Kleiner Neodym-Magnet für drahtlose Magnete
Seit dem iPhone 8 im Jahr 2017 hat Apple alle iPhone-Modelle mit drahtlosen Ladefunktionen ausgestattet. Sie ähnelt der kabellosen Lademethode anderer Handys. Der Ladevorgang beginnt, wenn das Gerät auf das kabellose Ladegerät gelegt wird.
Das kabellose Laden hängt von der Sendespule und der Ausrichtung der Empfangsspule ab, die bei einer zufälligen Platzierung nicht die beste Wirkung erzielen. Wenn sie schief platziert wird, führt dies zu Problemen wie einer geringeren Effizienz des kabellosen Ladens, der Unfähigkeit, die Leistung zu erhöhen, einem langsamen Ladevorgang, einer starken Erwärmung usw., was die Entwicklung des kabellosen Ladens behindert und auch Nachteile mit sich bringt.
Ausgehend von seinen Wurzeln, dem kleinen Neodym-Magneten, hat Apple eine neue magnetische Ladetechnologie MagSafe eingeführt, um die schlechte Erfahrung des traditionellen kabellosen Ladens, des kleinen Neodym-Magneten, zu lösen. iPhone 12 Mobiltelefone, peripheres Zubehör und Ladegeräte sind alle mit magnetischen MagSafe-Komponenten ausgestattet, um eine automatische Positionierung und Ausrichtung zu erreichen.
So funktioniert das magnetische Laden mit MagSafe
Eine perspektivische Ansicht des iPhone 12 zeigt die Komponentenstruktur des magnetischen Ladesystems MagSafe, eine einzigartige drahtgewickelte Spule, die einer höheren Empfangsleistung standhält, ein nanokristallines Panel zum Einfangen des magnetischen Flusses, einen kleinen Neodym-Magneten und eine verbesserte Abschirmschicht für einen sichereren kabellosen Empfang. schnelles Laden.Eine dichte Anordnung von Magneten ist um die kabellose Empfangsspule herum integriert, um eine automatische Ausrichtung und Adsorption mit anderem magnetischen Zubehör zu erreichen und so die Effizienz des kabellosen Empfangs zu verbessern.
Mit einem hochempfindlichen Magnetometer ausgestattet, reagiert es sofort auf Veränderungen der Magnetfeldstärke, sodass das iPhone 12 magnetisches Zubehör schnell erkennen und für das kabellose Laden vorbereiten kann.
Das magnetische MagSafe-Ladegerät unterscheidet sich deutlich von den herkömmlichen Ladegeräten, die verwendet werden. Das Metallgehäuse ist flach und rund und wird mit einem Stromversorgungskabel geliefert. Es ist klein und leicht. Wenn das iPhone 12 kleinen Neodym-Magneten platziert wird, springt die MagSafe magnetische Ladegerät direkt aufgrund der starken Magnetkraft, so dass ein "Klick"-Ton, automatisch mit dem magnetischen Ring auf dem Telefon ausrichten und fest adsorbiert es.
Die Sendespule und die Empfangsspule erreichen Millimeter, die für menschliche Hände unerreichbar sind. die Ausrichtungsgenauigkeit, wodurch eine hocheffiziente und leistungsstarke Aufladung erreicht wird.
Im Vergleich zum kabelgebundenen Laden ist das kabellose Ladesystem einfacher zu bedienen und kann jederzeit aufgeladen werden. Allerdings hängt der Prozess der Energieübertragung durch die Luft stark von der genauen Ausrichtung der Sende- und Empfangsspule ab. Apple hat die magnetische Technologie für das kabellose Laden eingesetzt, um das Problem des kabellosen Ladens zu lösen. Der kleine Neodym-Magnet lässt sich nur schwer ausrichten.
Es gibt keine Möglichkeit, es schief zu platzieren, was die Effizienz des kabellosen Ladens optimiert und es möglich macht, die Leistung des kabellosen Ladens zu erhöhen. Die kabellose Ladeleistung dieser Generation des iPhone 12 wurde von 7,5 W auf 15 W verdoppelt, was die Geschwindigkeit des kabellosen Ladens erheblich verbessert und die Kosten für das kabellose Laden reduziert. Wartezeit für den Benutzer.
