Валик для многополюсного одностороннего намагничивания листовых
магнитопластов толщиной до 3 мм с ферритовым наполнителем

Чтобы листовой магнитопласт (магнитоэласт), например, магнитный стикер (фридж-магнит) [4] хорошо притягивался к ферромагнитной (стальной) поверхности, он должен представлять из себя многополюсный магнит. Магнитные полюса могут по-разному располагаться на площади листа, в частности, они могут иметь вид параллельных полос с чередованием полярности. Задача многополюсного намагничивания, возникающая при изготовлении листовых магнитопластов (магнитоэластов), магнитной резины или магнитного винила может решаться различными способами [5, 8]. Одним из сравнительно простых способов ее решения является использование намагничивающего валика (рис. 1, 2), позволяющего наносить магнитные полюса в виде параллельных полос с чередующейся полярностью на листовые магнитопласты (магнитоэласты) толщиной до 3 мм (возможно и больше) с феррит-бариевым (феррит-стронциевым) наполнителем [6]. Возможно также намагничивание магнитопластов (магнитоэластов) с наполнителем из редкоземельных магнитных порошков, но не до полного насыщения.

Рис. 1. Намагничивающий валик с зоной намагничивания шириной 50 мм и расстоянием между полюсами 6 мм.

Технические характеристики намагничивающего валика с зоной намагничивания шириной 50 мм и расстоянием между полюсами 6 мм:

1. Способ нанесения магнитных полюсов - вручную или автоматически при использовании дополнительного оборудования.
2. Ширина зоны намагничивания (за один проход) - 50 мм.
3. Количество полюсов в пределах ширины рабочей зоны - 8. Полярность полюсов чередуется.
4. Ширина полюса - 2 мм.
5. Расстояние между центрами соседних полюсов - 6 мм.
6. Магнитная индукция в рабочем зазоре - 0.6 ... 0.7 Тл.

Рис. 2. Намагничивающий валик с зоной намагничивания шириной 65 мм и расстоянием между полюсами 4 мм.

Технические характеристики намагничивающего валика с зоной намагничивания шириной 65 мм и расстоянием между полюсами 4 мм:

1. Способ нанесения магнитных полюсов - вручную или автоматически при использовании дополнительного оборудования.
2. Ширина зоны намагничивания (за один проход) - 65 мм.
3. Количество полюсов в пределах ширины рабочей зоны - 16. Полярность полюсов чередуется.
4. Ширина полюса - 1 мм.
5. Расстояние между центрами соседних полюсов - 4 мм.
6. Магнитная индукция в рабочем зазоре - 0.6 ... 1.0 Тл.

Способ применения

Листовой магнитопласт расстилается на стальной подложке и при необходимости покрывается тонким слоем немагнитного защитного материала. Если толщина намагничиваемого материала превышает 5 мм, то можно попробовать произвести намагничивание без использования стальной подложки. Валик прокатывается по листу в заданном направлении (вдоль, поперек, по диагонали, зигзагом). Число проходов определяется соотношением размеров листа и ширины зоны намагничивания валика. Если прокатка осуществляется вручную, участки проходов желательно предварительно разметить (если применяется защитный материал, постоянную разметку можно сделать на нем). Некоторая погрешность в расположении магнитных полюсов на площади листа, как правило, не оказывает существенного влияния на его аттрактивные свойства. При намагничивании магнитопластов (магнитоэластов)  с наполнителем из редкоземельных магнитных порошков для повышения остаточной индукции можно применить предварительный подогрев образца до температуры примерно 100 ⁰C, но не доводя образец до размягчения. Контроль магнитной индукции на поверхности намагниченного образца можно проводить с помощью тесламетра [7]. Получить визуальное изображение магнитных полюсов удается с помощью магнитного порошка или железных опилок [3].

Пример применения

При намагничивании вручную с помощью валика опытного экземпляра полимерного постоянного магнита для магнитного стикера (фридж-магнита) (рис. 3) были получены магнитные полюса (рис. 4), величина магнитной индукции на поверхности которых достигала +25 и более мТл (рис. 5).

Рис. 3. Полимерный постоянный магнит для магнитного стикера (фридж-магнита). Размер магнита 40 х 60 мм², толщина 2 мм. Состав: эпоксидная смола, феррит-бариевый порошок (60 ... 70 % по массе). Намагничивание одностороннее, магнитные полюса параллельны длинной стороне.

Рис. 4. Изображение магнитных полюсов на поверхности магнитного стикера, полученное с помощью железных опилок.

Рис. 5. Зависимость величины магнитной индукции на поверхности магнитного стикера от расстояния от края стикера.

