Магнетизм самая интересная и важная составляющая окружающей нас среды. Общие принципы создание постоянных магнитов уже рассмотрели. В данной статье более подробно рассмотрим некоторые нюансы, которые позволят сделать небольшой шаг в познание столь интересного явления.
Очень просто определить, что почти все постоянные магниты имеют зернистую структуру. Данный момент очень важен так, как позволяет сделать вывод, что магнитные свойства на прямую связаны с площадью поверхности материала из которого делается магнит.
Создание сплава и последующее создание из него «зерна» это самый ресурсоёмкий этап в создании постоянных магнитов. Процесс выглядит примерно так. В некую ёмкость помещают компоненты, из которых будет состоять сплав. Затем эту смесь нагревают до получения равномерной жидкой массы, затем выливают массу в формы. В результате получается заготовка с предполагаемыми свойствами.
Тот же процесс другими словами.
У помещенных в ёмкость веществ, точнее у каждой «молекулы» из которых состоят вещества, с помощью внешнего воздействия добиваются уменьшения магнитных свойств. Это важно – у каждой «молекулы» уменьшают магнитные свойства до состояния, в котором молекула еще сохраняет свои химико-физические свойства, но при этом достаточно автономна и связь её с себе подобными ничтожна. В таком состоянии вещества легко перемешать и получить однородный сплав. При такой трактовки становится понятно, что процесс горения это только один из способов воздействия на вещество для перевода его в другое фазовое состояние.
Следующий этап знаком каждому кузнецу.
Заготовку нагревают, а затем резко охлаждают. Чем быстрее происходит охлаждение и чем больше разница температур, тем лучше. В результате сплав теряет ковкие свойства, и становиться хрупким. Во время этого процесса происходит следующее – при нагреве в каждой частица вещества уменьшаются магнитные свойства и при этом частица увеличивает свои геометрические размеры, как следствие увеличивается расстояние между центрами «молекул» , увеличивается и размер самого образца. Увеличение расстояния между частицами приводит к уменьшению силы взаимных связей. Далее при помощи внешнего воздействия (охлаждения) частицы возвращаются в первоначальное магнитное состояние. Процесс очень быстрый. За короткое время частицы «сжимаются», а расстояние между частицами остается увеличенным. Это и приводит к тому, что образец теряет ковкие свойства. Становится хрупким и под механическим воздействием крошится достаточно просто. Происходит разрушение искусственно ослабленных межмолекулярных связей. Зерно с размером в одну «молекулу» возможно было бы идеальным. Ведь увеличение поверхности и делают что бы получить как можно больше разорванных «связей». Вот подошли и ещё к одному важному моменту. Изменить и зафиксировать магнитные свойства можно только на «разорванных связях», а они находятся только на поверхности зерна (или образца).
Процесс формовки.
Процесс формовки зерна напоминает игру детей в песочнице. Дети быстро соображают, что влажный песок лучше использовать при строительстве замков, он лучше держит форму. Так и при формовке заготовок для магнитов используют связующее вещество. Далее при запекании связующее вещество выгорает, возможно не полностью.
Намагничивание.
Намагничивание производят в установке Очень похожей на обычный трансформатор. У трансформатора О-образный сердечник, он же магнитопровод. С одной стороны первичная катушка с другой вторичная. Убирается вторичная катушка и в магнитопроводе делается разрез по размеру достаточному для размещения в нём заготовки будущего магнита. На катушку подаётся напряжение, амплитудно- частотная характеристика определяется эмпирически в зависимости от характеристик будущего магнита. Во время намагничивания происходит следующее – как известно при увеличении магнетизма вещества геометрический размер частиц уменьшается, т.е. уменьшается размер частиц поверхностного слоя зерна. Это приводит к уменьшению прочности к механическим воздействиям будущего магнита. В общем, постоянные магниты ни когда не отличались механической прочностью. Каждое зерно представляет из себя отдельный магнит это вносит существенный вклад в сохранение формы.
Подводя итог можно выделить несколько моментов.
Изменение магнитных свойств вещества происходит за счет поверхностного слоя и чем больше частиц в нестабильном состоянии, тем быстрее происходит намагничивание.
При данном методе частицы в нестабильном состоянии образуются после механического воздействия. Это всего один из способов. Другие способы нам так же хорошо знакомы. Они хорошо описаны в «Курсах по выживанию», а именно как добыть огонь.
Как бы нудно не выглядело описание данного процесса, но каждый сложный процесс состоит из большого количества маленьких и простых, а разобравшись с простым сложного не возникнет.