Die bequeme Adsorption des magnetischen MagSafe-Ladegeräts kann die Spielbarkeit verbessern. Für Zubehör unterstützt magnetisches Laden auch den Qi-Standard für kabelloses Laden, was bedeutet, dass Dritthersteller ihre eigenen magnetischen kabellosen 7,5 W Qi-Standard-Ladegeräte und anderes Zubehör entwickeln können.
Dauermagnete in drahtlosen Qi-Ladegeräten
Qi überträgt Strom auf der Grundlage des Prinzips der elektromagnetischen Induktion. Das Grundprinzip des Stromübertragungssystems mit induktiver Kopplung ist in der Abbildung rechts dargestellt. Dieses System besteht aus einer Sendespule und einer Empfängerspule, die zusammen eine elektromagnetische Kopplungsspule bilden.
Der von der Sendespule übertragene Wechselstrom erzeugt ein Magnetfeld und induziert in der Empfängerspule eine Spannung. Diese Spannung kann zur Stromversorgung mobiler Geräte oder zum Laden von Batterien verwendet werden. Bei dieser Art von drahtlosem Ladegerät mit fester Position wird ein kleiner NdFeB-Permanentmagnet zur Positionierung verwendet, so dass das Endgerät in einer festen Position platziert werden kann, um die Ladeeffizienz zu maximieren.
Der kleine Neodym-Permanentmagnet, der in Apples magnetischem kabellosen Ladegerät, dem so genannten MagSafe, verwendet wird, ist wahrscheinlich ein Neodym-Magnet. Neodym-Magnete werden aufgrund ihrer starken magnetischen Eigenschaften und kompakten Größe häufig in kleinen elektronischen Geräten verwendet.
Diese kleinen Neodym-Magneten sorgen für die nötige Magnetkraft, um eine sichere Verbindung zwischen dem Ladegerät und kompatiblen Geräten zu gewährleisten, wie z. B. iPhone-Modelle, die mit der MagSafe-Technologie kleiner Neodym-Magnet ausgestattet sind. Der Magnet hilft bei der Ausrichtung des Ladegeräts mit dem Gerät für effizientes kabelloses Laden und ermöglicht bei Bedarf auch ein einfaches Abnehmen.
Der Begriff "kabelloser kleiner Neodym-Magnet" ist etwas zweideutig und kann sich je nach Kontext auf verschiedene Dinge beziehen. Hier sind ein paar Möglichkeiten:
Induktives Aufladen: Im Zusammenhang mit dem kabellosen Laden kann sich ein kabelloser Magnet auf einen kleinen Neodym-Magneten beziehen, der in Verbindung mit der induktiven Ladetechnologie verwendet wird. In Geräten wie Smartphones oder elektrischen Zahnbürsten können Magnete dabei helfen, das Gerät richtig auf das Ladepad oder die Basisstation auszurichten und so ein effizientes Aufladen zu gewährleisten. Diese kleinen Neodym-Magnete werden oft mit Spulen kombiniert, um ein elektromagnetisches Feld zu erzeugen, das den Strom kabellos überträgt.
Magnetische Anbringung: Eine andere Interpretation könnte ein kleiner Neodym-Magnet sein, der für die kabellose Befestigung verwendet wird, wie z. B. bei der MagSafe-Technologie von Apple. In diesem Fall ermöglicht der Magnet die drahtlose Befestigung von Zubehör oder Ladegeräten an kompatiblen Geräten. Diese Magnete sorgen für eine sichere und dennoch lösbare Verbindung, ohne dass physische Stecker oder Anschlüsse erforderlich sind.
Drahtlose Energieübertragung: Im weiteren Sinne könnte sich ein drahtloser Magnet auf jeden Magneten beziehen, der an drahtlosen Energieübertragungssystemen beteiligt ist. Dazu gehören Technologien wie die induktive Resonanzkopplung oder die magnetische Resonanz, kleine Neodym-Magnete, bei denen Magnete verwendet werden, um Magnetfelder zu erzeugen, die über kurze Entfernungen drahtlos Strom zwischen zwei Geräten übertragen.
