بعد از شنیدن نام آهن ربا اولین تصویری که به ذهن مان می آید، بازی‌های کودکانه‌مان است. ربایش و گرانش نیروی ناپدید بسیار جالب‌ توجه بود. جالب‌تر این‌که آینده نیز در دسترس نیرویی الکترومغناطیس است. نیرویی که با موتورهای الکتریکی دورانی و خطی به حیاط ادامه می­ دهد. البته تمامی موتورهای الکتریکی از آهن‌ربای دائمی استفاده نمی‌کنند ولی بیشتر از نیمی از آن‌ها از آهن‌رباهای دائمی استفاده می‌کنند.

تاریخچه آهن ربا

آهن‌ ربا انواع مختلفی دارد. از اولین نوع که پیش از میلاد مسیح در معادن سنگ‌آهن به‌صورت طبیعی یافت می‌شدند، این آهن‌ رباها مگنتیت (Fe_۳O_۴) نام داشتند و چون از معادن منطقه مگنزیا استخراج می‌شدند به مگنت (لغت امروزی آهن‌ربا در زبان انگلیسی) شهرت یافتند. البته اولین کاربرد آهن‌ربا در قطب‌نماها بود. بعدها پیتر پرگرینوس دریافت که آهن‌ربا دارای دو قطب است و بعدها با قرار دادن آهن گداخته نزدیک این کانی آهن‌ربا درست می‌کردند.

سپس فارادی مطالعاتی انجام داد که حاصل آن تقسیم مواد به دو دسته پارامغناطیس که خاصیت طبیعی مغناطیسی دارند و جذب میدان مغناطیسی می‌شوند و دیامغناطیس که میدان مغناطیسی در آن‌ها نفوذ نمی‌کند، است. البته نوع سومی نیز وجود داشت که مواد فرو مغناطیس بود که با دور کردن میدان مغناطیسی از آن‌ها، همچنان خاصیت مغناطیسی در آن‌ها تا مدت کوتاهی حفظ می‌شد. مانند آهن، نیکل و کبالت.

انواع امروزی آهن‌ رباها

بعد از کشف مواد فرو مغناطیس و ترکیب آن‌ها با دیگر مواد و قرار دادن در میدان مغناطیسی القایی آهن‌رباهای گوناگونی به‌دست‌آمده است. اولین نوع آن‌ها انواع آلیاژی فولادی بودند که قدرتی در حدود ۲.۴ کیلوژول بر مترمکعب داشتند و با ترکیب آلومینیوم، نیکل و کبالت با آهن گروهی به نام آلنیکو به دست آمد و قدرتی در حدود ۸۰ کیلوژول بر مترمکعب داشتند.

هم‌زمان با آهن‌ رباهای آلیاژی انواع فریتی یا سرامیکی نیز اختراع شد که تنها مزیت آن‌ها قیمت پایین آن‌ها بود و امروزه هم بیشتر در صنایع کوچک کاربرد دارند.

 گروه بعدی آهن ربا با کف عنصر کمیاب ساماریوم بودند. این مواد به‌وسیله ترکیب با کبالت توانستند تا قدرت ۲۵۰ کیلوژول به مترمکعب برسند. البته در اواخر سال ۲۰۰۰ نوع جدید آن از ترکیب ساماریم آهن و نیتروژن تولید شده است که تا قدرت ۴۰۰ کیلوژول بر مترمربع نیز رسیده است ولی تا به امروز تجاری نشده‌اند.

و اما نوع نئودیمیم که پرقدرت‌ترین آهن‌ربای تجاری امروز است؛ این آهن ربا با ترکیب نئودیمیم-آهن-بور تشکیل و توسعه‌یافته است و تا به امروز به بیشینه قدرت ۵۱۲ کیلوژول بر مترمکعب رسیده است.

کاربری

اولین و پرکاربردترین کاربری آهن‌ رباها در ماشین‌های الکتریکی و به خصوص موتورهای بدون جاروبک است، یکی دیگر از کاربردهای امروزه صنعت صوت است. تمامی بلندگوها دارای یک آهن‌ربای قوی هستند. همچنین سونار ها و فرستنده‌های امواج الکترومغناطیسی نیز از آهن‌رباها استفاده می‌کنند، در صنعت ذوب و ریخته‌گری نیز و حتی در موارد جدید جوشکاری برای نفوذ بهتر از آهن‌رباها نیز استفاده می‌نمایند.

زمینه‌های تولید در کشور

در میهن عزیزمان نمونه‌های سرامیکی کم‌ و بیش تولید شده و می‌شوند. ولی نمونه پرمصرف آن یعنی نوع نئودیمیم و انواع ساماریوم جدید چندان جدی گرفته نشده‌اند و تا به امروز وارد می‌شوند، باید در نظر داشت اگر روزی صنایع موتور الکتریکی مخصوص خودرویی بخواهد به سمت آینده حرکت کند، در این راستا هیچ حرکتی انجام‌ نشده و تقریباً یک بازار بکر وجود دارد و تنها نیازمند به مواد اولیه است. مواد اولیه‌ای که محتمل در این مرز و بوم موجود و خالص نشده است.

فرآیند تولید آهن ربا

فرآیند تولید به‌صورت متالورژی پودر بوده و مواد بعد از ترکیب باهم فشرده‌شده ولی دیگر به کوره نخواهند رفت و به‌ وسیله یک سرامیک روکش می‌شوند و بعد از آن در دستگاه مغناطیسی و تحت میدان مغناطیسی شدید به آهن ربا تبدیل می‌شوند.

مجله اینترنتی تحلیلک