Выводы и перспективы

Используя вышеприведенную или аналогичные конструкции намагничивающих устройств [5], можно намагничивать листовые магнитопласты (магнитоэласты, магнитную резину, магнитный винил) вручную или автоматически. При этом геометрия магнитных полюсов может быть произвольной, в зависимости от потребностей, а намагничивание - как односторонним, так и поперечным. Применяя управляемые компьютером приводы, работающие по двум координатам в плоскости, можно наносить сложный магнитный рисунок. Отсутствие значительного энергопотребления позволяет повышать производительность и длительность непрерывной работы установок намагничивания, не заботясь о тепловыделении.

На основе данной разработки спроектированы и изготовлены для практического применения намагничивающие валки [1, 2], позволяющие проводить многополюсное намагничивание в непрерывном режиме листовых магнитопластов (магнитной резины, магнитного винила) шириной до 1050 мм и любой длины (на выходе из экструдера или перемоткой из рулона в рулон).

Ссылки:

1. Валки для непрерывного многополюсного одностороннего намагничивания листовых магнитопластов (ширина до 400 мм, толщина до 5 мм) с ферритовым наполнителем
2. Валки для непрерывного многополюсного одностороннего намагничивания листовых магнитопластов (ширина до 1050 мм, толщина до 5 мм) с ферритовым наполнителем
3. Визуализация магнитных полей с использованием железных опилок (магнитное сканирование)
4. Изготовление и применение магнитопластов (магнитоэластов)
5. Магнитные системы для намагничивания постоянных магнитов
6. Постоянные магниты: Справочник / Альтман А. Б., Герберг А. Н., Гладышев П. А. и др.; Под ред. Ю. М. Пятина. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1980. - 488 с., ил.
7. Приборы для измерения магнитных полей
8. Установки импульсного намагничивания и размагничивания постоянных магнитов

Словарь терминов:

• Магнитная индукция - вектор, численно равный пределу отношения силы, действующей со стороны магнитного поля на элемент проводника с электрическим током, к произведению тока и длины элемента проводника, если длина этого элемента стремится к нулю, а элемент так расположен в поле, что этот предел имеет наибольшее значение, и направленный перпендикулярно к направлению элемента проводника и к направлению силы, действующей на этот элемент со стороны магнитного поля, причем из его конца вращение по кратчайшему расстоянию от направления силы к направлению тока в элементе проводника должно быть видно происходящим против часовой стрелки.
• Магнитная резина - магнитоэласт, связующим полимером в котором является резина.
• Магнитный полюс - часть поверхности намагниченного тела, на которой нормальная к поверхности составляющая намагниченности отлична от нуля.
• Магнитопласт - полимерный постоянный магнит, изготовленный на основе смеси магнитотвердого порошка и связующего полимера.
• Магнитоэласт - магнитопласт, обладающий способностью к существенной деформации без потери магнитных свойств.
• Многополюсный магнит - постоянный магнит, имеющий более одной пары полюсов.
• Намагничивание - воздействие на образец магнитным полем, вследствие которого у образца появляется отличная от нуля остаточная намагниченность.
• Постоянный магнит - объект, создающий магнитное поле за счет собственных внутренних элементарных электрических токов, текущих без использования внешнего источника энергии в составляющем объект материале.
• Тесламетр (гауссметр) - прибор для измерения магнитной индукции.
• Феррит - двойной окисел состава MeO·Fe₂O₃, где Me - металл (например, Ni - никель, Mn - марганец, Ba - барий, Co - кобальт, Sr - стронций), а Fe₂O₃ - окись железа.
• Феррит бария - магнитотвердый материал на основе окислов железа и бария состава BaO·6Fe₂O₃. В обозначении марки (например, 19БА190) первое число (19) обозначает энергетическое произведение (в кА·Тл/м), первая буква - состав феррита (Б - бариевый), вторая буква - свойства (А - анизотропный, И - изотропный), второе число (190) - коэрцитивную силу по намагниченности (в кА/м).
• Феррит стронция - магнитотвердый материал на основе окислов железа и стронция состава SrO·6Fe₂O₃. В обозначении марки (например, 28СА250) первое число (28) обозначает энергетическое произведение (в кА·Тл/м), первая буква - состав феррита (С - стронциевый), вторая буква - свойства (А - анизотропный, И - изотропный), второе число (250) - коэрцитивную силу по намагниченности (в кА/м).

16.03.2007
17.03.2007
26.06.2007
23.06.2009
23.07.2011
24.07.2011

Альтернативные источники энергии
Компьютеры и Интернет
Магнитные поля
Механотронные системы
Перспективные разработки
Электроника и технология

Главная страница