کیفیت آهنرباهای نئودیمیوم صنعتی & آهن ربا دائمی Neodymium سازنده

عرضه برای این پروژه به مواد و ابزار زیر نیاز دارید: یک ژنراتور اتومبیل 12 ولت مغناطیس های نئودیمیوم سیم های 10 گج کانکتورهای گلوله ای 4 میلی متری یک میله فلزی، یک دیسک فلزی و یک طبل به صورت سفارشی روتور را ساخته است. دسترسی به ماشین چرخ دار پرینس حفاری آسیاب زاویه ای قطعات حفاری ابزار جوشاندن ابزار دست یک لامپ 12 ولت کنترل کننده سرعت بدون برس چسب فوق العاده و غیره مرحله ۱: جدا کردن آلترناتور برای این تبدیل ما یک ژنراتور 12 ولت ماشین داریم.این ژنراتورها انرژی مکانیکی موتور احتراق داخلی را برای پر کردن باتری تبدیل می کنند.این واقعیت که آنها به یک مکنده سوخت متصل شده اند طراحی این ژنراتورها را توجیه می کند، ناکارآمد اما قوی، منظورم این است که چه کسی در مورد کارایی اهمیت می دهد زمانی که شما قدرت زیادی برای از دست دادن دارید.بیشتر ژنراتورها دارای لایه های ضخیم استاتور مانند این است که منجر به جریان های گرد و غبار بیش از حد می شود که منجر به بهره وری کمتر می شود،خب ما نمی توانیم چیزی در مورد استاتور تغییر دهیم چون کل واحد در اطراف آن قرار دارد، اما اگر ما به روتور نگاه کنیم تعدادی تغییراتی وجود دارد که می توانیم انجام دهیم تا این چیز مفید باشد. شاید فکر کنید که چرا آنها از سه جزء ناکارآمد استفاده کرده اند اگر آنها می توانند قدرت بیشتری را فقط با استفاده از یک روتور مغناطیس دائمی تولید کنند.ما نمیتونیم کنترلش کنیم ولی باید ولتاژ ثابت تولید کنیم در غیر اینصورت همه چیز رو منفجر میکنیمحالا این کار با استفاده از یک تنظیم کننده انجام می شود که ولتاژ اعمال شده در روی اسپری روتور را با استفاده از یک جفت برس کربن کاهش می دهد.دلیل دیگر این واقعیت است که آهنرباهای دائمی قدرت خود را در زیر دمای این آلترناتورها معمولا کار می کند از دست می دهد، باعث می شود آنها گران قیمت و کمتر قابل اعتماد که مطمئنا شرکت های خودرو نمی خواهند. مرحله ۲: ساخت روتور آهنربای دائمی از آنجا که همه چیز جداست، ابعاد مانند قطر روتور و ارتفاع سیم پیچ استاتور را برای تعیین اندازه مغناطیس هایی که نیاز داریم، گرفتیم.خوشبختانه آهنرباهای نئودیمیوم که ما نیاز داشتیم دقیقاً همان هایی بودند که در یک موتور هاب بدون برس در یک هووبرورد استفاده می شدما چند تا از آنها را در اطراف قرار داده ایم بنابراین ما یکی از محورها را با رقیق کننده ریختیم تا چسب نرم شود، این بعدا به ما کمک می کند تا مغناطیس را نجات دهیم. وقتي که طراحي روتور رو به اتمام رسونديم، ماشين سازي رو به شخصه انجام داديم و اينجاستما یک گره 17 میلی متری داریم که در آن صفحه رو و طبل جوش داده می شود و سپس به اندازه مورد نیاز ماشینکاری می شودما گردنبند های 3 میلی متری در هر دو طرف طبل داریم که بعداً به ما کمک می کند تا آهنرباها را عمودی بر روی طبل قرار دهیم.برای کاهش بیشتر وزن ما شش سوراخ بر روی صفحه روتور سوراخ که اجازه می دهد تا هوا از طریق جریان ایجاد همه چیز خنک تر. مرحله سوم: استخراج آهنرباها خوشبختانه آهنرباهای نئودیمیوم که ما نیاز داشتیم دقیقاً همان هایی بودند که در یک موتور هاب بدون برس در یک هووبرورد استفاده می شد.