NộI Dung
Nam châm là vật thể tạo ra từ trường. Những từ trường này cho phép nam châm thu hút một số kim loại từ xa mà không cần chạm vào chúng. Từ trường của hai nam châm sẽ khiến chúng thu hút lẫn nhau hoặc đẩy nhau, tùy thuộc vào cách chúng được định hướng. Một số nam châm xảy ra tự nhiên, trong khi một số khác là do con người tạo ra. Trong khi có nhiều loại nam châm khác nhau, hai trong số phổ biến nhất là nam châm gốm và nam châm neodymium. Mỗi thứ có lợi thế và bất lợi riêng của nó.
Lịch sử
Các nhà triết học Hy Lạp cổ đại đã viết về tính chất từ của đá vôi, một loại quặng sắt có từ tính tự nhiên. Trong hàng ngàn năm, tất cả các nam châm là nam châm tự nhiên như đá vôi. Năm 1952, nam châm lần đầu tiên được làm từ gốm. Bằng cách chế tạo nam châm bằng gốm, các kỹ sư đã có thể chế tạo nam châm thành bất kỳ hình dạng nào họ muốn. Bằng cách chế tạo các nam châm gốm ra khỏi hỗn hợp được tạo cẩn thận, các trường nam châm mạnh hơn khả năng trong tự nhiên có thể được tạo ra. Năm 1983, nam châm neodymium được phát minh.
Hai loại nam châm
Nam châm gốm đôi khi được gọi là nam châm cứng Ferrite cứng. Chúng được tạo ra từ barium ferrite dạng bột hoặc strontium ferrite dạng bột. Bột này được tạo thành hình dạng mà nam châm sẽ lấy bằng cách tạo áp lực lên nó và nướng nó. Nam châm neodymium là hợp kim kim loại nguyên chất được hình thành từ neodymium, sắt và boron. Chúng đôi khi được hình thành bằng cách kết hợp các kim loại khác nhau trong khi nóng chảy và làm nguội chúng thành rắn. Đôi khi các kim loại được nghiền thành bột, trộn và ép lại với nhau.
Lợi ích của mỗi
Mỗi nam châm gốm và neodymium có lợi ích khác nhau. Nam châm gốm dễ từ hóa. Chúng có khả năng chống ăn mòn rất cao và thường không cần lớp phủ thêm để chống ăn mòn. Chúng có khả năng chống khử từ bởi các trường bên ngoài. Chúng mạnh hơn nam châm tự nhiên, mặc dù nhiều loại nam châm khác mạnh hơn chúng. Chúng tương đối rẻ tiền. Nam châm Neodymium là mạnh nhất trong tất cả các nam châm vĩnh cửu. Một nam châm neodymium có thể nâng nhiều hơn bất kỳ loại nam châm nào có cùng kích thước. Chúng có khả năng chống khử từ bằng từ trường bên ngoài.
Hạn chế của mỗi
Nam châm gốm và neodymium cũng có những hạn chế khác nhau. Nam châm gốm cực kỳ giòn và dễ bị vỡ. Chúng không thể được sử dụng trong các máy móc gặp nhiều căng thẳng hoặc uốn cong. Chúng trở nên bị khử từ nếu chúng tiếp xúc với nhiệt độ cao (trên 480 độ F.) Chúng chỉ có cường độ từ tính vừa phải, khiến chúng không phù hợp với các ứng dụng cần từ trường mạnh. Nam châm neodymium tương đối đắt hơn nam châm gốm. Chúng rỉ sét rất dễ dàng, và phải thực hiện các bước bổ sung để bảo vệ chúng khỏi bị ăn mòn. Nam châm neodymium cũng rất giòn và sẽ bị nứt khi bị căng thẳng. Chúng mất từ tính nếu tiếp xúc với nhiệt độ trên 175 đến 480 độ F (tùy thuộc vào hợp kim chính xác được sử dụng).
So sánh
Nam châm gốm và neodymium mỗi loại thích hợp nhất cho các ứng dụng khác nhau. Do giá tương đối cao và độ nhạy với các điều kiện bên ngoài, nam châm neodymium chỉ tốt nhất cho các ứng dụng cần từ trường cực cao, chẳng hạn như tuabin và máy phát điện mạnh và các thí nghiệm vật lý hạt. Các nam châm gốm rẻ tiền hơn nhưng yếu hơn có khả năng được sử dụng tốt nhất cho các công việc bình thường hơn như tuabin và máy phát điện công suất thấp, thí nghiệm khoa học trong lớp và nam châm tủ lạnh.