Nam châm vĩnh cửu là gì? Cách tạo nam châm vĩnh cửu đơn giản

Nam châm vĩnh cửu là gì? Có những loại nam châm vĩnh cửu nào được sử dụng phổ biến nhất hiện nay?

Cách làm nam châm điện, nam châm vĩnh cửu như thế nào?

Mời quý khách cùng tìm hiểu thông tin chi tiết qua nội dung bài viết sau.

Tổng hợp thông tin về nam châm vĩnh cửu

Tổng hợp thông tin về nam châm vĩnh cửu

Nam châm vĩnh cửu là gì?

Nam châm vĩnh cửu là loại được làm từ các vật liệu khác nhưng có khả năng từ tính, hút các vật bằng kim loại. Nam châm vĩnh cửu được sử dụng rộng rãi trong đời sống, công nghiệp.

Quá trình phát triển của nam châm vĩnh cửu

Nam châm vĩnh cửu có nguồn gốc từ hiệu ứng từ trường của Trái Đất. Đến năm 1930, nam châm Alnico phát triển.

Năm 1970, các nhà nghiên cứu đã phát triển nam châm vĩnh cửu được làm từ bột cobalt samarium được nung chảy dưới nhiệt tạo ra nam châm Samari-Cobalt. Loại nam châm này có thể tạo ra lực từ trường mạnh hơn magnetite gấp 50 lần.

Những loại nam châm vĩnh cửu tiếp tục được thực hiện vào những năm 1980 bằng cách sử dụng bột neodymium sắt boron có lượng từ tính mạnh hơn magnetite gấp 75 lần. Đây là loại nam châm vĩnh cửu mạnh mẽ nhất từ trước tới nay.

Cấu tạo của nam châm vĩnh cửu

Nam châm vĩnh cửu có chứa các thành phần như tinh thể khoáng sắt ferit, magnetite,.. Đây là những thành phần cấu tạo nên từ trường.

Từ trường của nam châm có thể hút các loại vật liệu như niken, coban, sắt,… trong đó sắt là vật dễ hút nhất. Thậm chí, nam châm vĩnh cửu này còn có thể hút các thanh nam châm khác.

Tất cả các nam châm đều có 2 cực: cực Bắc và cực Nam. Cực Bắc và Nam luôn tồn tại trong một cặp nên nếu chia cục nam châm thành thành 2 hay nhiều nam châm nhỏ chúng đều có 1 cực Bắc và 1 cực Nam.

Có thể phân biệt 2 cực này trên thanh nam châm bằng cách dựa vào màu sơn hoặc chữ ghi trên 2 đầu: cực Bắc ký hiệu N, có màu đỏ và cực Nam ký hiệu S có màu xanh.

Phân biệt cực Nam và cực Bắc của nam châm bằng cách dựa vào màu sắc và ký hiệu

Phân biệt cực Nam và cực Bắc của nam châm bằng cách dựa vào màu sắc và ký hiệu

Đặc tính của nam châm vĩnh cửu

Nam châm vĩnh cửu có các tính chất như sau:

  • Có độ cứng cao, có khả năng giữ được từ và không mất từ trường;
  • Có khả năng hút kim loại khác;
  • Có 2 cực;
  • Khi đặt nam châm ở trạng thái tự do, cực Nam lúc nào cũng chỉ ở hướng Nam, cực Bắc chỉ theo hướng Bắc.

Nguyên lý hoạt động của nam châm

Nam châm vĩnh cửu được làm hình chữ U để mang 2 cực lại gần nhau để tạo ra từ trường mạnh và nâng được một miếng sắt nặng.

Các loại nam châm khác nhau, nên lực từ do chúng sinh ra cũng khác nhau nên khả năng hút các vật dụng bằng sắt cũng khác nhau.

Ưu điểm của nam châm vĩnh cửu là sinh ra lực từ đều đặn và khó bị tác động.

Chính đặc tính hút được những vật liệu từ sắt nên nam châm vĩnh cửu được sử dụng trong việc vận chuyển các loại vật liệu nặng, nên tiết kiệm rất nhiều thời gian và công sức trong lĩnh vực vận chuyển.

