Jak rozwój nowych technologii dokonał przełomu w zastosowaniu magnesów Alnico

Jako jeden z najwcześniej opracowanych materiałów na magnesy trwałe,Magnesy AlNiCood 80 lat są szeroko stosowane w przemyśle i zastosowaniach konsumenckich ze względu na ich wysoką trwałość, doskonałą stabilność temperaturową i odporność na korozję. Chociaż w ostatnich latach większość rynku zajęły nowe magnesy, takie jak neodymowo-żelazowo-borowy (NdFeB) i ferryty, w niektórych scenariuszach AlNiCo jest nadal niezastąpione. Poniższa analiza obejmuje dwa wymiary zastosowań w życiu codziennym i nowych technologii:

1. Zastosowanie magnesów AlNiCo w życiu codziennym

 

Tradycyjne urządzenia i instrumenty elektryczne

Sprzęt elektroakustyczny: AlNiCo (zwłaszcza anizotropowy AlNiCo 5) jest często stosowany w starych głośnikach, słuchawkach telefonicznych i mikrofonach, ponieważ jego liniowa przenikalność magnetyczna może zapewnić bardziej naturalną jakość dźwięku, a niektóre-z najwyższej półki sprzęt audio nadal mogą być używane.

Mierniki i czujniki: Magnetyczny system sprzęgania gazomierzy i wodomierzy domowych opiera się na stabilności AlNiCo, aby uniknąć błędów pomiarowych spowodowanych wahaniami temperatury.

Pole motoryczne: Małe silniki prądu stałego, takie jak silniki wycieraczek samochodowych i silniki maszyn do szycia, szeroko wykorzystują AlNiCo ze względu na niskie ryzyko rozmagnesowania w środowiskach o wysokiej temperaturze.

Narzędzia i dekoracje gospodarstwa domowego

Magnetyczne zatrzaski do drzwi i klamry do szafek: Wczesne domowe oprawy magnetyczne wykorzystywały aluminium, nikiel i kobalt, który jest-odporny na rdzę i ma długą żywotność (ale w ostatnich latach został zastąpiony ferrytem).

Kompas i narzędzia edukacyjne: Igły kompasu używane w eksperymentach studenckich są nadal w większości wykonane z aluminium, niklu i kobaltu ze względu na jego silne właściwości przeciw-zakłóceniom. Sprzęt medyczny i bezpieczeństwa

Elementy pomocnicze do obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI).: Bieguny korekcji pola magnetycznego wczesnego sprzętu MRI mogą wykorzystywać aluminium, nikiel, kobalt ze względu na jego wysoką stabilność w silnych polach magnetycznych.

System-zabezpieczający przed kradzieżą:Niektóre znaczniki zabezpieczające przed kradzieżą z paskiem magnetycznym- w bibliotece wykorzystują stopy aluminium, niklu i kobaltu, ale zostały zastąpione bardziej ekonomicznymi paskami amorficznymi.

 

 

II. Rozwój nowych technologii i wyzwania w ich stosowaniuMagnes AlNiCo

(1) Zastąpione pola

Silniki o wysokiej-wydajności i nowa energia:Wysoka energia magnetyczna magnesów neodymowych (10 razy większa niż w przypadku magnesu AlNiCo) sprawia, że ​​jest to pierwszy wybór w przypadku silników napędowych pojazdów elektrycznych. Alnico jest zarezerwowane tylko dla niektórych środowisk wojskowych lub lotniczych o ekstremalnych temperaturach.

Elektronika użytkowa: W scenariuszach miniaturyzacji, takich jak silniki wibracyjne do telefonów komórkowych i głowice dysków twardych, wymagane są materiały o wysokiej koercji. Al-Ni-Co stopniowo wycofuje się ze względu na niską koercję (łatwość rozmagnesowania).

 

(2) Pola niezastąpione

Wymagania dotyczące wysokiej temperatury i wysokiej stabilności:

Poszukiwania przemysłu lotniczego i ropy naftowej:Czujniki instrumentów wiertniczych skorupy ziemskiej muszą pracować w temperaturze powyżej 200 stopni. Współczynnik temperaturowy strumienia magnetycznego Al-Ni-Co (takiego jak AlNiCo 8H) jest znacznie lepszy niż NdFeB.

Przemysł nuklearny:Promieniowanie nie wpływa prawie na właściwości magnetyczne Al-Ni-Co, podczas gdy NdFeB ulegnie znacznemu degradacji pod wpływem napromieniowania neutronami.

Instrumenty precyzyjne i rynek retro:

Przyrządy magnetoelektryczne: Układ magnetyczny-precyzyjnych amperomierzy i woltomierzy w dalszym ciągu opiera się na liniowej krzywej rozmagnesowania Al-Ni-Co, a technologia cyfrowa nie jest w stanie jej całkowicie zastąpić.

Renesans-high-endowego dźwięku: Niektórzy audiofile preferują „dźwięk analogowy” i promują zastosowanie magnesów Al-NiCo w stylu retro w-głośnikach wysokiej klasy.

 

(3) Nowe możliwości, jakie niosą ze sobą przełomy technologiczne

Optymalizacja druku 3D i topologii:

Technologię wytwarzania przyrostowego można wykorzystać do przygotowania magnesów-aluminiowych-niklowych-kobaltowych o skomplikowanych kształtach (tradycyjny odlew jest podatny na pękanie). Na przykład wydrukowany w 3D-czujnik turbinowy AlNiCo opracowany przez firmę GE w Stanach Zjednoczonych zwiększył stopień wykorzystania energii magnetycznej o 30%.

Konstrukcja magnesu kompozytowego:

Firma TDK z Japonii łączy AlNiCo z SmCo i wykorzystuje wysoką remanencję aluminium-niklu-kobaltu i wysoką koercję SmCo, aby wytworzyć magnes hybrydowy o wysokiej-odporności na temperaturę i rozmagnesowanie-do hybrydowych skrzyń biegów pojazdów.

Technologia chłodzenia magnetycznego:

Al-nikiel-kobalt wykazał potencjał w-magnetycznych materiałach chłodniczych w temperaturze pokojowej. Charakteryzuje się niskimi stratami spowodowanymi histerezą termiczną,-bardziej energooszczędnymi niż stopy gadolinu. W ramach unijnego projektu MAGNETOCOOL przeprowadzono testy prototypów.

 

III. Perspektywy na przyszłość

Choć udział w rynku aluminium-niklu-kobaltu skurczył się do niecałych 5% (dane za 2023 r.), może on odrodzić się w następujących kierunkach:

Ekstremalne zastosowania w środowisku:Surowe wymagania dotyczące stabilności materiałów w scenariuszach takich jak sondy kosmiczne i elektrownie geotermalne.

Magnetyczne-mechaniczne urządzenia sprzęgające:Opracuj nowe czujniki magnetostrykcyjne wykorzystujące ich charakterystykę o niskiej koercji.

Ochrona dziedzictwa kulturowego:Podczas naprawy starych instrumentów należy dopasować oryginalne materiały, tworząc niszowy łańcuch dostaw.

Krótko mówiąc, „odejście” AlNiCo to nie koniec, ale przejście na pola o wysokiej wartości-dodanej.

Kluczem do jego technologicznego skoku jest: optymalizacja wydajności poprzez łączenie z innymi materiałami i zbadanie jego niezastępowalności w ekstremalnych warunkach.