การใช้แม่เหล็กหายากสำหรับมอเตอร์

อุปกรณ์แม่เหล็กที่น่าสนใจอย่างหนึ่งที่มนุษย์รู้จักคือสนามแม่เหล็กที่สามารถสร้างขึ้นได้จากโลหะหายากเช่นเหล็ก โคบอลต์ หรือไทเทเนียม โลหะแรร์เอิร์ธชนิดแรกที่จะใช้มีพื้นฐานมาจากซาแมเรียมโลหะแรร์เอิร์ธ และต่อมาคือโลหะทรานซิชันแคดเมียม หรือเรียกอีกอย่างว่าวัสดุแม่เหล็กสมัลโต-โคบอลต์ (SMCo) ได้รับการพัฒนาครั้งแรกในช่วงปลายทศวรรษ 1960 และได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพมากกว่าวัสดุแม่เหล็กถาวรรุ่นก่อนๆ ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา โลหะหายากอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่งได้ถูกนำมาใช้ในการผลิตสิ่งของที่เป็นแม่เหล็ก

โลหะทั้งหมดที่มีความหนาแน่นสูงสามารถนำมาใช้สร้างแม่เหล็กถาวรได้ เนื่องจากมีคุณสมบัติในการผลักและดึงดูดทางไฟฟ้าจำนวนมาก โลหะผสมเหล่านี้จำนวนมากสามารถปรับแต่งให้เข้ากับรูปร่างที่ต้องการได้ คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในงานที่ต้องการความแข็งแรงและน้ำหนักเบามาก โลหะผสมเหล่านี้บางชนิด เช่น โคบอลต์ ไทเทเนียม และเหล็กกล้า มีการใช้กันอย่างแพร่หลายอยู่แล้ว

โลหะผสมชนิดอื่นมีความเปราะมากกว่าโลหะผสมชนิดอื่น ซึ่งรวมถึงโลหะผสมโคบอลต์ซึ่งว่ากันว่าแข็งแกร่งและเบากว่าเหล็ก ส่วนที่เปราะบางกว่านั้นได้แก่ ไทเทเนียมและนิกเกิล นอกจากนี้ยังมีการพัฒนาแม่เหล็กหายากซึ่งแสดงให้เห็นประสิทธิภาพในการใช้งานอื่น ๆ นอกเหนือจากที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น ปัจจุบันมีการใช้แม่เหล็กแรงสูงเพื่อสร้างแม่เหล็กขนาดเล็กเพื่อใช้ขับเคลื่อนเรือควบคุมระยะไกล

คลิกเพื่อเยี่ยมชมผลิตภัณฑ์ของเรา: แม่เหล็ก NdFeB เผา

ธาตุหายากมีหลายประเภทที่มีคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่น่าดึงดูดแตกต่างกัน ดีบุก อลูมิเนียม ทองแดง นิกเกิล และฟอสฟอรัสล้วนมีจุดแข็งและคุณลักษณะอื่นๆ ที่แตกต่างกันซึ่งนักออกแบบแม่เหล็กจำเป็นต้องคำนึงถึง นอกจากนี้ยังสามารถผลิตไอออนชนิดต่างๆ ได้ วิธีการผลิตไอออนเหล่านี้ก็มีความสำคัญเช่นกัน ธาตุหายากบางประเภทผลิตไอออนลบ ในขณะที่บางชนิดผลิตไอออนบวก มันเป็นคุณสมบัติของไอออนที่สร้างขึ้นที่แยกพวกมันออกจากกัน

โลหะผสมที่มีความพรุนสูงเป็นพิเศษสามารถผลิตสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแรงสูงได้ การเชื่อมโลหะหายากสองชนิดเข้าด้วยกันอย่างแรงจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กชนิดหนึ่งที่มีขนาดเล็กกว่าสนามแม่เหล็กมาก แต่มีแรงพอที่จะกระตุ้นการดึงดูดโปรตอนได้ นี่เป็นพื้นฐานของมอเตอร์ที่มีประสิทธิภาพมากกว่าบางตัวที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน มอเตอร์ดังกล่าวทำงานโดยใช้สนามแม่เหล็กเพื่อขับเคลื่อนชุดแม่เหล็กไฟฟ้า และเพื่อเสริมความแข็งแกร่งให้กับสิ่งนี้ แม่เหล็กจะถูกวางในทิศทางเฉพาะ

ตัวอย่างทั่วไปของมอเตอร์เหล่านี้ได้แก่ มอเตอร์ที่ผลิตโดยใช้แม่เหล็ก nDFeb แม่เหล็กเหล่านี้ซึ่งเป็นสปิเนล มีทิศทางเฉพาะที่ช่วยให้พวกมันตอบสนองต่อกระแสไฟฟ้าทั่วไปที่รู้จักกันดี แรงแม่เหล็กที่เกิดจากแม่เหล็ก nDFeb ที่มีกำลังแม่เหล็กสูงเหล่านี้มีพลังมากพอที่จะยกรถยนต์หรือเครื่องบินขึ้นจากอากาศได้ นอกจากขนาดที่ใหญ่แล้ว ยังเคลื่อนที่ได้เร็วมากด้วยโครงสร้างที่มีน้ำหนักเบา ได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้ในการใช้งานที่ต้องการสนามแม่เหล็กแรงมาก เช่น ในอวกาศหรือใต้น้ำ

มอเตอร์ที่มีประสิทธิภาพมากกว่าที่ใช้แม่เหล็กหายากคือมอเตอร์ที่ใช้เหล็กแข็งเป็นวัสดุหลัก มอเตอร์เหล่านี้มีข้อดีหลายประการ สิ่งที่ชัดเจนกว่าก็คือสามารถรักษาสนามแม่เหล็กแรงไว้ได้เป็นระยะเวลานาน โลหะผสมเหล่านี้มีข้อได้เปรียบเพิ่มเติมคือสามารถนำไฟฟ้าได้ มอเตอร์ที่สร้างจากโลหะผสมเหล่านี้สามารถจ่ายพลังงานให้กับทุกสิ่ง ไม่ว่าจะเป็นยานพาหนะ เรือ หรือบ้าน มอเตอร์เหล่านี้แข็งแกร่งและทนทาน และความสามารถในการรองรับแรงแม่เหล็กที่รุนแรงทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานทุกประเภท

นอกเหนือจากการใช้โลหะหายากในการก่อสร้างมอเตอร์แล้ว บริษัทที่ผลิตมอเตอร์เหล่านี้ยังใช้โลหะผสมอื่นๆ เพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งและอายุการใช้งานที่ยาวนานอีกด้วย โลหะผสมหลายชนิดมีคุณสมบัติที่เรียกว่าโบรอน ซึ่งช่วยให้มีความแข็งแรงมากกว่าเหล็กทั่วไป โลหะผสมอื่นๆ หลายชนิดมีคุณสมบัติของทังสเตน ซึ่งเป็นโลหะที่แข็งแกร่งและเหนียวมาก โลหะผสมเหล่านี้ส่วนใหญ่มีประจุไฟฟ้าสถิตที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งช่วยให้สามารถรักษาประจุไฟฟ้าที่แรงมากได้เมื่อสัมผัสกับกระแสไฟฟ้าสลับ โลหะผสมเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ใช้พลังงานต่ำมาก หรือในบริเวณที่ต้องการรองรับสนามแม่เหล็กแรงสูงเป็นเวลานาน