הבנה של יכולת מגנטית ותפקידה ב-Shineing

התערבות אלקטרומגנטית (EMI) נותרה אחד האתגרים המתמשכים ביותר באלקטרוניקה המודרנית.כפי שהמכשירים מתכווץ בגודל ופועלים בתדרים גבוהים יותר, הצורך במגן יעיל הופך קריטי יותר.החומרים שנבחרו לחסום או הפניית שדות אלקטרומגנטיים מסתמכים על נכס פיזי בסיסי: חדירות מגנטית.נכס זה קובע כיצד חומר מגיב לתחום מגנטי מוחלש באופן ישיר ומסדיר ישירות את יעילותם של מהנדסים מגנטיים ומעצבים.

חדות מגנטית אינה ערך יחיד אלא מאפיין מורכב המשתנה עם תדירות, טמפרטורה, עיבוד חומרי.זה משפיע הן על ספיגה והשתקפות של גלים אלקטרומגנטיים. בעוד חומרים מוליכים כמו שדות חשמליים נחושת, הם מציעים מעט שדות מגנטיים נמוכים ⁇ גבוהה. חומרים בעלי יכולת גבוהה, בניגוד, לספק נתיב של חוסר רצון נמוך עבור שפעת מגנטית, ביעילות להסיט קווי שדה מוגנים מפני אזורים אלה, לבחון את החומרים המתאימים ביותר, כלומר, בדיקות חומרים מגנטיים, אשר משמשים את החומרים המתאימים, חומרים אופטיים, על פיינטטים, על ידי שימוש בחומרים, חומרים אופטיים, על ידי שימוש בחומרים, על ידי שימוש בדרך כלל, על ידי שימוש בחומרים, על ידי אופטימיזציה מגנטיים של חומרים אופטיקה של חומרים אופטיים, על ידי שימוש, על ידי חומרים מגנטיים, על ידי שימוש, על ידי שימוש לרעה, על ידי חומרים מגנטיים, על ידי שימוש בחומרים של חומרים אופטיקה של חומרים אופטיים, על ידי שימוש בחומרים, על ידי שימוש לרעה, על ידי שימוש בחומרים, על ידי שימוש בחומרים של חומרים אופטיקה חומרים אופטיקה חומרים אופטיקה חומרים אופטיקה, על ידי שימוש לרעה, על ידי שימוש, על ידי שימוש בחומרים, על ידי שימוש לרעה, על ידי אופטימיזציה מגנטיים, על ידי שימוש בחומרים

מה זה Permeability מגנטי?

נחיתות מגנטית, לעתים קרובות מלוטשת על ידי האות היווני (μ), מדמה את היכולת של חומר לתמוך היווצרות של שדה מגנטי בתוך עצמו. ליתר דיוק, זה היחס של צפיפות פלוקס מגנטית (FLT:0Bear:0Bearerph 1) לעוצמה השדה המגנטי (FLT:2HFOVA) 3LT).

חומרים עם μr גדול משמעותית מ 1 נקראים ferroמגנטי. Iron, ניקל, cobalt, ⁇ שלהם ליפול לתוך קטגוריה זו.חומרים אלה יש רגעים מגנטיים אטומיים כי מתאים בקלות עם שדה חיצוני, לייצר מגנטיזציה פנימית גדולה. עבור יישומים מגן, ערכי מיקרונר גבוהים (החל מ -10,000 עד 100,000 או יותר) הם רצויים כי הם מתרכזים פלוקס מגנטי, צמצום השדה כי חודר לתוך אזור מגנטי אחד מגנטיים וספק חומרים מגנים.

חשוב לציין כי אי-אפשרות אינה קבועה לחומר נתון.זה משתנה עם כוחו של השדה החל, במיוחד בחומרים פרוטרומגנטיים, בשל ההיסטריה: ה-FLT:0initial PermeabilityFLT:1 (מחושים בחוזקות שדה נמוכה מאוד) ו-FLT:2im permeabilityal: 3:3m מראה בדרך כלל את התכונות של חומרים אלה).

