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銅は磁性を持つのか?その信頼性は…

赤いシャツを着た男性、クライヴ・チェンは、顎を手に乗せてカメラを見つめている。

著者

クライヴ・チェン

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著者について

共同創設者のプロフィール

ケンブリッジ大学およびロンドンメトロポリタン大学で学士号を取得。

中国の製造業における15年以上の国際販売の専門的リーダーシップ

グローバルサプライチェーンとアジアの精密製造能力を結び付ける実績のある専門知識。

私たちの基盤:

20,000平方メートルの垂直統合型先進生産施設

50台以上の国際ブランドのCNC加工センター(マザック、GF、ミ​​クロン)

業界をリードする±0.001mmの公差基準

 AS9100/IATF 16949認証品質システム

磁石を銅管に近づけても何も起こりません。くっつきません。
同じ磁石を落とすと   銅パイプでは、魔法のようなことが起こります。 スローモーションで浮かび上がります。

だから、 磁気?
短い答えは次のとおりです。 いいえ。
エンジニアリングの答えは次のとおりです。 反磁性なのでさらに便利です。

EVモーター、磁気ブレーキシステム、RFシールド筐体を設計する場合、この違いを理解することは非常に重要です。物理学と 製造 分野の様々なアプリケーションで使用されています。

この画像は銅の微妙な磁気特性を示す科学実験を示しているようです。

磁気の3つの種類

銅を理解するには、 電子 シェル。

1. 強磁性体(鉄、ニッケル、コバルト)

  • 動作: 磁石に強く引きつけられます。それ自体が永久磁石になることもあります。
  • 理由: それらの不対電子は外部フィールドときれいに一列に並びます。

2. 常磁性(アルミニウム、プラチナ)

  • 動作: 非常に弱い吸引力です。観察するには通常、高感度の実験装置が必要です。
  • 理由: これらには不対電子がいくつかありますが、熱エネルギーによってそれらはかき混ぜられます。

3. 反磁性(銅、金、銀、鉛)

  • 動作: 撃退された 磁場によって。
  • 理由: 銅は外側の電子殻が満たされているため、磁場を嫌います。磁石を銅に近づけると、小さな反対方向の磁場が発生し、銅を押し返します。
  • 現実: 反発力は非常に弱いので手で感じることはできませんが、確かに存在します。

マジックトリック – レンツの法則(渦電流)

ここがエンジニアにとって利益が上がるところです。
銅は磁性を持たない 静的にしかし、反応性が非常に高い 運動学的に.

実験: ネオジム磁石を銅管の中に落とします。
結果: 重力によると0.5秒で落ちるはずなのに、実際には4秒もかかっています。

なぜ?(レンツの法則)

  1. モーション: 移動する磁場が導体(銅)を通過します。
  2. 誘導: この変化する磁場は銅の中に電流を誘導します。これらは 渦電流.
  3. 対戦相手: これらの渦巻く流れは 自分の 磁場。
  4. ブレーキ: レンツの法則によれば、この新しい磁場は磁石の磁場と完全に反対の方向を向き、磁石の運動に抵抗します。

用途: 磁気ブレーキ
ジェットコースターや高速列車用の巨大な銅ディスクを機械加工しています。接触せずに停止させる必要がある場合(摩擦ブレーキ)、回転する銅ディスクの近くに磁石を押し付けます。渦電流が抗力を生み出し、摩耗することなくスムーズに列車を停止させます。

高周波シールド用銅(ファラデーケージ)

銅は導電性が高いので、 RFI / EMIシールド.

敏感な電子機器(医療用 MRI やスパイ衛星コンポーネントなど)がある場合は、外部の電波を遮断する必要があります。
電波は単に振動する電磁場です。

電波が銅製の筐体に当たると、次のようになります。

  1. 波は通過しようとします。
  2. 銅はエネルギーを吸収し、それを表面上の電子の流れ(電流)に変換します。
  3. 波は接地されるか反射されます。

Cliveのデザインのヒント:
シールドについては、 継続が鍵.
シールドボックスの設計図を送っていただく場合は、蓋とボックスに導電性のガスケット経路があることを確認してください。隙間があると、電波が水のように漏れてしまいます。 クロメート処理(アロジン) アルミニウム/銅部品に塗布して、腐食を防ぎながら導電性を維持します。 しないでください シールド表面を陽極酸化処理する! (陽極酸化処理は絶縁体です)。

この画像は、銅と強い磁性を持つ金属との間の明確な視覚的コントラストを示しています。

スクラップの選別 - 「磁石テスト」

ソフトウェア設定ページで、下図のように ショップフロア「マグネットテスト」は当社で最も迅速な品質チェックです。

シナリオ: 私たちは、さまざまな「イエローメタル」チップの入った箱を持っています。その中には真鍮、青銅、銅ニッケルなどがあります。

  • 真鍮/ブロンズ: 一般的に非磁性です(鉄含有量が多い場合を除きます)。
  • モネル(ニッケル銅): 一部のグレードはわずかに磁性があります。
  • メッキ: 場合によっては、「銅」部品が実際には銅でメッキされた鋼であることがあります。

テスト:
Status 磁石スティック 硬い:鋼鉄(メッキ)だから廃棄しろ。
磁石がわずかに引っ張る場合:ニッケルまたは特定の ステンレス鋼 (加工硬化304)。
引っ張り力がゼロの場合: 純銅、真鍮、または 316 ステンレスです。

不純物は重要です(ベリリウム銅)

銅合金が奇妙な特性を示す例外が 1 つあります。
ベリリウム銅(BeCu)。

非磁性ですが、 鋼鉄のように強い.

  • 使用事例: 石油掘削装置および炭鉱用のツール。
  • どうして? スチールレンチを落とすと、火花が散ります。ドカン!ベリリウム銅レンチを落としても火花は散りません(非発火性)。しかも非磁性です(磁気センサーを作動させません)。

加工に関する警告: ベリリウムの粉塵は有毒です。HEPAフィルターを完備し、湿式で加工いたします。ガレージでは使用しないでください。

これは、太い銅線の大きな束のクローズアップの芸術的なショットです。

結論:「反磁石」を使う

つまり、銅は磁性を持たないということです。そして、まさにそれが私たちが銅を愛する理由です。

以下の目的で使用します:

  1. 列車を停止する (渦電流ブレーキ)。
  2. 電波を遮断する (EMIシールド)
  3. 爆発を防ぐ (非発火工具)

磁気を設計する場合 アセンブリ、シールドエンクロージャ、または高伝導性バスバーなどには、精密に機械加工された銅が必要です。
C11000(ETP)、C10100(無酸素)、C17200(BeCu)を取り扱っております。

参考文献と物理学の情報源

  1. 電磁気学の基礎:
  2. シールド基準:
  3. 材料の安全性:

 

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