Ohne weiteren Kontext ist es schwierig, die genaue Bedeutung des Begriffs "drahtloser Magnet" zu bestimmen, aber dies sind einige mögliche Interpretationen, die auf der allgemeinen Verwendung von kleinen Neodym-Magneten in drahtlosen Technologien basieren.
Im Vergleich zum traditionellen pulvermetallurgischen Verfahren hat das Gießen von NdFeB die beiden Hauptmerkmale der Magnetfeldorientierung und des Oxidationsschutzes. Der Formgebungsprozess bestimmt im Wesentlichen die Geometrie, Größe und Ausrichtung des Magneten und ist ein wichtiges Bindeglied bei der Herstellung von gesintertem NdFeB. Die Formgebung wird im Allgemeinen in zwei Kategorien unterteilt: Trockenpressen und Nasspressen.
1. Nassformung
Das Nassgießverfahren ist in der Funktionskeramik und anderen Bereichen weit verbreitet. Im Jahr 2001 verwendete Hitachi Mineralöl als Lösungsmittel und fügte das Tensid Methyloleat hinzu, um einen Hochleistungsmagneten mit Br = 1,46 T (14,6 kG) und 1,20 MA/m (15,1 kOe) herzustellen. Die Schmierwirkung der organischen Reagenzien kann die Fließfähigkeit und die Ausrichtung des Pulvers verbessern, wodurch ein kompakter Körper mit hoher Gleichmäßigkeit entsteht. Das Nassformverfahren ist jedoch komplex und äußerst ineffizient. Die große Menge an Lösungsmittel, die während des Sinterprozesses freigesetzt wird, beschädigt das Vakuumsystem, und der Restkohlenstoff beeinträchtigt auch die Leistung des Magneten, so dass die Nassformungsmethode nach und nach aufgegeben wird.
2. Trockengießen
Nach jahrelanger Praxis und Verbesserung durch die Fachleute für magnetische Werkstoffe hat sich das Trockengießen als bevorzugte Methode für die Massenproduktion durchgesetzt. Das Magnetpulver wird durch ein Magnetfeld in einem Formhohlraum mit einer bestimmten Form ausgerichtet, und der Eindringkörper wird geschlossen, um den Druck kleiner Neodym-Magneten zu vervollständigen. Mit zunehmender Dichte des Grünlings wird die Ausrichtung jedoch unweigerlich zerstört. Das Trockenpressen lässt sich je nach dem Verhältnis zwischen der Richtung des Magnetfelds und der Pressrichtung in Parallelpressen und Vertikalpressen unterteilen. Die vertikale Pressmethode ist weiter verbreitet, da sie die Orientierung des Pulvers weniger beeinträchtigt.
In China wird häufig eine zweistufige Pressmethode angewandt, d.h. die Dichte des Grünlings wird auf 3,8-4,1 g/cm3 gepresst, und dann wird eine gleichmäßige Druckreduzierung (ca. 180 MPa) angewandt, um die Dichte des Grünlings zu erhöhen (ca. 4,5 g/cm3), ohne das bestehende Orientierungsniveau zu zerstören. Auf diese Weise können verschiedene Arten von Formen wie automatische Formen und kombinierte Formen versucht werden kleine Neodym-Magnet, mit hoher Produktionseffizienz und stabile Leistung. Die Methoden des vertikalen Pressens, des isostatischen Pressens, des Nachschleifens und des Schneidens haben jedoch die folgenden Mängel:
(1) Aufgrund der Begrenzung des Verformungsgrades des Rohlings und der Oxidschicht ist die Bearbeitungszugabe des Rohlings groß und die Ausbeute gering;
(2) Das sekundäre Pressverfahren erfordert eine Vakuumversiegelung nach dem Grünling, was einen langen Prozesszyklus und einen geringen Automatisierungsgrad zur Folge hat;
(3) Der Orientierungsgrad wird während des Schließens der Form und des Pressvorgangs weiterhin beschädigt.
