Los imanes son objetos que tienen un campo magnético que atrae ciertos metales y otros imanes. Hay cuatro tipos principales de imanes: permanentes, temporales, electroimanes e imanes naturales.
Imanes permanentes
Los imanes permanentes son el tipo de imán más común. Pueden conservar sus propiedades magnéticas indefinidamente sin ninguna fuente externa de energía. Los ejemplos incluyen imanes de refrigerador e imanes de cerámica.
Imanes permanentes, que pueden ser productos naturales, también conocidos como imanes naturales, o fabricados artificialmente (los imanes más fuertes sonimanes de neodimio), tienen amplios bucles de histéresis, alta coercitividad, alta remanencia y materiales que pueden mantener un magnetismo constante una vez magnetizados. En las aplicaciones, los imanes permanentes funcionan en una saturación magnética profunda y la parte de desmagnetización del segundo cuadrante del bucle de la magnetosfera después de la magnetización. Los imanes permanentes deben tener una coercitividad Hc, una remanencia Br y un producto de energía magnética (BH) m lo más altos posible para garantizar el máximo almacenamiento de energía magnética y un magnetismo estable.
Existen varios tipos de imanes permanentes
1. Imanes de neodimio
Imanes de neodimioSon imanes permanentes de neodimio, hierro, boro y otros elementos. Tienen productos de energía magnética y fuerza coercitiva extremadamente altos y son uno de los materiales magnéticos permanentes más fuertes del mundo.
2. Imanes de SmCo
imán de smcoes un tipo de material de imán permanente de tierras raras, elaborado con samario (Sm) y cobalto (Co) como componentes principales, mediante un proceso de pulvimetalurgia. Tiene un producto de alta energía magnética, alta fuerza coercitiva y buena estabilidad de temperatura, lo que le permite mantener buenas propiedades magnéticas en entornos de alta temperatura.
3. Imanes de AlNiCo
Imanes de AlNiCoestán compuestos por elementos esféricos. Este material se utiliza ampliamente como imán permanente debido a su alta fuerza coercitiva y buenas propiedades magnéticas. Una aleación de hierro compuesta principalmente de aluminio (Al), níquel (Ni), hierro cobalto (Co) y otras trazas de oro.
4. Ferritas sinterizadas
Las ferritas sinterizadas son un tipo de material magnético elaborado mediante la sinterización de óxido de hierro (principalmente Fe₂O₃) y otros óxidos metálicos (como BaO, SrO, etc.) mediante un proceso cerámico. Pertenece a un material magnético duro, tiene un producto de alta energía magnética y fuerza coercitiva y puede mantener el magnetismo después de un corte de energía.
5. Imán de goma
A imán de gomaes un imán suave, elástico y giratorio que se fabrica mezclando polvo de material magnético (como ferrita o NdFeB) con materiales flexibles como caucho o plástico y luego extrusión, calandrado, moldeo por inyección y otros procesos. Permite procesarlo en varias formas y tamaños y tiene cierta elasticidad y suavidad.
Clasificación del proceso de imán permanente.
1. NdFeB consolidado
Bonded NdFeB es un imán fabricado mezclando polvo magnético de NdFeB y un aglutinante mediante moldeo por compresión o moldeo por inyección. Los imanes adheridos tienen una alta precisión dimensional y pueden convertirse en componentes magnéticos con formas relativamente complejas. También tienen las características de moldeado único y orientación multipolar.
2. NdFeB sinterizado
El NdFeB sinterizado es un material de imán permanente de alto rendimiento, compuesto principalmente por el elemento de tierras raras Nd, el hierro de metal de transición y el elemento no metálico boro. Se fabrica mediante un proceso de pulvimetalurgia, que incluye los pasos de mezcla, fusión, trituración, prensado, sinterización y tratamiento térmico de estos elementos en una proporción específica. El NdFeB sinterizado tiene productos de energía magnética extremadamente alta, alta remanencia y alta coercitividad, y es uno de los materiales magnéticos permanentes más fuertes disponibles actualmente.
