相信大多數(shù)人都聽過磁懸浮列車,但乘坐過磁懸浮列車的人應該就比較少了,對它其中會用到哪些材料,可能就更不太了解了,今天小編就給大家科普一下。
上海磁懸浮列車(世界第一列商業(yè)運營專線)
磁懸浮列車是一種現(xiàn)代高科技軌道交通工具,它通過電磁力實現(xiàn)列車與軌道之間的無接觸的懸浮和導向,再利用直線電機產(chǎn)生的電磁力牽引列車運行,其主要技術系統(tǒng)原理包括三部分:①懸浮系統(tǒng)②推進系統(tǒng)③導向系統(tǒng)。其中懸浮系統(tǒng)是通過磁體“同名磁性相斥,異名磁性相吸”的原理來達到列車懸浮的效果,推進系統(tǒng)是通過永磁同步牽引電機來使得列車保持直線運動。那么這些磁體都是由什么材料組成的呢?其中,最重要的就是稀土永磁材料。
稀土永磁材料是以稀土金屬元素(釤,釹混合稀土金屬)與過渡族金屬(如鈷、鐵等)組成的合金,用粉末冶金方法壓型燒結,經(jīng)磁場充磁后制得的一種磁性材料,主要分為稀土鈷基永磁材料和稀土鐵基永磁材料。它們都具有以下特點:
(1)高的磁特性,如高的磁能積;
(2)直線退磁特性:它們的退磁曲線基本為直線,恢復線與退磁曲線相重合,可逆磁導率接近于1.0;
(3)耐溫高:燒結鈷基稀土永磁體的居里溫度可達850攝氏度,因此可適應高溫環(huán)境工作;
(4)溫度穩(wěn)定性較好。
因為其優(yōu)異的永磁特性,所以在磁懸浮列車中應用很多。永磁同步牽引電機,也就是磁懸浮列車的推進系統(tǒng),常采用釤鈷永磁體或者釹鐵硼永磁體。
雖然釤鈷永磁體的最大磁能積可達到35MGOe,居里溫度 670~850℃,使用溫度可高達500℃,但因鈷資源短缺,價格昂貴,大范圍商業(yè)化永磁牽引系統(tǒng)采用釤鈷磁體成本壓力較大,而釹鐵硼永磁體的理論最大磁能積為64MGOe,但其居里溫度為320~460℃,只有在150℃以下應用較廣泛。所以,由于制造原材料的成本高,使用條件較局限,導致磁懸浮列車的制造成本和運營成本都較昂貴。如何在較低成本的情況下制造出使用溫度范圍更廣的永磁體,這會是科研的一大難題。
中國第一條投入商業(yè)運營的磁懸浮專線------上海磁懸浮列車,采用常導磁吸式懸浮技術,利用車載磁體與軌道磁體間產(chǎn)生的排斥力和吸引力共同作用,從而產(chǎn)生向上懸浮力,達到使列車浮起來的效果,其中所用的磁體也為稀土永磁材料,如釹鐵硼永磁材料。甚至還有永磁調(diào)速器、永磁聯(lián)軸器、永磁懸浮軸承、永磁制動器等都用到了稀土永磁材料。可見,稀土永磁材料作為磁懸浮列車的磁體是必不可少的一類材料。
為了使稀土永磁材料的性能更加優(yōu)良,使用成本更低,我們需要不斷地創(chuàng)新,不斷地開發(fā),尋求性能更優(yōu)的新型永磁材料,提高和改善現(xiàn)有稀土永磁材料的磁性能,開展新工藝和新設備的研發(fā)。
粉體圈 編輯:華子
作者:粉體圈
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