ما چند تا از اونها رو داريم و به يه از محورها آب ريختيم تا چسب نرم بشه، اين بعدا به ما کمک ميکنه تا آهنرباها رو نجات بديم بعد ما آهنرباها را نجات دادیم، ما به 24 عدد از آنها نیاز داریم. حالا اگر متوجه شده اید، روتور سهام 12 قطب متناوب دارد. مرحله ۴: تکمیل روتر حالا اگر متوجه شده باشید، روتور اصلی دارای 12 قطب متناوب است. ما می خواهیم همین کار را با این آهنرباها انجام دهیم اما در جفت به طوری که ما حداکثر ناحیه قابل استفاده را در روتور پوشش دهیم.ما شروع به چسباندن آهنرباها کردیم با استفاده از فاصله های چاپ شده سه بعدی و مطمئن شدیم که آنها را با قطب های متناوب قرار می دهیمبعد از آن ما آهنرباها را به هم چسباندیم تا در یک جفت قطب یکسان داشته باشیم و جفت بعدی به هم متناوب شوند. روتور با سرعت ۳ تا ۴۰۰۰ دور در دقیقه می چرخد بنابراین تنها با گلو رها کردن مغناطیس ها یک فاجعه استپروژه اي که هرگز به پايان نمي رسه به هر حال ما دو لايه نخ استفاده کرديمماده ی درست اینجا فیبر کربن است ولی ما نتوانستیم این را پیدا کنیم بنابراین انگشتانمان را می کشیم.بعداً ما چسب فوق العاده ای را بر روی پوشش قرار دادیم تا قوی تر شود و در جای خود بماند. گام پنجم: جمع آوری همه چیز مرحله ششم: نتایج براي آزمايش قدرتي که مي تونه توليد کنه ما آلترناتور رو به لوله نصب کرديمچرخش روتور با دست های مجرد تقریبا بی فایده است زیرا این روتور دائمی دارای بسیاری از cogging و ما به سختی هر خروجیپس ما از کلید ضربه استفاده کردیم و برای روشن کردن یک لامپ ۱۲ ولت حدود ۱۲۰۰ دور در دقیقه طول کشید. معمولاً توربين بادي با حداکثر 700 دور در دقيقه چرخش ميکنه و حتي اگه از گير افزايش استفاده کنيم، شک دارم که روتور به اندازه کافي سريع چرخش کنه که قدرت معقولي به وجود بيارهاین می تواند با استفاده از یک ژنراتور 24 ولت و به نوعی کاهش اثر cogging حل شود اما این موضوع برای یک پروژه دیگر ویدئو. اگر این ژنراتور نیاز به چرخش سریع داشته باشد، فقط برای تولید 12 ولت تصور کنید که اگر ما این چیز را با 42 ولت اجرا کنیم چه کار می کند.مشکلی نیست اگه ژنراتورش خوب نباشهپس پروپیج که اینجا میبینید، ۲۴ اینچی قطر داره و ۱۲ اینچی ارتفاع داره معمولا توسط موتورهای ۶۰ سی سی دو استوک هدایت میشه ما موتور را با استفاده از یک باتری 10 سلولی که تقریباً 42 ولت است چرخاندیم بنابراین انتظار داشتیم تقریباً 4400 دور در دقیقه باشد اما به شگفتی ما 3300 دور در دقیقه را به دست آوردیم.روتور 350 وات قدرت بدون بار مصرف ميکنه و اين به وضوح نشان ميده که يه چيزي اشتباه هستاين مقدار زيادي قدرته که در حال اجرا کردن آلترناتور بدون بار است به عنوان همان تنظیمات با پروپلر نصب شده فقط اضافه شده 600 وات قدرت مصرف در مجموع نزدیک به هزار وات.نکته خوب اينه که با استفاده از پروپ در ژنراتور تقريباً به همان سرعت رسيدمدر مقايسه با موتور بنزين اين ماشين قدرت فوري را ارائه ميدهد که يک ويژگي بزرگ قدرت الکتريکي است اين اولين باري است که ما يه آلترناتور ماشين رو به چيزي تبديل ميکنيم که براي ما مفيد تر باشه پس بايد بهش بگيم موفق We will try to find out the reason why is drawing so much power without load as everything is running smoothly without any excessive viberation and this issue might be related to the width of the magnet poles on the rotor. ما کنجکاویم ببینیم آیا یک ژنراتور ماشین می تواند یک موتور بدون برس قدرتمند باشد و برای این کار ما می خواهیم با تبدیل دوچرخه خود به یک دوچرخه الکتریکی کشف کنیم.

