Neodyum Mıknatıs Yapımı

Mıknatıs Doğada Bulunur mu? İçinde Hangi Maddeler Var?

Mıknatıs nasıl yapılır ve neyden üretilir soruları hakkında detaylı bilgi vereceğiz. Mıknatıs, manyetik alana sahiptir ve bu özelliğini içindeki farklı malzemelerden alır. Peki mıknatısın manyetik olmasını sağlayan maddeler neler? Mıknatıslar ferromanyetik adı verilen metallerden meydana gelmiştir. Bu ferromanyetik metaller ise nikel ve demir gibi metallerdir. Bu metallerin özelliği ise sürekli bir manyetizma yaratarak mıknatısın çok iyi bir mıknatıslanma özelliğini yaratmasıdır. Doğal mıknatıs dünyada belli bölgelerde saf olarak temin edilebilir. Yani doğada saf olarak bulunurken sonradan çelikten yapılan mıknatıslar da vardır.

Herhangi bir nesneden mıknatıs meydana getirmek mümkün değildir. Fakat belirli malzemelerden yapılabilmektedir. Güney ve kuzey olmak üzere iki kutba sahiptir. Mıknatıs herhangi bir yerinden kırılsa dahi güney ve kuzey kutupları aynı etkiyi sürdürmektedir. Mıknatıs doğal ve yapay olmak üzere 2 gruba ayrılmaktadır. Doğal mıknatıslar, içerisinde manyezit adı verilen demir oksit bileşiği bulunan ve doğada oluşan mıknatıslardır. Yapay mıknatıslar ise insan tarafından yapılmaktadır. Geçici ve kalıcı olmak üzere iki tür yapay mıknatıs vardır. Geçici mıknatıslar her zaman manyetik olmayan mıknatıslardır. Kalıcı mıknatısı ele alacak olursak da manyetik gücünün hiç kaybolmadığını söylemek mümkündür.

Mıknatıs Nasıl Üretilir? Kaç Derece Sıcaklıkta Yapılır?

Yapay mıknatıs yaparken, çelikler karbonun çözülmüş olduğu ortalama 800°C sıcaklık üzerinde durarak daha sonrasında ortaya çıkmış olan ostenitin için 260°C sıcaklıkta bozulmayacak bir biçimde hızla soğutmaya bırakılır. Bu aşama sonrasında sıcaklık azaltılır ve sadece marstentin elde edilir. Bu oluşan maddeye demir içinde bulunan demir karbon çözeltisi olarak isimlendirilir. Çelikler mıknatıs yaparken karbon ana maddesi olarak kullanılır. Ayrıca mıknatıs yapımında kullanılan en önemli maddelerden biri alnicodur. Alnico; nikel, çelik ve alüminyumdan oluşan bir maddedir

Toz metalin hazırlanması: Kalıcı mıknatısı meydana getirebilmek için öncelik olarak toz metalin hazırlanması gereklidir. Uygun miktarda neodim, demir ve bor vakumda ısıtılarak eritilmelidir. Metal katılaşarak soğuduğunda ise küçük parçalara ayrılmalıdır. Küçük parçalar bazı işlemlerden geçerek toz haline getirilmelidir.

Presleme: Toz haline gelen mıknatıs hangi şekil verilmek isteniyorsa o şeklin kalıbına yerleştirilmelidir. Manyetik bir kuvvet uygulanarak toz parçacıkları hizalanmalıdır. Yaklaşık 3 mm civarında basınç uygulanmalıdır.

Isıtma: Sıkıştırılmış olan toz metal kalıbından çıkarılarak bir fırına yerleştirilmelidir. Isıtılma işlemi yapılmalıdır.

Mıknatıs Nerelerde Kullanılır?

Kalıcı mıknatıs çeşitleri o kadar hayatımızda ki günlük hayatta birçok yerde karşılaşmamız mümkündür. Bunlar yuvarlak çubuk mıknatıslar, dikdörtgen çubuk mıknatıslar, hardisk içinde kullanılanlar, nallar ve diskler olarak çeşitlendirilebilmektedir. Gün geçtikçe kullanımı artan kalıcı mıknatıs çeşitlerinin kullanım alanları:

• Rüzgar türbinleri
• Manyetik anahtarlama
• Sensörler
• Elektrik motorları
• Elektrik hızlandırıcıları
• Jeneratörlerdir.

