کاربرد آهنرباهای خاکی کمیاب برای موتور

یکی از جالب‌ترین وسایل مغناطیسی شناخته شده برای انسان، میدان نیروی مغناطیسی است که می‌تواند توسط یک فلز خاکی کمیاب مانند آهن، کبالت یا تیتانیوم ایجاد شود. اولین فلز خاکی کمیاب که مورد استفاده قرار گرفت بر پایه فلز خاکی کمیاب ساماریوم و بعداً بر روی فلز واسطه کادمیوم بود. همچنین به عنوان ماده مغناطیسی smalto-cobalt (SMCo) نامیده می شود، در ابتدا در اواخر دهه 1960 توسعه یافت و ثابت شد که کارآمدتر از مواد مغناطیسی دائمی قبلی است. از آن زمان، تعدادی دیگر از فلزات خاکی کمیاب در ساخت اقلام مغناطیسی استفاده شده است.

تمام فلزاتی که چگالی بالایی دارند به دلیل دارا بودن تعداد زیاد خاصیت دافعه و جاذبه الکتریکی می توانند برای ساخت آهنرباهای دائمی استفاده شوند. بسیاری از این آلیاژها را می توان برای به دست آوردن هر شکل دلخواه سفارشی کرد. این ویژگی ها آنها را برای استفاده در کاربردهایی که نیاز به استحکام زیاد و سبک وزن دارند ایده آل می کند. برخی از این آلیاژها مانند کبالت، تیتانیوم و فولاد در حال حاضر به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.

آلیاژهای دیگر شکننده تر از بقیه هستند. اینها شامل آلیاژهای کبالت است که گفته می شود قوی تر و سبک تر از آهن هستند. برخی از تردهای دیگر عبارتند از تیتانیوم و نیکل. همچنین آهن‌رباهای خاکی کمیاب ساخته شده‌اند که در کاربردهایی غیر از برق مرتبط هستند. به عنوان مثال، اکنون از آهنرباهای قوی برای ساخت آهنرباهای مینیاتوری برای تامین انرژی قایق های کنترل از راه دور استفاده می شود.

برای بازدید از محصولات ما کلیک کنید: آهنربای متخلخل NdFeB

انواع مختلفی از خاک های کمیاب وجود دارد که خواص مغناطیسی جذاب متفاوتی دارند. قلع، آلومینیوم، مس، نیکل و فسفر همگی دارای قدرت های متفاوت و ویژگی های دیگری هستند که طراحان آهنربا باید در نظر داشته باشند. آنها همچنین می توانند انواع مختلفی از یون ها را تولید کنند. نحوه تولید این یون ها نیز مهم است. انواع خاصی از خاک های کمیاب یون های منفی تولید می کنند، در حالی که برخی دیگر یون های مثبت تولید می کنند. این ویژگی های یون های تولید شده است که آنها را از هم جدا می کند.

آلیاژهایی با تخلخل بالا می توانند میدان های الکترومغناطیسی قوی ایجاد کنند. پیوند قوی دو زمین کمیاب به یکدیگر می تواند نوعی میدان مغناطیسی ایجاد کند که بسیار کوچکتر از میدان الکتریکی است، اما به اندازه کافی قوی است که جذب پروتون را القا کند. این اساس برخی از موتورهای کارآمدتر است که امروزه استفاده می شود. چنین موتورهایی با استفاده از میدان مغناطیسی برای به حرکت درآوردن یک سری آهنرباهای الکتریکی کار می کنند و برای تقویت آن، آهنرباها در جهت خاصی قرار می گیرند.

نمونه‌های رایج‌تر این موتورها شامل موتورهایی است که با استفاده از آهن‌رباهای nDFeb ساخته می‌شوند. این آهن‌رباها که یک اسپینل هستند، جهت‌گیری خاصی دارند که به آنها اجازه می‌دهد به روشی خاص به یک جریان الکتریکی رایج و شناخته‌شده پاسخ دهند. نیروی مغناطیسی تولید شده توسط این آهنرباهای nDFeb با قدرت مغناطیسی بالا به اندازه کافی قدرتمند است که یک خودرو یا یک هواپیما را از هوا بلند کند. آنها علاوه بر اندازه بزرگ، به لطف ساختار سبک وزن، می توانند بسیار سریع نیز حرکت کنند. آنها برای استفاده در کاربردهایی طراحی شده اند که در آن به یک میدان مغناطیسی بسیار قوی نیاز است، مانند فضا یا زیر آب.

موتورهای کارآمدتر که از آهنرباهای خاکی کمیاب استفاده می کنند موتورهایی هستند که از آهن جامد به عنوان ماده اصلی استفاده می کنند. مزایای بسیاری برای این موتورها وجود دارد که بارزتر آن این است که آنها قادر به حفظ یک میدان مغناطیسی قوی برای مدت زمان طولانی هستند. این آلیاژها دارای مزیت دیگری هستند که می توانند الکتریسیته را هدایت کنند. موتورهای ساخته شده از این آلیاژها می توانند انرژی هر چیزی را تامین کنند، خواه وسیله نقلیه، کشتی یا خانه باشد: آنها قوی و بادوام هستند و توانایی آنها در پشتیبانی از مغناطیس قوی آنها را برای انواع کاربردها مناسب می کند.

شرکت های تولید کننده این موتورها علاوه بر استفاده از فلزات خاکی کمیاب برای ساخت موتور خود، از آلیاژهای دیگری نیز استفاده می کنند تا استحکام و طول عمر آنها را افزایش دهند. بسیاری از آلیاژها دارای خواصی به نام بور هستند که آنها را قادر می سازد از آهن معمولی قوی تر باشند. بسیاری از آلیاژهای دیگر دارای خواص تنگستن هستند که فلزی بسیار قوی و انعطاف پذیر است. اکثر این آلیاژها دارای بار الکترواستاتیکی منحصر به فردی هستند که به آنها اجازه می دهد تا زمانی که در معرض جریان متناوب الکتریسیته قرار می گیرند، بار الکتریکی بسیار قوی را حفظ کنند. این آلیاژها به ویژه برای کاربردهایی که مصرف برق بسیار کم است، یا در مواردی که نیاز به پشتیبانی از یک میدان مغناطیسی قوی برای مدت طولانی دارند، مناسب هستند.