استفاده از آهنرباهای NdFeB در هواپیماهای بدون سرنشین   کاربرد آهنرباهای NdFeB در زمینه UAV ها عمدتاً در ویژگی های آنها به عنوان مواد آهنربای دائمی با عملکرد بالا منعکس می شود.این ویژگی ها باعث می شود که آهنرباهای NdFeB بخشی مهم از موتورهای UAV و تجهیزات مرتبط باشندبه طور خاص ، آهنرباهای NdFeB به دلیل اندازه کوچک ، وزن سبک و خواص مغناطیسی قوی خود در موتورهای بدون برس برای هواپیماهای بدون سرنشین به طور گسترده ای استفاده می شوند.موتورهای بدون برس دارای مزایایی از اصطکاک کمتر و از دست دادن کمتر هستند، تولید گرما کم، عمر طولانی و سر و صدا کم. آهنرباهای NdFeB بخشی ضروری از این موتور هستند. در کاربرد هواپیماهای بدون سرنشین، آهنربا NdFeB نه تنها در موتورهای بدون برس استفاده می شود بلکه در بسیاری از جنبه ها مانند موتورهای پروپلر، سنسورها، دستگاه های کلیمپ و جذب، ریل های راهنما،و سیستم های هدایتاین برنامه ها نقش کلیدی آهنرباهای NdFeB را در بهبود عملکرد هواپیماهای بدون سرنشین نشان می دهند.مانند افزایش ظرفیت حمل و زمان پرواز با کاهش وزن موتور و بهبود عملکرد کلی هواپیماهای بدون سرنشین با بهینه سازی طراحی موتور.     آهن بورون (نیودیمیوم آهن بورون) از مقناطیس به طور گسترده ای در اجزای مختلف هواپیماهای بدون سرنشین به دلیل قدرت مغناطیسی بالا، اندازه فشرده و کارایی بالا استفاده می شود.در اینجا برخی از کاربردهای کلیدی آهنرباهای NdFeB در تکنولوژی هواپیماهای بدون سرنشین وجود دارد: موتور درون آهنرباهای NdFeB برای موتورهای که پروپلرهای هواپیماهای بدون سرنشین را تقویت می کنند بسیار مهم هستند. موتورهای همگام آهنربای دائمی (PMSM) که در هواپیماهای بدون سرنشین استفاده می شوند ، آهنرباهای NdFeB را در روتورهای خود جاسازی کرده اند.اين آهنرباها يه ميدان مغناطيسي ايجاد ميکنن که به موتور اجازه ميده به طور موثر انرژي الکتريکي رو به نيروي ميكانيكي تبديل كنه. سنسور بدون سرنشین آهنرباهای NdFeB در سنسورهای مختلفی استفاده می شوند که حرکت هواپیماهای بدون سرنشین را نظارت و کنترل می کنند. سنسورهای حرکتی برای تشخیص دقیق سرعت، موقعیت و فاصله به آهنرباهای NdFeB تکیه می کنند.ولتاژ هال تولید شده توسط تراکم جریان مغناطیسی به عنوان خروجی سنسور استفاده می شود. تجهیزات بدون سرنشین برخی از هواپیماهای بدون سرنشین مجهز به چسب های مغناطیسی هستند که از آهنرباهای NdFeB برای برداشتن و دستکاری اشیاء استفاده می کنند.این چسب ها دارای سطوح فلکی مغناطیسی هستند که می توانند مواد آهن مغناطیسی را بدون نیاز به انگشتان پیچیده رباتیک بالا ببرندماهیت دائمی مغناطیس NdFeB اجازه می دهد تا این کلیمپ ها بدون منبع برق کار کنند. مایکرو درون محققان یک هواپیما بدون سرنشین ساخته اند که فقط 1.7 سانتی متر طول دارد و می تواند به لطف استفاده از آهنرباهای NdFeB شکل و حالت خود را تغییر دهد.نسبت قدرت بالا به اندازه مغناطیس NdFeB می تواند برای ایجاد میکرو درون های بسیار جمع و جور و انعطاف پذیر استفاده شود.