3. NdFeB moldeado por inyección
El NdFeB moldeado por inyección es un material magnético permanente especial de NdFeB que combina las ventajas de la tecnología de moldeo por inyección y los materiales magnéticos de NdFeB. Este material se fabrica mezclando polvo magnético de NdFeB con polímero de alto peso molecular y luego fabricando varias piezas magnéticas de formas complejas mediante un proceso de moldeo por inyección. El NdFeB moldeado por inyección no solo conserva las altas propiedades magnéticas del NdFeB sino que también tiene un buen rendimiento de mecanizado y resistencia a la corrosión.
Campo de aplicación de imanes permanentes
Los imanes permanentes tienen una amplia gama de aplicaciones y tienen las características de mantener el magnetismo, por lo que se utilizan ampliamente en muchos campos, abarcando múltiples industrias y campos.
Es ampliamente utilizado en diversos campos, como la electrónica, la electricidad, la maquinaria, el transporte, la medicina y las necesidades diarias. Como los imanes permanentes de parlantes y receptores telefónicos; el sistema magnético de contadores magnetoeléctricos; los polos magnéticos en generadores y motores de imanes permanentes; dispositivos magnéticos permanentes utilizados en la industria de fabricación de maquinaria (como platos magnéticos permanentes para amoladoras planas, etc.) y sistemas de suspensión magnética, cojinetes magnéticos; sistemas de separación magnética, separación magnética de minerales, sistemas magnéticos de purificación de agua, magnetrones, sistemas magnéticos de aceleradores de protones, etc.
Imanes temporales
Los imanes temporales, también conocidos como materiales magnéticos blandos o imanes temporales, están hechos de un material ferromagnético que puede magnetizarse durante un período corto con un campo magnético externo pero perderá sus propiedades magnéticas cuando se elimine el campo externo. Estos materiales se caracterizan por una baja coercitividad (es decir, una débil capacidad para resistir la desmagnetización), por lo que su estado magnético puede cambiar fácilmente con los cambios en las condiciones externas. Los imanes temporales comunes incluyen clavos y clips, que se pueden levantar o mover con imanes potentes.
Rendimiento de imanes temporales
1. Baja coercitividad: fácil de magnetizar y desmagnetizar.
2. Alta permeabilidad magnética: puede guiar y concentrar eficazmente el campo magnético.
3. Baja remanencia: Cuando se elimina el campo magnético externo, la remanencia (magnetismo residual) es muy baja.
4. Buena conductividad: algunos materiales magnéticos temporales también tienen buena conductividad.
¿En qué campos se pueden utilizar los imanes temporales?
Los imanes temporales tienen una amplia gama de aplicaciones en la industria, equipos técnicos y la vida diaria, utilizándose principalmente para fabricar electroimanes, transformadores e inductores, sensores y equipos de medición, automóviles y aeroespaciales, equipos médicos, etc.
Electroimán
Los electroimanes son imanes temporales creados al hacer pasar electricidad a través de una bobina de alambre para crear un fuerte campo magnético. Este tipo de imán se utiliza en muchos productos electrónicos de consumo, como motores eléctricos y altavoces. Consta de una bobina y un núcleo de hierro. Un devanado conductor que coincide con su potencia se enrolla alrededor del exterior del núcleo de hierro. Esta bobina por la que fluye corriente es magnética como un imán. También se le llama electroimán. Cuando la corriente pasa a través de la bobina, se genera un campo magnético alrededor del núcleo de hierro, lo que hace que el electroimán sea magnético. Por lo general, le damos forma de barra o de pezuña para que el núcleo de hierro sea más fácil de magnetizar. Además, para hacer que el electroimán se desmagnetice inmediatamente cuando se corta la energía, a menudo utilizamos materiales de hierro dulce o acero al silicio con una desmagnetización más rápida para hacerlo. Un electroimán de este tipo es magnético cuando se enciende la energía y el magnetismo desaparece después de que se apaga la energía.
Principio de funcionamiento del electroimán
La ley de inducción electromagnética de Faraday establece que cuando un flujo magnético pasa a través de un bucle conductor, se genera una fuerza electromotriz inducida en el bucle. En un electroimán, cuando la corriente pasa a través de una bobina, genera un campo magnético. Este campo magnético interactúa con el núcleo de hierro, lo que hace que el núcleo de hierro se magnetice.
Una vez magnetizado el núcleo de hierro, se convierte en un imán temporal con un polo norte y un polo sur. La intensidad del campo magnético depende de la magnitud de la corriente, el número de vueltas de la bobina y el material y la forma del núcleo.
Cuando el núcleo del electroimán está magnetizado, atrae o repele otros objetos magnéticos. El magnetismo del electroimán se puede controlar controlando el encendido y apagado de la corriente. Cuando la corriente se detiene, el campo magnético desaparece y el núcleo pierde su magnetismo.
El principio de funcionamiento del electroimán se basa en la interacción entre la corriente y el campo magnético. Esta interacción permite que los electroimanes desempeñen un papel importante en muchas aplicaciones, como grúas electromagnéticas, motores, relés, válvulas solenoides, etc.
¿Qué electroimanes hay en la vida?
Hay muchos electroimanes en nuestras vidas, ampliamente utilizados en grúas electromagnéticas, cerraduras electromagnéticas, relés electromagnéticos, válvulas solenoides, parlantes, juguetes eléctricos, trenes maglev, generadores, teléfonos, equipos de control de automatización, maquinaria de embalaje, equipos médicos, maquinaria alimentaria, maquinaria textil. , etc.
Los electroimanes logran diversas funciones útiles al controlar la intensidad de la corriente y el campo magnético, como atraer y repeler objetos de hierro, y realizar movimientos mecánicos como el movimiento lineal, la rotación y el balanceo, y desempeñan un papel indispensable en la industria y la vida modernas.
Imanes naturales
Los imanes naturales son aquellos que se encuentran naturalmente en la naturaleza y se pueden encontrar en depósitos de mineral de hierro. También se les conoce como imanes o magnetita. Pueden atraer metales magnéticos como el hierro, el níquel y el cobalto. Se encuentran en la naturaleza terrestre y suelen tener un fuerte magnetismo. Los imanes naturales son uno de los primeros materiales magnéticos descubiertos y utilizados por los humanos.
Los imanes naturales fueron descubiertos y utilizados por el hombre en la antigüedad y tienen importantes aplicaciones en la historia, especialmente en el campo de la navegación. Por ejemplo, la antigua brújula china utilizaba el magnetismo de los imanes naturales para indicar la dirección.
A diferencia de los electroimanes artificiales, el magnetismo de los imanes naturales está determinado por su estructura atómica interna y disposición electrónica, y no se requiere fuente de alimentación externa para mantener el magnetismo. Sin embargo, el magnetismo de los imanes naturales es relativamente débil y normalmente no es tan fuerte ni ajustable como el de los electroimanes artificiales.
Aunque la mayoría de los imanes utilizados en la tecnología moderna son artificiales, los imanes naturales todavía se utilizan en algunos campos, como en algunos tipos de educación e investigación científica, artesanías y decoraciones, productos de terapia magnética, etc., para demostrar el concepto de campo magnético.
Como material magnético antiguo, los imanes naturales no sólo tienen una posición importante en la historia sino que también tienen cierto valor de aplicación en la sociedad moderna. Aunque su fuerza magnética no es tan fuerte como la de los imanes permanentes sintéticos modernos, su belleza natural y su importancia histórica única les han valido un lugar en la educación, la investigación y el arte.
Conclusión
Estos cuatro tipos de imanes tienen propiedades y usos únicos, lo que les permite utilizarlos para una variedad de aplicaciones diferentes. Ya sea que esté buscando un imán permanente, un imán temporal, un electroimán o un imán natural, ¡seguro que encontrará uno que satisfaga sus necesidades!