Kalıcı mıknatısların en önemlisi olan neodyum mıknatıslar ise telefonlarda, bilgisayarlarda ve tabletlerde önemli bir rol oynamaktadır. Evimizde, iş yerlerimizde, parklarda hemen her elektronik eşya içerisinde kalıcı mıknatıslardan bir parça bulabilmek mümkündür.

Tavlama: Metal daha sonrasında tavlama olarak bilinen ikinci bir kontrollü ısıtma ve soğutma işlemine tabii tutulmalıdır. Tavlama işlemi, malzeme içindeki artık gerilmeleri gidermekte ve güçlendirmektedir.

Yüzey tamamlama ve mıknatıslanma: İstenen boyuttan fazlası yüzey tamamlama işlemi ile giderilmelidir. Sonrasında malzeme çok güçlü bir elektromıknatısın kutuplarının arasında yerleştirilmelidir. Verilen enerjiyle manyetik kuvvet kalıcı hale getirilmelidir.

Şimdiye kadar bilinen en güçlü mıknatıs türü nadir toprak mıknatısları. Bu mıknatıslar aynı zamanda sabit mıknatıslar. Ağırlıklı olarak ileri teknoloji endüstrisinde üretilen temiz enerjiler için kullanılırlar. Temiz enerjilere örnek vermemiz gerekirse; rüzgâr türbini jeneratörleri, elektrikli araç motorları en doğru örnekler olur.

Neodyum diğer adıyla Neodimyum bir tür nadir toprak elementi. Neodyum mıknatıs dediğimiz de ise nadir toprak mıknatısını kastetmiş oluruz.

Neden Daha Güçlü Bir Mıknatıs Arayışı?

Neodimyum mıknatıs yani nadir toprak mıknatısı, tahmin edeceğiniz üzere doğada bulunan bir mıknatıs türü. Peki, o halde neden daha güçlü bir mıknatısa ihtiyaç duyuldu? Öncelikle nadir toprak elementlerinin %95 gibi bir oranı Çin’de bulunuyor. Bu bilgiden sonra, 2010 yılında Çin Hükümeti’nin nadir toprak elementleri için ihracatı durdurduğunu da söylersek, sanırım neden başka bir alternatif arandığı sorusuna cevap vermiş oluruz.

Yapılan çalışmalarda, Demir ve Azot birleştirilerek Demir Nitrür mıknatısı elde edildiği söyleniyor.

Demir Nitrür Mıknatısının Avantajları Neler?

• Öncelikle Neodimyum mıknatıs diğer adıyla Neodyum mıknatıstan çok daha güçlü.
• Azot ve Demir’in maliyetleri nadir toprak mıknatısına kıyasla çok düşük.
• Hali hazırda kullanılan üretim teknikleri ile Demir Nitrür Mıknatısının üretimi mümkün.
• Sabit bir mıknatıs olan Demir Nitrür mıknatıslar çevreyle uyumlu mıknatıslardır.
• Neodyum mıknatısların kullanıldığı hemen hemen bütün alanlarda kullanılabilirler.

Demir Nitrür mıknatısının yanı sıra, sabit toprak mıknatısından daha güçlü başka bir mıknatıs daha var. Somarium Kobalt. SmCo olarak yazılan bu madde yüksek sıcaklıklarda Neodimyum mıknatısından daha fazla enerji yoğunluğuna sahip. Günümüzde SmCo mıknatısı da Neodyum mıknatısının kullanıldığı hemen hemen her alanda kullanılabiliyor.

Mıknatısların kullanım alanları diye yazdık, birkaç yerde. Peki, bu mıknatıslar hangi alanlarda kullanılıyorlar?

Mıknatısların Kullanım Alanları

1. Kulaklık ve hoparlör gibi ses cihazlarında elektrik sinyallerini sese dönüştüren manyetik bobin ve mıknatıslar bulunur.
2. Pervane ve fan gibi cihazlarda elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmek için mıknatıs kullanılır.
3. Enerji santrali jeneratörleri mıknatıs yardımıyla çalıştırılır.
4. Dondurucu ve buzdolabı gibi cihazların dışarıdan hava almasını önlemek için kapı contalarında mıknatıs kullanılır.

Yukarıda mıknatısların başlıca kullanım alanlarından bahsettik. Ancak daha pek çok sektörde mıknatıslar kullanıldığı gibi her geçen gün de yeni sektörlerde kullanılmaya başlanıyor.