عناصر خاکی کمیاب "سس مخفی" مواد پیشرفته متعدد برای کاربردهای انرژی، حمل و نقل، دفاع و ارتباطات هستند.بیشترین کاربرد آنها برای انرژی پاک در آهنرباهای دائمی است که خواص مغناطیسی را حتی در غیاب میدان القایی یا جریان حفظ می کنند.         رامش باوه، آزمایشگاه ملی اوک ریج، فرآیندی را برای بازیابی عناصر خاکی کمیاب با خلوص بالا از آهنرباهای ضایع شده هارد دیسک های کامپیوتر (در اینجا نشان داده شده است) و سایر زباله های پس از مصرف اختراع کرد.اعتبار: کارلوس جونز/آزمایشگاه ملی اوک ریج، بخش انرژی ایالات متحده     اکنون، محققان وزارت انرژی ایالات متحده فرآیندی را برای استخراج عناصر خاکی کمیاب از آهنرباهای ضایع شده اختراع کرده اند.هارد دیسک های استفاده شدهو منابع دیگرآنها دارندثبت اختراعو این روند را در نمایش های آزمایشگاهی افزایش داده و با دارنده مجوز ORNL کار می کنندفناوری های مومنتوم دالاسبرای تولید دسته‌های تجاری اکسیدهای خاکی کمیاب، فرآیند را بیشتر مقیاس کند. رامش باوه، یکی از مخترعان آزمایشگاه ملی Oak Ridge DOE، که تیم فناوری های غشایی در بخش علوم شیمی ORNL را رهبری می کند، گفت: "ما یک فرآیند کم مصرف، مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست برای بازیابی مواد حیاتی با ارزش بالا ایجاد کرده ایم.""این یک پیشرفت نسبت به فرآیندهای سنتی است که به امکاناتی با ردپای زیاد، سرمایه و هزینه های عملیاتی بالا و مقدار زیادی زباله تولید شده نیاز دارد." آهنرباهای دائمی به هارد دیسک‌های کامپیوتری کمک می‌کنند تا داده‌ها را بخوانند و بنویسند، موتورهایی را هدایت کنند که خودروهای هیبریدی و الکتریکی را حرکت می‌دهند، توربین‌های بادی را با ژنراتورها برای تولید برق متصل کنند، و به تلفن‌های هوشمند کمک می‌کنند سیگنال‌های الکتریکی را به صدا تبدیل کنند. از طریق فرآیند ثبت اختراع، آهنرباها در اسید نیتریک حل می شوند و محلول به طور مداوم از طریق یک ماژول پشتیبان غشاهای پلیمری تغذیه می شود.غشاها حاوی الیاف توخالی متخلخل با یک استخراج کننده هستند که به عنوان یک نوع "پلیس ترافیک" شیمیایی عمل می کند.یک مانع انتخابی ایجاد می کند و فقط عناصر کمیاب خاکی را از آن عبور می دهد.محلول غنی از خاک کمیاب جمع آوری شده در طرف دیگر بیشتر پردازش می شود تا اکسیدهای خاکی کمیاب با خلوص بیش از 99.5٪ تولید کند. آهنرباهای اولیه برای این پروژه از منابع مختلفی در سراسر جهان تهیه شد.تیم مک اینتایر از ORNL، که پروژه CMI را برای توسعه فناوری رباتیک برای استخراج آهنربا از هارد دیسک رهبری می کند، برخی از آنها را ارائه کرد.Wistron و Okon Metals، هر دو از تگزاس، و Grishma Special Materials، از هند، موارد دیگری را ارائه کردند.بزرگ‌ترین آهن‌رباها از دستگاه‌های MRI به دست آمده‌اند که از آهنرباهای نئودیمیم-آهن-بور به وزن 110 پوند (50 کیلوگرم) استفاده می‌کنند.اعتبار: کارلوس جونز/آزمایشگاه ملی اوک ریج، بخش انرژی ایالات متحده با توجه به اینکه معمولاً 70 درصد آهنربای دائمی آهن است که یک عنصر خاکی کمیاب نیست، قابل توجه است.بهاو گفت: «ما اساساً می‌توانیم آهن را به طور کامل حذف کنیم و فقط خاک‌های کمیاب را بازیابی کنیم.استخراج عناصر مطلوب بدون استخراج مشترک عناصر نامطلوب به این معنی است که زباله کمتری ایجاد می شود که به تصفیه و دفع پایین دست نیاز دارد. حامیان این کار عبارتند از DOEموسسه مواد حیاتییا CMI، برای تحقیقات جداسازی و دفتر انتقال فناوری DOE، یا OTT، برای افزایش مقیاس فرآیند.ORNL یکی از اعضای تیم موسس CMI، یک مرکز نوآوری انرژی DOE است که توسط آزمایشگاه Ames DOE رهبری می‌شود و توسط دفتر تولید پیشرفته مدیریت می‌شود.استخراج یک محلول اسیدی با غشاهای انتخابی توسط Bhave به سایر فناوری‌های امیدوارکننده CMI برای بازیابی خاک‌های کمیاب می‌پیوندد.یک فرآیند ساده که آهنرباها را خرد و درمان می کندویک جایگزین بدون اسید. صنعت به مواد حیاتی وابسته است و جامعه علمی در حال توسعه فرآیندهایی برای بازیافت آنها است.با این حال، هیچ فرآیند تجاری سازی شده، عناصر خاکی کمیاب خالص را از آهنرباهای زباله الکترونیکی بازیافت نمی کند.با توجه به اینکه انتظار می رود در سال 2019، 2.2 میلیارد رایانه شخصی، تبلت و تلفن همراه در سراسر جهان ارسال شوند، این یک فرصت از دست رفته بزرگ است.به گفته گارتنر.باوه خاطرنشان کرد: «همه این دستگاه‌ها دارای آهن‌رباهای خاکی کمیاب هستند». پروژه Bhave که در سال 2013 آغاز شد، یک تلاش تیمی است.جان کلاهن و اریک پترسون از آزمایشگاه ملی آیداهو DOE در مرحله اولیه تحقیقات متمرکز بر شیمی با یکدیگر همکاری کردند و آنانت ایر، استاد دانشگاه پردو، بعداً امکان‌سنجی فنی و اقتصادی افزایش مقیاس را ارزیابی کرد.در ORNL، دایجین کیم و ویشوانات دشمان، همکاران فوق دکترا، به ترتیب توسعه فرآیند جداسازی و افزایش مقیاس را مطالعه کردند.تیم فعلی ORNL Bhave، متشکل از دیل ادکاک، پراناتی گانگاواراپو، سید اسلام، لری پاول و پریش واگ، بر گسترش فرآیند و همکاری با شرکای صنعتی که این فناوری را تجاری می‌کنند، تمرکز دارد. برای اطمینان از اینکه خاک‌های کمیاب می‌توانند در طیف وسیعی از مواد اولیه بازیابی شوند، محققان آهن‌رباهایی با ترکیبات مختلف – از منابعی از جمله هارد دیسک‌ها، دستگاه‌های تصویربرداری تشدید مغناطیسی، تلفن‌های همراه و اتومبیل‌های هیبریدی- را تحت این فرآیند قرار دادند. بیشتر عناصر کمیاب خاکی لانتانیدها هستند، عناصری با اعداد اتمی بین 57 تا 71 در جدول تناوبی.Bhave گفت: "تخصص فوق العاده ORNL در شیمی لانتانید به ما شروع بزرگی داد."ما شروع کردیم به بررسی شیمی لانتانید و روش‌هایی که از طریق آن لانتانیدها به طور انتخابی استخراج می‌شوند. بیش از دو سال، محققان شیمی غشاء را برای بهینه‌سازی بازیابی خاک‌های کمیاب طراحی کردند.اکنون، فرآیند آنها بیش از 97 درصد از عناصر کمیاب خاکی را بازیابی می کند. تا به امروز پروژه بازیافت Bhave منجر به ثبت اختراع و دو انتشار شده است (اینجاواینجا) مستندسازی بازیابی سه عنصر خاکی کمیاب - نئودیمیم، پرازئودیمیم و دیسپروزیم - به عنوان مخلوطی از اکسیدها. مرحله دوم جداسازی در جولای 2018 با تلاش برای جداسازی دیسپروزیم از نئودیمیم و پرازئودیمیم آغاز شد.مخلوطی از این سه اکسید به قیمت 50 دلار در هر کیلوگرم فروخته می شود.اگر دیسپروزیم را بتوان از مخلوط جدا کرد، اکسید آن را می‌توان به قیمت پنج برابر فروخت. فاز دوم این برنامه همچنین بررسی خواهد کرد که آیا فرآیند اساسی ORNL برای جداسازی خاک‌های کمیاب می‌تواند برای جداسازی سایر عناصر مورد تقاضا از باتری‌های یون لیتیوم توسعه یابد.باوه گفت: رشد بالای خودروهای الکتریکی مورد انتظار به مقدار زیادی لیتیوم و کبالت نیاز دارد. تلاش‌های صنعتی مورد نیاز برای استقرار فرآیند ORNL در بازار، که طی دو سال توسط صندوق تجاری‌سازی فناوری OTT DOE تامین می‌شود، در فوریه 2019 آغاز شد. هدف بازیابی صدها کیلوگرم اکسیدهای خاکی کمیاب در هر ماه و تأیید، تأیید و تأیید این است که سازندگان می توانند از مواد بازیافتی برای ساخت آهنرباهایی مشابه آهنرباهایی که با مواد اولیه ساخته شده اند استفاده کنند. دفتر تولید پیشرفته DOE، بخشی از دفتر بهره وری انرژی و انرژی های تجدیدپذیر، این تحقیق را از طریق CMI تأمین مالی کرد که برای تنوع بخشیدن به عرضه، توسعه جایگزین ها، بهبود استفاده مجدد و بازیافت و انجام تحقیقات مقطعی مواد حیاتی تأسیس شد.ORNL از زمان شروع به کار CMI در سال 2013، جهت گیری استراتژیک را برای این مناطق ارائه کرده است. این شامل ارائه رهبرانی برای مناطق متمرکز و پروژه هایی است که منجر به نوآوری های جدید در آلیاژهای آلومینیوم-سریم و بازیافت آهنربا شد. منبع:ORNL