Nguyên lý hoạt động của nam châm

Nguyên lý hoạt động của nam châm

Phân loại nam châm vĩnh cửu

Dựa vào chất liệu và phương pháp chế tạo, người ta phân loại nam châm vĩnh cửu thành những loại như sau:

Phân loại nam châm vĩnh cửu theo chất liệu

  • Nam châm Alnico: Đây là loại nam châm được làm từ hợp kim của niken, coban, nhôm,… kèm một số phụ gia khác như: titan, đồng,..Từ dư của loại nam châm Alnico đạt 1,2T. Loại nam châm này có lực kháng từ thấp mà giá lại cao.
  • Nam châm đất hiếm: Loại nam châm đất hiếm là loại được tạo nên từ vật liệu cứng gồm các hợp kim từ kim loại như kim loại đất hiếm, kim loại chuyển tiếp.
  • Nam châm nhiệt độ cao SmCo: Đây là hệ nam châm vĩnh cửu được chế tạo từ SmCo5, có kháng lực lớn, nhiệt độ cao nên được lựa chọn sử dụng nhiều trong các lĩnh vực cần nhiệt độ cao.
  • Nam châm tổ hợp nano: Là loại nam châm ra đời từ những năm 90 của thế kỷ XX. Nam châm tổ hợp nano được cấu tạo gồm 2 tổ hợp: từ cứng và từ mềm.

Phân loại theo phương pháp chế tạo

  • Nam châm đẳng hướng: Loại nam châm này được làm ra bằng cách ép đẳng tĩnh, không sử dụng các phương pháp định hướng từ trường.
  • Nam châm dị hướng: Nam châm này có cách chế tạo hoàn toàn khác biệt với nam châm đẳng hướng. Nó được định hướng khi ép đẳng tĩnh có từ trường. Các hạt đơn domen trong vật liệu được định hướng theo chiều đi của từ trường.
  • Nam châm thiêu kết: Là loại được tạo ra bằng cách thiêu kết bột kim loại. Bột kim loại này sẽ được ép khuôn và nghiền mịn. Thiêu kết sẽ tạo những hợp chất có thành phần xác định với tính chất của hợp chất tạo ra nó.
  • Nam châm kết dính: Loại này được tạo thành bằng phương pháp nghiền bột mịn, trộn với keo kết dính, ép trong từ trường có định hướng.

Cách tạo ra nam châm vĩnh cửu

Hiện nay, có 2 cách làm nam châm vĩnh cửu:

Cách 1: Phương pháp kỹ thuật thiêu kết và luyện bột kim

Cách làm nam châm vĩnh cửu bằng kỹ thuật thiêu kết trong lò cao

Cách làm nam châm vĩnh cửu bằng kỹ thuật thiêu kết trong lò cao

Đầu tiên, tạo ra hợp kim NdFeB → nấu chảy các đơn chất trong lò cao (trong lúc nấu, hợp kim được nấu trong môi trường bảo vệ để tránh oxy hóa).

Sau đó, hợp kim được nghiền thành bột mịn trộn với keo epoxy, ép thành hình sản phẩm.

Cuối cùng, được nung thiêu kết ở nhiệt độ cao trong môi trường bảo vệ, quá trình này được hỗ trợ bởi từ trường nhằm tạo dị hướng đơn trục.

Tiếp tục nung thiêu kết ở nhiệt độ cao để tạo ra pha hợp chất, sau đó hạ nhiệt độ xuống để ổn định pha, rồi nạp từ vào nam châm ở trong từ trường cao và phủ keo bảo vệ.

Công đoạn thiêu kết này nhằm mục đích thay thế các kỹ thuật ép nóng, ép các bột trong từ trường nhằm tạo ra các pha và định hướng cho nam châm.

Cách 2: Phương pháp đơn giản

Đây là cách làm nam châm điện đơn giản

Đây là cách làm nam châm điện đơn giản

Bước 1: Quấn dây đồng xung quanh các vật bằng sắt, gang, thép muốn nhiễm từ. Quấn càng nhiều vòng và càng chặt thì càng tốt.

Bước 2: Sau đó, cấp nguồn cho dây quấn ở 2 đầu pin (1 đầu dây cho tiếp xúc với 1 đầu pin). Cách này đã tạo ra nam châm điện để cho dòng điện chạy qua cuộn dây, rồi từ đó tạo ra từ trường hút các vật bằng sắt.

Bước 3: Tiếp tục cho phần lõi của gang, sắt, thép của nam châm điện đã tiếp xúc với nam châm vĩnh cửu khoảng vài giây.

Bước 4: Sau đó, ngắt pin ra, mở cuộn dây ra thì thanh sắt đã bị nhiễm sắt từ và biến thành nam châm điện.

