磁気浮上モーター

磁気浮上モーター

磁石は、荷電粒子、電流、その他の磁石を引き付けたり反発したりする力を、離れたところで生成します。これらは、電力の生成、モーターや発電機、多くの省力電気機械装置、情報の保存と記録、冷蔵庫のドアのシールなどの多くの特殊な用途に不可欠です。 磁石は、鉄、ニッケル、コバルト、ネオジム、ガドリニウム (希土類金属) などのさまざまな材料で作られており、一般的には天然ロードストーン、鉄鉱石中の磁鉄鉱、セラミック中のフェライト、およびこれらの金属と合成希土類材料の合金の一部として見られます。バリウムフェライト。

最も強力な磁石は、ネオジム、サマリウム、コバルトなどの希土類金属から作られます。長期間にわたって磁気特性を保持し、高温に耐えることができるため、永久磁石と呼ばれます。

これらの磁石は、原料の焼結、焼鈍、研削、研磨といった複雑な一連の工程を経て製造されます。あ これらすべてのプロセスは、化学組成と物理的特性が安定して一貫した状態に保たれるように注意深く監視する必要があります。 磁性と非磁性の品質が損なわれると、最終製品の性能に影響を与える可能性があるため、これは重要です。

1970 年代に導入されたサマリウム コバルト (SmCo) 磁石は、最初に市販された希土類磁石であり、当初は強度の点でネオジム磁石と同様にランクされていましたが、より優れた温度定格とより高い保磁力 (減磁に対する抵抗力) を備えています。絶対零度に近い-273℃までの温度に耐えることができ、耐食性にも優れています。

これらの利点に加えて、サマリウムコバルト磁石には、低コストや小型サイズなど、ネオジム磁石に比べていくつかの利点があります。これらの特性により、SmCo 磁石は、高い動作温度を必要とする多くの用途で人気の選択肢となっています。これらは、自動車、航空宇宙、軍事、船舶、食品および製造業界の発電機、モーター、ポンプ、カップリング、センサーに使用されています。

これらの磁石の磁気引力は、不対電子スピンが互いに整列するような方向を向いているという事実によって生み出されます。これは磁化のプロセスであり、この現象はすべての強磁性物質で発生します。 鋼、アルミニウム、銅、およびこれらの金属の一部の合金など。 ロードストーンとマグネタイトに含まれる酸化鉄は、ジャンクヤードクレーン、粒子加速器、および粒子ビームを集束させるための四重極磁石などの強力な磁石構成に含まれるネオジム鉄ホウ素と同様に、自然に (そして比較的弱い) 磁性を持っています。

磁石は、鉄と他の元素を適切に組み合わせて人工的に製造することもできます。たとえば、鉄とコバルトの合金を鍛造すると、非常に強力でコンパクトな磁石を製造できます。多くの産業用途でこの技術が使用されていますが、磁石の最も顕著な用途はリニアモーターカーと呼ばれる列車の浮上と推進です。この列車はパルス磁場を使用して運行し、線路に触れたり機械的摩擦を発生させたりすることなく線路上を浮上および推進します。またはノイズ。同じ原理を宇宙船の推進にも適用して、ブースターロケットを必要とせずに宇宙船が軌道に到達できるようにすることもできます。


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