כיצד ניתן להגן על יכולת מגנטית

The physical principle behind magnetic shielding is straightforward: a low-reluctance path diverts magnetic field lines. In a uniform magnetic field, field lines naturally flow through the path of least resistance. A high-permeability material placed in the field acts as a magnetic conductor, channeling flux through itself and thus reducing the field strength in the region behind or inside it. This is analogous to how a copper wire conducts electric current more readily than air.

עבור מגן סגור, כגון קופסה או צינלין יכול, המנגנון יעיל יותר.קווים שדה להיכנס לקיר המגן נמשכים לחומרים ועוקבים אחר הקיר סביב, re-emering בצד הרחוק, אבל עם צמצום מאוד של אמפול בתוך הקיר.ה-FLT:0shielding יעילות FLT:1 (SE) עבור שדות מגנטיים תלוי על החומריות של מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית גבוהה עובי, אשר הוא מגנטית גבוהה, במקום, הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית, אשר הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית, אשר הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית גבוהה עובי, אשר הוא מגנטית, אשר הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית גבוהה, על גבי רוחב, אשר הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית גבוהה, אשר הוא מגנטית גבוהה,

עבור מעטפת spherical של רדיוס r ועובי t, עם μr יחסית, הגורם המגן (ratio של חיצוני לתחום פנימי) יכול להיות משוער כמו S = 1 + 2/9) μr (t /r) עבור פגזים דק מאוד, ובאופן מדויק יותר באמצעות פתרונות אנליטיים מדויקים.

חומרים המשמשים ל- אלקטרומגנטית

המונחים: high-Permeability alloys

(FLT:0) Mu-metalph 1 (Mo-metalFLT) הוא המוכר ביותר בכבדות גבוהה מגן על ⁇ . Composed של כ 77% ניקל, 16% ברזל, 5% נחושת, ו-2% כרום (או molybdenum), הוא מציג את ההתחייבויות היחסיות הראשוניות של 20,000 עד 50,000 והטבות מקסימליות מעל 100,000 לאחר טיפול חום תקין.

(FLT:0) PermalloriFLT:1 מתייחס למשפחה של ⁇ ניקל ברזל, בדרך כלל 40% עד 80% ניקל. Permalloy 80 (80% Ni, 20% Fe) יש מאוד יכולת ראשונית גבוהה בשימוש מגן מגנטי רגיש עבור ממירי אודיו, צינורות פוטומפילייה, וכלים מדעיים.

(FLT:0) SupermalloriFLT:1 הוא גרסה מעודנת הכוללת כמויות קטנות של molybdenum (כ 5%) והשגת אפילו גבוה יותר של חוסר יכולת ראשונית. Supermalloy משמש יישומים התובעניים ביותר, כגון הדמיה של חזרות מגנטית (MRI) חדר מגן וציוד מגנטי רגיש.

(FLT:0) Amorphous ו- nanocrystalline מתכותFLT ( 1:1 מייצג כיתות חדשות יותר של חומרים בעלי יכולת גבוהה. ⁇ אלה, כגון ribbosous amorphous ribbons, מציעים מאוד גבוה בשילוב עם coercivity נמוכה ו עמידות גבוהה, מה שהופך אותם יעילים עבור מגן מגנטי גבוה.

חומרים מוליכים ל- Electric Field Shielding

בעוד ⁇ רגישות חיצונית חיונית לשדות מגנטיים, חומרים מוליכים כמו FLT:0copperveFLT:1 ו-FLT:2aluminumFLT 3 הם הבחירה העיקרית של שדה חשמלי וגישה גבוהה ⁇ EMI מגן, יעילותם מגיעה מהשתקפות וקליטת מנגנונים נשלטים על ידי מוליכות גבוהה יותר (מעלה על ידי רמה גבוהה של 1B) היא רק מגנים נמוכים יותר, אך ורק על ידי מגנטיים, אך ורק על ידי מגנטיים, כלומר, רק על ידי מגנטיים, כלומר, רק על ידי מגנטיים נמוכים, על ידי מנגנונים, רק על ידי מגנטיים, על ידי מגנטיים, על ידי מגנטיים, רק על ידי קיבולת גבוהה יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 יעיל יותר, 000 יעיל יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 יעיל יותר, 000 יעיל יותר, 000, 000 יעיל יותר, 000 יעיל יותר, 000