Ứng dụng của nam châm vĩnh cửu trong đời sống

Nam châm vĩnh cửu được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Cụ thể:

  • Trong công nghiệp phát điện, cơ điện: giúp chuyển từ cơ học thành điện năng nhằm tạo ra nhiều loại động cơ khác nhau.
  • Trong các thiết bị máy vi tính, điện tử: nhằm mục đích lưu trữ các dữ liệu trên máy tính tại ổ cứng và giúp hiển thị dữ liệu, hình ảnh,…
  • Trong lĩnh vực y tế: sử dụng nam châm cho một số loại máy như máy MRI, máy chụp X quang,… và áp dụng trong một số liệu pháp điều trị châm cứu giúp lưu thông máu, viêm khớp,..
  • Trong lĩnh vực thiết kế thời trang: như túi, ví, bóp,..dùng để đóng, mở nắp túi rất tiện lợi.
  • Ngoài ra, nam châm còn được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực: giáo dục (làm dụng cụ giảng dạy trong trường học), thiết kế nội thất, đồ gia dụng, máy phát điện gió, lắp đặt trò chơi,…
  • Sau khi các thiết bị, vật dụng được chế tạo từ nam châm vĩnh cửu đã qua sử dụng sẽ được thu mua phế liệu với giá cao.

Sử dụng làm châm cứu chữa bệnh

Sử dụng làm châm cứu chữa bệnh

Các loại nam châm phổ biến nhất hiện nay

Nam châm đất hiếm

Là loại nam châm ra đời muộn, có lực hút mạnh hơn nam châm truyền thống. Loại nam châm đất hiếm này được sử dụng phổ biến trong đời sống và lĩnh vực công nghệ sản xuất.

Cụ thể như: làm các bộ phận cho máy vi tính, loa, tai nghe, màn hình LED, cáp quang, các tuabin gió, máy phát điện bằng sức gió, xe máy điện, xe đạp điện,..

Ứng dụng trong sản xuất loa, tai nghe

Ứng dụng trong sản xuất loa, tai nghe

Nam châm Ferrite

Là loại nam châm sinh ra nhằm mục đích thay thế cho các loại nam châm bằng kim loại vì chúng có chi phí khá thấp.

Đặc điểm của nam châm Ferrite khá giòn, hơi cứng, không chịu được nhiệt độ cao, có tính kháng từ rất tốt, có khả năng chống ăn mòn và chi phí rẻ nên được ưa chuộng trong các ngành công nghiệp.

Nhiều nhà sản xuất sử dụng nam châm Ferrite trong một số lĩnh vực công nghệ mới nhằm giúp cho loại nam châm này chịu nhiệt tốt hơn.

Nam châm Ferrite được sử dụng hầu hết cho các động cơ như DC và một số thành phần liên quan đến ô tô.

Nam châm điện

Nam châm điện được cấu tạo từ các vòng dây để cho dòng điện đi qua, từ đó chúng tạo ra từ trường. Nam châm điện không thể tự tạo ra từ trường mà cần phải có dòng điện và sức mạnh của từ trường phụ thuộc vào cường độ dòng điện.

Loại nam châm điện thường được sử dụng làm nam châm công nghiệp, nam châm nâng sắt thép, nam châm trong điện tử,..

Loại nam châm này được sử dụng để làm các vật dụng như tivi, tủ lạnh, chế tạo động cơ điện,..

Chế tạo động cơ điện

Chế tạo động cơ điện

Nam châm Samarium Coban

Nam châm Samarium Coban hay còn lại là nam châm trắng, có sức mạnh tốt, có khả năng chống ăn mòn, chịu nhiệt khá cao và rỉ sắt. Loại nam châm này khá giòn, nếu bị tác động mạnh sẽ bị vỡ.

Nam châm này do có khả năng chịu nhiệt cao nên được sử dụng chủ yếu ở lĩnh vực khoa học công nghệ, cụ thể như chế tạo máy móc, thiết bị động cơ xe hơi, chế tạo máy bay. Ngoài ra, nó còn được sử dụng trong lĩnh vực y tế.

Trên đây là những thông tin về nam châm vĩnh cửu là gì? Các loại nam châm vĩnh cửu và thông tin về cách chế tạo nam châm vĩnh cửu.

Nếu có vấn đề gì thắc mắc về loại nam châm vĩnh cửu thì hãy liên hệ với đơn vị thu mua phế liệu tại Công ty Phế Liệu Tuấn Lộc để chúng tôi giải đáp mọi thắc mắc cho quý khách.

Liên hệ hotline: 0901.615.888 để được tư vấn miễn phí.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *