Ứng dụng của vật liệu từ

Mở đầu• Vật liệu từ có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực đời sống, khoa học công nghệ… • Vật liệu từ giúp các thiết bị điện phát huy tối đa khả năng của nó... Nam châm vĩnh cữu đư

Ứng dụng của vật liệu từ

Lớp: LL và PP dạy học bộ môn Vật lí

Khóa: 24

Nhóm thực hiện: Nhóm 4

Mở đầu

• Vật liệu từ có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực đời sống, khoa học công nghệ…

• Vật liệu từ giúp các thiết bị điện phát huy tối

đa khả năng của nó.

1.Ứng dụng của vật liệu từ

cứng(sắt từ cứng)

Vật liệu sắt từ cứng có những ứng dụng nào?

Nam châm vĩnh cữu (được tạo bởi hợp kim AlNiCo gồm

là nhôm, niken và côban , có thể có thêm đồng, titan hoặc được làm từ các gốm ferrite, hoặc đất hiếm là tổ hợp của 2 loại vật liệu từ mềm và vật liệu từ cứng… )

Chế tạo nam châm vĩnh cữu

Chế tạo nam châm vĩnh cữu như thế

nào?

• Cách 1: Công nghệ luyện kim kinh điển:

đúc(trên nhiệt độ cao nóng chảy) và biến dạng dẻo.

• Cách 2: Công nghệ luyện kim bột (phương

pháp gốm): ép thiêu kết và kết dính.

Công nghệ chế tạo nam châm vĩnh cữu

Cách 1: Đúc nam châm

Bước 1: tạo ra các khuôn bằng cát để tạo hình dạng cho nam

châm

Bước 2:nấu chảy hỗn hợp kim loại gồm: Cu; Coban, Niken,

Nhôm, Sắt, Titan nhiệt độ cao hơn 1.600oC Hỗn hợp kim loại nóng được đổ vào khuôn đã đúc sẵn.

Cách 1: Đúc nam châm

Bước 3: lấy nam châm ra khỏi khuôn và làm nguội.

Cách 1: Đúc nam châm

Bước 4: Tạo ra từ tính cho nam châm vĩnh cửu bằng dòng điện một chiều

Cách 1 :Đúc nam châm

Bước 1: nghiền hỗn hợp các kim loại thành dạng bột.

Cách 2: Luyện kim bột: ép thiêu kết và kết

dính tạo nam châm

Bước 2: đổ hỗn hợp

bột kim loại vào

khuôn ép, ép ở áp suất

cao.

Cách 2 :Luyện kim bột: ép thiêu kết và kết

dính tạo nam châm

Bước 3: đem nung thiêu kết tại nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của các kim loại thành phần.

Cách 2 :Luyện kim bột: ép thiêu kết và kết

dính tạo nam châm

• Bước 4: tạo từ tính cho nam châm

Cách 2 : Luyện kim bột: ép thiêu kết và kết

dính tạo nam châm

Nam châm vĩnh cữu

có vai trò như thế nào trong đời sống và

kỹ thuật?

Nam châm vĩnh cữu - vật liệu không thể thiếu

trong cuộc sống

Các ví dụ về ứng dụng của nam châm vĩnh cữu

Xe hơi

Môtơ khởi động, hệ thống phanh chống khóa (ABS), môtơ điều khiển gạt nước, các bơm phun, Quạt và điều khiển của sổ Chỗ ngồi , loa, phanh bằng dòng xoáy, máy phát điện xoay chiều

20

Các thiết bị điện tử

Các cảm biến, Các công tắc không tiếp xúc, Các phổ kế NMR, Đĩa đo năng lượng, Các thiết bị biến đội điện –cơ, Các ống dẫn trường chéo nhau, Dụng cụ họat động chuyển dòng, Thiết bị hãm

Công nghiệp.

Môtơ DC cho các dụng cụ từ tính, Robot, Các thiết bị tách từ cho việc tách kim loại và quặng, Các vật mang từ, các máy nâng, Các bộ hãm và khớp nối, Các thiết bị đo

Thiên văn và không gian

Các vật mang không ma sát, Các môtơ bước, Các liên kết cặp, Thiết bị, các ống truyền sóng, La bàn tự động

Phẫu thuật sinh học

Hàm răng, Nha khoa, Khoa chỉnh hình, Lành vết thương, trét

lổ thủng dạ dày, Các vòng đai đẩy, Trái tim nhân tạo từ động, Thiết bị quét cơ thể cho Chụp ảnh cộng hưởng từ(MRI)

21

Các ví dụ về ứng dụng của nam châm vĩnh cữu

2.Ứng dụng của vật liệu từ

mềm(sắt từ mềm)

Vật liệu sắt từ mềm có những ứng dụng nào?

Lõi máy biến áp

Lõi máy biến áp được làm

bằng vật liệu từ mềm

permalloy (là hợp kim

của niken và sắt hay tôn

Silic (là hợp kim

của sắt với Silic, có thể

chứa thêm nhôm)

Cuộn cảm

Cuộn cảm gồm một

số vòng dây quấn lại

thành nhiều vòng, dây

quấn được sơn cách

điện, lõi cuộn dây là

vật liệu dẫn từ mềm

như ferrite mềm hay

lõi thép kĩ thuật.

Lõi dẫn từ của nam châm điện

Lõi dẫn từ của nam châm điện là các vật liệu từ mềm và thỏa mãn các yêu cầu:

cơ học thành điện năng bằng cách di chuyển một dẫn thông qua một từ trường.

Y học : Bệnh viện sử dụng hình ảnh cộng hưởng từ để tại chỗ các vấn đề trong bộ phận cơ thể của bệnh nhân mà không cần phẫu thuật xâm lấn.

Đồng hồ, cảm biến, thiết bị lò vi sóng, thiết bị điều khiển tự động, hàng không, vũ trụ, công nghệ quân sự, …

3.Ứng dụng của vật liệu ghi từ

4.Ứng dụng của vật liệu từ giảo

Cảm biến từ giảo

• Cấu tạo: sử dụng vật liệu sắt từ để xác định vị trí của một nam châm dịch chuyển theo chiều dài của nó

• Nguyên tắc: từ trường tác dụng lên những vật liệu

từ gây ra sự thay đổi về kích thước hoặc hình dạng Những nguyên tố thường được dùng trong cảm biến

từ giảo là các kim loại như sắt, côban, niken…

MÁY CẢM BIẾN SIÊU ÂM TỪ GIẢO

Ứng dụng của vật liệu từ giảo

Vật liệu từ giảo được ứng dụng trong các linh kiện, thiết

bị chuyển đổi điện - từ - cơ cả ở dạng các vật liệu dạng khối

và vật liệu dạng màng mỏng:

Các cảm biến từ trường (dựa trên tổ hợp từ giảo-áp điện)

Các cảm biến đo gia tốc, cảm biến cơ đo dịch chuyển cơ học Các máy phát siêu âm - từ giảo

Các linh kiện vi cơ trong các bộ vi cơ điện tử

5 Ứng dụng vật liệu từ có cấu trúc nano

Y học: Dẫn truyền thuốc

Thuốc được liên kết với hạt nano có tính chất từ, bằng cách điều khiển từ trường

để hạt nano cố định ở một vị trí trong một thời gian đủ dài để thuốc có thể

khuyếch tán vào các cơ quan mong muốn.

Hạt

nano

: Phân tử thuốc kết hợp ở vỏ hạt

: Phân tử thuốc được chứa bên trong hạt

: phân tử thuốc

-Dán nhãn cho tế bào bằng các hạt nano từ.

-Phân tách các tế bào được dán nhãn bằng các dụng cụ phân tách

Y học: Phân tách chọn lọc tế bào

Sơ đồ đơn giản về cơ phân tách tế bào

Kết luận

Nhấn mạnh hơn nữa vai trò to lớn của vật liệu

từ đối với đời sống, khoa học, kỹ thuật….