מבנה רב-שכבות ו- Multilayer

עיצובים מודרניים מגנים לעתים קרובות משלבים חומרים כדי לנצל את נקודות החוזק של כל אחד.תצורה נפוצה היא FPLT:0copper-mu-metal laminateFLT:1, שבו שכבת נחושת מחוברת לאחד או שני הצדדים של גיליון mu-metal.החושת משקפת שדות חשמליים וגלי זהב חשמליים יעילים יותר, בעוד mu-metals להסיטים נמוכים מגנטיים ( ⁇ ) כולל חומרים מגנטיים קלים (מתכתיים)

גורמים המשפיעים על אחריות ותפקוד מגן

עיצוב חומרי וAnnaling

הסגסוגת קובע את התכונות המגנטיות הבסיס.אפילו סטיית קטנות בתוכן ניקל או molybdenum יכול לשנות את הכדאיות העליונה ואת צפיפות שפעת החזירים.טיפול ב- Heat הוא קריטי באותה מידה.חומרים בעלי יכולת גבוהה חייב להיות annealed מעל טמפרטורת Curie באטמוספירה מבוקרת כדי להקל על מתח מכני ומבנה דגנים.

תדירות ההסתמכות

חדירות מגנטית אינה קבועה עם תדירות. at DC ותדירות נמוכה מאוד, תנועה של קיר התחום תורמת במידה רבה למגנטיזציה.כפי שתדירות גבוהה עולה, זרמי edHz המושרה בחומר מתנגדים לשינויים בשטח, צמצום יכולת יעילה.אפקט זה בולט יותר בחומרים עבה או התנהגותיים גבוהה יותר.

השפעות טמפרטורה

Permeability יורדת ככל שהחומר מתקרב לטמפרטורת קארי (Tc) עבור mu-metal, Tc הוא בערך 400 מעלות צלזיוס, הרבה מעל טווחי הפעלה רגילים, אבל יכולת עדיין משתנה עם טמפרטורה בשל שינויים ב anisotropy monocy. בין -40 מעלות צלזיוס ו-125 מעלות צלזיוס, את ההיקף של ⁇ ניקל-irons בדרך כלל על ידי כ -10-20%, כמו סגסוגת סטנדרטית, או סגסוגת טמפרטורה, כמו סגסוגת סטנדרטית, כמו סגסוגת, או סגסוגת טמפרטורה.

מתח מכני ו Handling

⁇ רגישות גבוהה של סגסוגת רגישות לעיוות פלסטיק. בנדינג, חיתוך, ריתוך, או אפילו פטיש מציג פגמים lattice ולחצים פנימיים כי סיכות קירות דומיין, צמצום דרסטי של חדירות. מסיבה זו, חלקים מקובעים לעתים קרובות נתון לטעון הסופי לחץ-relief anneal לאחר כל פעולות להרכיב.

תותבות וגיאומטריה

עבור חומר נתון, עובי גובר משפר את המגן המגנטי ביחס לפרשת צלב פלוקס-קריינג. עם זאת, היחסים אינם ליניאריים בגלל השפעות עור וריכוז גליקומטר גיאומטרי.כלל נפוץ של אצבע הוא כי הגנה על יעילות כפולה עם כל עובי נוסף שווה לעומק העור של החומר על תדירות של דחיסות וסיפרוקסית מספקת צורות יעילות יותר מאשר לוחות חדוריבית מרובים כי הם מעוקלים מרובים על פני קשקשים של חום.

אחריות והגנת יעילות

(הופנה מהדף ⁇ ) ⁇ (הופנה מהדף ⁇ ) ⁇ (ה) ⁇ (ה) , ⁇ ) ⁇ (ASTM A772), שבו מדגם טורואיד נפצע עם רוחות ראשוניות ומשותפות ו- B-H נמדדת.מדגם ראשוני ומרבי (Ficial) מכיל את הדגימות של LT2FIRDIpme) עם שימושים (D2FD2R) ב-FROM LT5=4K) בדגימות של מדגם ADD) LT5=4K4K4K).

יעילות מגן נמדדת באמצעות שיטות AFLT:0 near-fieldearFLT ( 1:1 או ;2far-fieldcioFLT 3: שיטות.עבור שדות מגנטיים נמוכים, התקנה משותפת משתמשת סליל Helmholtz כדי ליצור שדה אחיד חיישן הול או חיפוש סליל כדי למדוד את השדה בתוך הבחינה.

כלים סימבוליים הפכו הכרחיים בעיצוב מגן מודרני. Finite-element Method (FEM) תוכנה יכול למקם התפלגות השדה המגנטית ולמגן יעילות עבור ג'ממות מורכבות, והוא יכול לקחת בחשבון עבור אי-לינאריות, זרמי eddy ואפקטים תלויים תדירות. יצרנים לעתים קרובות לספק עקומות B-H ונתונים מורכבים כדי לתמוך בזרימות עבודה המבוססות על סימולציה.

יישומים בתעשיות

מוצרי אלקטרוניקה

מסמארטפונים למחשבי מחשב נייד, מכשירים צרכניים חייבים לעמוד במגבלות רגולטוריות על פליטות אלקטרומגנטיות וחיסונים.מגן מגנטי משמש סביב רמקולים, מנועים רוטטים, וטעינה אלחוטית כדי למנוע התערבות עם חיישנים ואנטנות סמוכים. ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ metal metal (0.1-0.2 מ"מ) או ferrite פולימרים מורכבים הם בדרך כלל ממוקמים בין רכיבים.

מכשירים רפואיים

מערכות הדמיה מגנטית (MRI) דורשות סביבות אלקטרומגנטיות שקטות מאוד.חדרי MRI בדרך כלל מקוות עם לוחות מוט-מטים נחושת- ⁇ כדי לא לכלול התערבות רדיו- ⁇ ושדות מגנטיים נמוכים ממעליות, רכבות וקווי חשמל.אפילו הפרעה מגנטית קטנה יכולה להרוס איכות תמונה.מגן חומרים עבור יישום זה חייב להיות גבוה, יציב, ולהתקין עם תשומת לב קפדנית ל-mamsirmicological, כולל ציוד מגנטי (MEGcards) ו-cys (Gcards) גם על גבי מגנטיים (חומרים מגנטיים) ו-CDC) ו-CDC) כולל מגנטיים (חומרים (MEGcards) גם על גבי מערכות הגנה מגנטיים (חומרים (MEGcards) ו-cys) מגנטיים)

צבאי ואוויר

מערכות הגנה ואווירה חייבות לפעול באופן אמין בסביבות ההתערבות הגבוהות. מטוסים, אוניות וכלי רכב קרקעיים משתמשים במגן מגנטי כדי להגן על avionics, מערכות ניווט, ואבטחת תקשורת הן טבעיות (סערות גאומגנטיות) והן בכוונה (ג'ינג) איומים אלקטרומגנטיים.

רכב ורכב חשמלי

כלי רכב חשמליים (EVs) מייצרים שדות מגנטיים חזקים ממנועי מצעים, מפלטים, ו-Place Pack זרמיים.שדות אלה יכולים להפריע ליחידות הבקרה האלקטרוניות של הרכב (ECUs) ועם מערכות חיצוניות כגון toll Transponders או מטען אלחוטי.מגיני אחריות גבוהה ממוקמים סביב דיור מוטורי ובקומה מתחת לנוסעים.

מרכזי נתונים ותשתית חשמל

מרכזי נתונים בית אלפי שרתים שצריכים לפעול ללא שגיאות תקשורת.שדות מגנטיים ממערכות חלוקת חשמל וציוד שכנה יכולים לגרום לרעש בקווי נתונים.מגן עשוי מסגסוגת יכולת גבוהה משמשים סביב ציוד מתג רגיש, מערך אחסון וחומרה ברשת.

