Công dụng của nam châm đất hiếm cho động cơ

Một trong những thiết bị từ tính thú vị hơn mà con người biết đến là trường lực từ có thể được tạo ra bởi kim loại đất hiếm như sắt, coban hoặc titan. Kim loại đất hiếm đầu tiên được sử dụng dựa trên kim loại đất hiếm samarium và sau đó là cadmium kim loại chuyển tiếp. Còn được gọi là vật liệu từ tính smalto-coban (SMCo), nó được phát triển lần đầu vào cuối những năm 1960 và tỏ ra hiệu quả hơn các vật liệu từ tính vĩnh cửu trước đó. Kể từ đó, một số kim loại đất hiếm khác đã được sử dụng để sản xuất các vật phẩm có từ tính.

Tất cả các kim loại có mật độ cao có thể được sử dụng để chế tạo nam châm vĩnh cửu do chúng có số lượng lực đẩy và lực hút điện cao. Nhiều hợp kim trong số này có thể được tùy chỉnh để có bất kỳ hình dạng nào mong muốn. Những đặc tính này làm cho chúng trở nên lý tưởng để sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi nhiều sức mạnh và trọng lượng nhẹ. Một số hợp kim này, chẳng hạn như coban, titan và thép, đã được sử dụng rộng rãi.

Các hợp kim khác giòn hơn các hợp kim khác. Chúng bao gồm các hợp kim coban, được cho là bền hơn và nhẹ hơn sắt. Một số loại khác giòn hơn bao gồm titan và niken. Cũng có những nam châm đất hiếm được phát triển hứa hẹn có nhiều ứng dụng khác ngoài lĩnh vực điện. Ví dụ, nam châm mạnh hiện đang được sử dụng để chế tạo nam châm thu nhỏ để cung cấp năng lượng cho thuyền điều khiển từ xa.

Click để tham quan sản phẩm của chúng tôi: Nam châm NdFeB thiêu kết

Có nhiều loại đất hiếm khác nhau có tính chất từ hấp dẫn khác nhau. Thiếc, nhôm, đồng, niken và phốt pho đều có những điểm mạnh khác nhau và những đặc tính khác mà các nhà thiết kế nam châm cần lưu ý. Họ cũng có thể tạo ra các loại ion khác nhau. Cách thức tạo ra các ion này cũng rất quan trọng. Một số loại đất hiếm tạo ra ion âm, trong khi những loại khác tạo ra ion dương. Chính đặc tính của các ion được tạo ra đã phân biệt chúng.

Hợp kim có độ xốp đặc biệt cao có thể tạo ra trường điện từ mạnh. Liên kết chặt chẽ hai loại đất hiếm với nhau có thể tạo ra một loại từ trường nhỏ hơn nhiều so với từ trường điện nhưng đủ mạnh để tạo ra lực hút proton. Đây là cơ sở của một số động cơ hiệu quả hơn được sử dụng ngày nay. Những động cơ như vậy hoạt động bằng cách sử dụng từ trường để điều khiển một loạt nam châm điện và để tăng cường điều này, các nam châm được đặt theo một hướng cụ thể.

Các ví dụ phổ biến hơn về các động cơ này bao gồm những động cơ được chế tạo bằng nam châm nDFeb. Những nam châm này, là một loại Spinel, có một hướng đặc biệt cho phép chúng phản ứng theo một cách nhất định với dòng điện thông thường, được nhiều người biết đến. Lực từ được tạo ra bởi những nam châm nDFeb có cường độ từ cao này đủ mạnh để nâng một chiếc ô tô hoặc máy bay lên khỏi không trung. Ngoài kích thước lớn, chúng còn có thể di chuyển rất nhanh nhờ cấu trúc nhẹ. Chúng được thiết kế để sử dụng trong các ứng dụng cần có từ trường rất mạnh, chẳng hạn như trong không gian hoặc dưới nước.

Động cơ sử dụng nam châm đất hiếm hiệu quả hơn là động cơ sử dụng sắt đặc làm vật liệu chính. Những động cơ này có rất nhiều ưu điểm, trong đó rõ ràng hơn là chúng có khả năng duy trì từ trường mạnh trong thời gian dài. Những hợp kim này có thêm ưu điểm là có thể dẫn điện. Động cơ được chế tạo từ những hợp kim này có thể cung cấp năng lượng cho bất cứ thứ gì, cho dù đó là phương tiện, tàu thủy hay ngôi nhà: chúng mạnh mẽ và bền bỉ, đồng thời khả năng hỗ trợ từ tính mạnh khiến chúng phù hợp với mọi loại ứng dụng.

Ngoài việc sử dụng kim loại đất hiếm để chế tạo động cơ, các công ty sản xuất động cơ này còn sử dụng các hợp kim khác để tăng độ bền và tuổi thọ của chúng. Nhiều hợp kim có đặc tính gọi là boron, giúp chúng bền hơn sắt thông thường. Nhiều hợp kim khác có đặc tính của vonfram, một kim loại rất bền và dẻo. Hầu hết các hợp kim này đều có điện tích tĩnh điện độc đáo, cho phép chúng duy trì điện tích rất mạnh khi tiếp xúc với dòng điện xoay chiều. Những hợp kim này đặc biệt phù hợp với các ứng dụng có mức tiêu thụ điện năng rất thấp hoặc những nơi chúng cần hỗ trợ từ trường mạnh trong thời gian dài.