prestaties leveren in kleine afmetingen, terwijl ferriet zwakker maar stabiel en kosteneffectief is. SmCo en AlNiCo presteren goed bij hogere temperaturen. Het exacte resultaat is afhankelijk van de kwaliteit en de werkomstandigheden.
2. Vorm, grootte en luchtspleet
Een kleine luchtspleet kan de houdkracht dramatisch vergroten. Vorm is ook belangrijk-verschillende geometrieën concentreren de flux op een andere manier.
3. Temperatuur en externe magnetische velden
Warmte kan de magneetsterkte verminderen, en een sterk omgekeerd veld kan demagnetisatie veroorzaken. Het kiezen van het juiste materiaal en de juiste kwaliteit is de beste bescherming.
Veelgestelde vragen
Vraag: Verliezen magneten hun magnetisme?
EEN: Ja. Hoge temperaturen, sterke schokken of omgekeerde magnetische velden kunnen magneten verzwakken. Door het juiste materiaal en de juiste kwaliteit voor uw temperatuurbereik te kiezen, kunt u vroegtijdige demagnetisatie voorkomen.
Vraag: Welke metalen kunnen magneten aantrekken?
A: Magneten trekken ferromagnetische metalen zoals ijzer, nikkel en kobalt en veel van hun legeringen sterk aan.
Vraag: Hoe moeten magneten worden bewaard?
A: Bewaar magneten op een droge plaats, vermijd hitte en schokken en houd sterke magneten uit de buurt van gevoelige elektronica. Gebruik indien nodig afstandhouders of houders om onbedoeld klikken te voorkomen.
Vraag: Waarom roesten NdFeB-magneten gemakkelijker?
A: NdFeB kan corroderen in vochtige of zoute omgevingen. Een beschermende coating wordt vaak gebruikt voor toepassingen buitenshuis, nat of met een hoge- vochtigheid.
Vraag: Zijn magneten gevaarlijk?
A: Bij normaal gebruik zijn magneten over het algemeen veilig. De belangrijkste risico's zijn bekneld letsel, sterke magneten in de buurt van pacemakers/implantaten en het inslikken van meerdere magneten (vooral voor kinderen). Volg in MRI- of medische omgevingen de veiligheidsregels van de instelling.
Samenvatten
Magneten zijn gemaakt van verschillende materialen en passen allemaal bij een andere taak. NdFeB is ideaal voor maximale kracht in een kleine ruimte, ferriet is een kosteneffectieve optie met een goede corrosieweerstand, SmCo is uitstekend geschikt voor stabiliteit bij hoge- temperaturen en AlNiCo werkt goed in ontwerpen met zeer hoge- temperaturen.
Als u een snellere aanbeveling en nauwkeurige prijzen wilt, stuur Great Magtech dan uw magneetvorm, grootte, temperatuurbereik, omgeving en beoogde trekkracht. Wij stellen het juiste materiaal + kwaliteit + coating voor uw toepassing voor.