בחירת החומר הנכון

בחירת חומר מגן מתאים דורש איזון מספר גורמים: טווח התדירות של התערבות, רמת ההפחתה הנדרשת, מגבלות פיזיות (גודל, משקל, צורה), עלויות ותנאים סביבתיים.ההנחיות הבאות יכולות לעזור למהנדסים לקבל החלטות מושכלות:

  • (FLT:0) עבור שדות מגנטיים נמוכים (DC עד 100 kHz): השתמש סגסוגת בעלות ערך גבוה כגון mu-metal או permalloy.וודא annealing נאותה ולהפחית מתח מכני. Wall עוביים מ-0.5 מ"מ ל 3 מ"מ הם טיפוסיים.אם משקל הוא דאגה, לשקול ribbons מתכתי מתכת או חומרים מורכבים עם ferers מילוי.
  • (FLT:0) עבור גבוה ⁇ EMI (מעל 1 MIRHz): חומרים מוליכים:1 כמו נחושת או אלומיניום יעילים. עומק העור הוא קטן, כל כך רזה כל כך דקים (0.1-0.5 מ"מ) לספק תנופה נאותה.
  • (FLT:0) לסביבות קשות (טמפרטורה גבוהה, רטט, לחות): סגסוגת בחירת 1:1 עם סגסוגת יציבה על טווח הטמפרטורה. Encapsulate את המגן בדיור מגן או להשתמש בשפע עמיד בקורוזיה. להימנע חומרים העוברים מעברים בשלבים ליד הטמפרטורה התפעולית.
  • (FLT:0) עבור יישומים רגישים בעלות: FLT:1 מתרכובות פריט-פוחיות או בדים ממונעים ניקל מציעים ביצועים מתונה בעלות נמוכה יותר.עיצובים מרוביטר באמצעות חומרים זולים (למשל, פלדה עם תוכן גבוה מגברי) יכול לספק הגנה נאותה במקרים רבים.

לפני סיום חומר, מעצבים צריכים לבצע בדיקות אבטיפוס או סימולציה כדי לאמת את הביצועים.חשוב גם לקחת בחשבון את ההשפעות ההזדקנות, כגון הרפיה מתח הדרגתי סביב ממריצים או מצמרר בפולימרים, אשר יכול להפחית יעילות ארוכת טווח.

מסקנה

חדירות מגנטית היא הנכס המגדיר המאפשר הגנה יעילה מפני שדות מגנטיים נמוכים ⁇ . על ידי הבנת כיצד קיימות בחומרים פרוטרומגנטיים, איך זה משתנה עם תדירות וטמפרטורה, וכיצד היא אינטראקציה עם גיאומטריה מגן, מהנדסים יכולים לתכנן פתרונות חזקים עבור מגוון רחב של יישומים. Hi- Performance ⁇ s כמו mu-metal, permalloy, ו Supermaol נשאר זהב עבור דרישות סטנדרטיות, תוך כדי לספק מערכות הדמיה יעילות.

המורכבות הגוברת של מערכות אלקטרוניות והדחף לכיוון כוח גבוה יותר ורגישות גבוהה יותר תמשיך להניע חדשנות בחומרים מגנים מגנטיים.התקדמות בסגסוגת ננוקריסטלליין, פיזור פילים דקים, והבטחה לייצור תוספת לספק אפילו יותר חדירות עם משקל נמוך יותר וכושר משופר של מהנדסים שנשארים נוכחיים עם התפתחויות אלה ולשמור על תפיסה מוצקה של הפיזיקה הבסיסית יהיה מצויד היטב כדי לעמוד באתגרים של העתיד של העתיד.

(ב) רקע עמוק יותר על hysteresis מגנטית ותאוריה של התחום, להתייעץ עם ספרי לימוד על ferromagnetism, כגון FLT:0Clayton Paul's FLT:1 Introduction to Electromagnetic Compatibility CompatibilityFLT:2FLT 3: 7) לסקירה מעשית של עיצוב מגן, ראה 4LT4 טכנולוגיות של EMCand5: