자석이란 무엇입니까?
자석은 다른 물질과 물리적인 접촉 없이 명백한 힘을 가하는 물질이다. 이 힘을 자기라고합니다. 자기력은 끌어당길 수도 있고 밀어낼 수도 있습니다. 대부분의 알려진 물질에는 약간의 자력이 포함되어 있지만 이러한 물질의 자력은 매우 작습니다. 일부 물질의 경우 자기력이 매우 크기 때문에 이러한 물질을 자석이라고 합니다. 지구 자체도 거대한 자석입니다.
모든 자석에는 자기력이 가장 강한 두 지점이 있습니다. 그들은 극으로 알려져 있습니다. 직사각형 막대 자석에서는 극이 서로 직접적으로 교차합니다. 이를 북극 또는 북극 탐색 극, 남극 또는 남쪽 탐색 극이라고 합니다.
자석은 기존 자석을 금속 조각에 문지르면 간단히 만들 수 있습니다. 사용되는 이 금속 조각은 한 방향으로 계속해서 문질러야 합니다. 이로 인해 해당 금속 조각의 전자가 같은 방향으로 회전하기 시작합니다. 전류는 자석을 생성할 수도 있습니다. 전기는 전자의 흐름이기 때문에 움직이는 전자가 와이어를 따라 움직일 때 전자가 원자핵 주위를 회전하는 것과 동일한 효과를 전달합니다. 이것을 전자석이라고 합니다.
전자가 배열되는 방식으로 인해 니켈, 코발트, 철 및 강철 금속은 매우 좋은 자석을 만듭니다. 이 금속은 일단 자석이 되면 영원히 자석을 유지할 수 있습니다. 따라서 단단한 자석이라는 이름을 가지고 있습니다. 그러나 이러한 금속 및 기타 금속은 단단한 자석에 노출되거나 근처에 있을 경우 일시적으로 자석처럼 행동할 수 있습니다. 그런 다음 그들은 부드러운 자석이라는 이름을 가지고 있습니다.
자기의 작동 원리
자성은 전자라고 불리는 작은 입자가 어떤 방식으로 움직일 때 발생합니다. 모든 물질은 원자라는 단위로 구성되어 있으며 원자는 전자와 기타 입자인 중성자와 양성자로 구성됩니다. 이러한 전자는 위에서 언급한 다른 입자를 포함하는 핵 주위를 회전하는 경향이 있습니다. 작은 자기력은 이러한 전자의 회전으로 인해 발생합니다. 어떤 경우에는 물체의 많은 전자가 한 방향으로 회전합니다. 전자로부터 나오는 이 모든 작은 자기력의 결과는 큰 자석입니다.
분말 준비
철, 붕소, 네오디뮴을 진공 또는 불활성 가스를 사용하는 유도 용해로에서 적당량 가열하여 녹입니다. 진공을 사용하는 것은 용융 물질과 공기 사이의 화학 반응을 방지하는 것입니다. 용융된 합금이 냉각되면 부서지고 부서져 작은 금속 스트립이 형성됩니다. 그 후, 작은 조각을 분쇄하고 직경 3~7 마이크론의 미세한 분말로 분쇄합니다. 새로 형성된 분말은 반응성이 높고 공기 중에서 발화를 일으킬 수 있으므로 산소에 노출되지 않도록 해야 합니다.
등방성 압축
등방성 압축 과정을 프레싱이라고도 합니다. 금속 분말을 채취하여 틀에 넣습니다. 이 금형을 다이라고도 합니다. 분말 재료가 분말 입자와 일치하도록 자력이 가해지고 자력이 가해지는 동안 유압 램을 사용하여 계획된 크기의 0.125인치(0.32cm) 이내로 완전히 압축합니다. 두께. 일반적으로 10,000psi ~ 15,000psi(70MPa ~ 100MPa)의 고압이 사용됩니다. 다른 디자인과 모양은 물질을 밀폐된 진공 용기에 넣은 후 가스 압력으로 원하는 모양으로 눌러 제조됩니다.
나무, 물, 공기 등 대부분의 물질은 자기적 성질이 매우 약합니다. 자석은 이전 금속을 포함하는 물체를 매우 강하게 끌어당깁니다. 또한 다른 단단한 자석을 가까이 가져가면 끌어당기거나 밀어냅니다. 이 결과는 모든 자석이 두 개의 반대 극을 가지고 있기 때문입니다. 남극은 다른 자석의 북극을 끌어당기지만 다른 남극은 밀어내며 그 반대도 마찬가지입니다.
자석 제조
자석을 제조하는 데 사용되는 가장 일반적인 방법은 분말야금이라고 합니다. 자석은 다양한 재료로 구성되어 있기 때문에 제조 공정도 그 자체로 다르고 독특합니다. 예를 들어, 전자석은 금속 주조 기술을 사용하여 제조되는 반면, 유연한 영구 자석은 극압 조건에서 개구부를 통과하기 전에 원자재를 열에 혼합하는 플라스틱 압출과 관련된 공정으로 제조됩니다. 아래는 자석 제조 과정입니다.
자석 선택의 모든 중요하고 중요한 측면은 엔지니어링 팀과 생산 팀 모두와 논의해야 합니다. 자석의 제조 공정 중 자화 공정은 현재까지 재료가 압축된 금속 조각입니다. 등압성형 과정에서 자력이 가해졌음에도 불구하고, 이 힘은 재료에 자력효과를 가져오지 못하고, 느슨한 분말 입자만을 정렬시켰을 뿐입니다. 조각을 강한 전자석의 극 사이로 가져온 다음 자화하려는 방향으로 향하게 합니다. 전자석에 에너지가 공급되면 자력이 재료 내의 자기 영역을 정렬하여 조각을 매우 강력한 영구 자석으로 만듭니다.
재료 가열
등압 압축 공정 후에 금속 분말의 슬러그가 다이에서 분리되어 오븐에 넣어집니다. 소결은 압축된 분말 금속에 열을 가하여 나중에 용융된 고체 금속 조각으로 변형시키는 공정 또는 방법입니다.
소결 공정은 주로 세 단계로 구성됩니다. 초기 단계 공정 동안, 등압 압축 공정 중에 갇힐 수 있는 모든 수분이나 모든 오염 물질을 제거하기 위해 압축된 재료는 매우 낮은 온도에서 가열됩니다. 두 번째 소결 단계에서는 온도가 합금 녹는점의 약 70~90%까지 상승합니다. 그런 다음 작은 입자가 일치하고 결합되고 융합될 수 있도록 온도를 몇 시간 또는 며칠 동안 유지합니다. 소결의 마지막 단계는 제어된 온도 증분에 따라 재료가 매우 천천히 냉각되는 단계입니다.
재료의 어닐링
가열 공정 후에 어닐링 공정이 진행됩니다. 이는 소결된 재료가 재료 내에 남아 있는 잔류 응력의 일부 또는 전부를 버리고 더 강하게 만들기 위해 또 다른 단계적으로 제어되는 가열 및 냉각 공정을 거치는 경우입니다.
자석 마무리
위의 소결 자석은 매끄럽고 평행하게 연삭하는 것부터 블록 자석으로 더 작은 부품을 형성하는 것까지 어느 정도의 기계 가공으로 구성됩니다. 자석을 만드는 재료는 매우 단단하고 부서지기 쉽습니다(Rockwell C 57 ~ 61). 따라서 이 재료는 슬라이싱 공정을 위한 다이아몬드 휠이 필요하며 연삭 공정을 위한 연마 휠에도 사용됩니다. 슬라이싱 공정은 매우 정밀하게 수행될 수 있으며 일반적으로 분쇄 공정이 필요하지 않습니다. 위에서 언급한 공정은 치핑과 크랙을 줄이기 위해 매우 주의 깊게 수행되어야 합니다.
최종 자석 구조나 모양이 빵 덩어리와 같은 모양의 다이아몬드 연삭 휠을 사용하여 가공하는 데 매우 도움이 되는 경우가 있습니다. 최종 형상의 최종 결과는 연삭 휠을 통과하며 연삭 휠은 정확하고 정밀한 치수를 제공합니다. 어닐링된 제품은 원하는 완성된 모양과 치수에 매우 가깝습니다. 이 상태에 일반적으로 붙는 이름은 니어넷 형태(Near Net Shape)입니다. 마지막이자 최종 가공 공정에서는 여분의 재료를 제거하고 필요한 경우 매우 매끄러운 표면을 제공합니다. 마지막으로 표면을 밀봉하기 위해 재료에 보호 코팅이 적용됩니다.
자화 공정
자화는 마무리 공정에 따르며, 제조 공정이 완료되면 외부 자기장을 생성하기 위해 자석에 충전이 필요합니다. 이를 달성하기 위해 솔레노이드가 사용됩니다. 솔레노이드는 다양한 자석 크기와 모양을 배치할 수 있는 중공 실린더이거나 고정 장치를 사용하여 솔레노이드를 제작하여 다양한 자기 패턴이나 디자인을 부여합니다. 자화된 조건에서 이러한 강력한 자석을 취급하고 조립하는 것을 피하기 위해 대형 어셈블리를 자화할 수 있습니다. . 매우 중요한 자화장 요구 사항을 고려해야 합니다.
게시 시간: 2022년 7월 5일