Die Hauptrichtungen für Verbesserungen sind derzeit: erstens, das isostatische Pressen abzuschaffen und eine automatisierte Produktion vom Formen bis zum Sintern zu realisieren; zweitens, druckloses Formen und andere Methoden zu verwenden, um die Orientierung weiter zu verbessern; außerdem hat das Produkt für fliesenförmige, ringförmige, dünne Bleche und verschiedene komplexe Formen ein Near-Net-Molding-Verfahren und ein verarbeitungsfreies Formverfahren entwickelt, um direkt Produkte herzustellen, die der Form des Endprodukts entsprechen oder nahe kommen.
1. Einmaliges Formgebungsverfahren
Durch die Erhöhung des Drucks in der Formpresse wird die Dichte des Grünlings auf über 4,2 g/cm3 erhöht, wodurch das isostatische Pressen entfällt. Nach dem Pressen durch die vollautomatische Formpresse wird er von einem Roboter automatisch in den Sinterkasten gestapelt und durch einen abgedichteten, mit Inertgas geschützten Kanal transportiert. In den kontinuierlichen Sinterofen wird der Ofen durch einen kleinen Neodym-Magneten mit Absperrschieber eingeführt, wodurch die Produktion automatisiert und die Arbeitskosten gesenkt werden. Der gesamte Prozess wird in einer sauerstoffarmen Umgebung durchgeführt, was der Stabilität des Prozesses und der Leistung förderlich ist.
2. Druckloses Gießen
Um eine Beschädigung des Orientierungsgrades während des Formgebungsprozesses zu vermeiden, wird die Orientierung in einem lockeren Zustand oder unter Mikrodruck durchgeführt, und die Form wird zum Vakuum- oder Hochdruck-Sintern verwendet. Dieses Verfahren stellt hohe Anforderungen an das Material der Form, die magnetische Permeabilität und die Rauheit der inneren Hohlraumwand. Da der Pulverspalt jedoch zu groß ist, ist es schwierig, das Pulver während des Sinterprozesses allein durch Kapillarwirkung zu verdichten, und es kann leicht schrumpfen und sich verformen.
3. Isostatisches Druckimpuls-Magnetfeld-Formen von Gummifolien
Die mit Magnetpulver gefüllte Gummiform wird in die Metallform eines kleinen Neodym-Magneten gelegt. Durch die Ausrichtung des pulsierenden Magnetfelds komprimiert der Metalleindringkörper den Gummifilm und das Magnetpulver. Aufgrund der Beschränkung des Metallformhohlraums dehnt sich die Gummiform in Richtung des inneren Hohlraums aus und übt ihren isostatischen Druck auf das Pulver aus.
Da es keine Relativbewegung zwischen der Innenwand des Formhohlraums und dem Pulver gibt, bleibt die Ausrichtung der Probe gut erhalten. Aufgrund der unterschiedlichen Härte und des Elastizitätsmoduls der Gummifolie und der Stahlform neigt der Pressling jedoch zu ungleichmäßiger Verformung.
4. Near-Net-Molding-Verfahren (Pressen aus einem Stück)
Die Magnetfeldausrichtung der Parallelpresse ist die gleiche wie die Pressrichtung, so dass der Grad der Beschädigung der Ausrichtung viel höher ist als bei der Vertikalpresse. Außerdem ist der Pressbereich des Produkts aufgrund der begrenzten Größe des Orientierungspols kleiner. Aufgrund der Vorteile des Vorschubs und der Orientierung kann das Parallelpressverfahren jedoch zylindrische, runde, sondergeformte und einteilige Produkte in einem Arbeitsgang formen und pressen. Es hat eine hohe Pressgenauigkeit und eine gute Konsistenz der magnetischen Eigenschaften, was die Verarbeitungszeit reduziert und die Materialausnutzung verbessert. .
Das einteilige Pressverfahren stellt jedoch höhere Anforderungen an die Fluidität des Pulvers, die Presse (Genauigkeit der Servosteuerung, Größe und Gleichmäßigkeit des Magnetfelds, automatische Pulververteilung usw.), die Form und den Sinterprozess.
