永磁场在陶瓷产品生产中应用

2017-10-23 08:35| 发布者: 尚助磁业| 查看: 172| 评论: 0

永磁材料和电磁器件产生的磁场源,除了有本质的区别,它们对于磁场的应用都有着不同的贡献。电磁器件产生的磁场,由于自身功率,输入的电流、电压较大,以及长时间通电,造成线圈发热损耗,磁场强度峰值高度产生一定的变化,且整流电路易发生故障,容易产生“死机”现象,其后果对产品质量影响较大。而永磁材料产生的磁场,可以通过磁路设计,提供一个恒定的磁场(即在很长的时间内,磁场强度不发生变化)。近年来,利用磁场(永久磁场、电磁场)对陶瓷原料的铁磁性物质进行磁选处理,是人们早已熟悉的一种清除铁磁性物质的加工手段。但如何用得更好、更精,就需要对磁场及铁磁性物质有进一步的了解。另外,在陶瓷原料的加工过程中,对其使用的水进行磁化处理,有利于陶瓷制品的成型和烧成,并在大规模生产中应用。

一、陶瓷原料的除铁
也许有人要问,陶瓷原料里面的“铁”是什么?
物质的磁性,可分为四大类:①铁磁性;②准铁磁性;③顺磁性;④抗磁性。当磁化率为负值时,这种物质的磁性表现为抗磁性。当相对磁化率为正值,但又比1小的时候,显示顺磁性的物质称为顺磁性;当相对磁化率远远大于l的物质称为铁磁物质,且该物质所显示磁性称为铁磁性。准铁磁性的特殊情况,不在这里叙述。由此看来,当组成物质的原子不具有磁矩时,可以说成抗磁性。当原子磁矩不等于零,其间又没有相互作用,而且磁场等于
零时,原子磁矩的方向完全处于无规则状态,这就是顺磁性。若原子之间存在着相互作用,原子磁矩处于平行排列状态,这就是我们所说的铁磁性。
我们说的陶瓷原料中的“铁”,就是这种铁磁性“铁”。只有这种铁可以通过磁场从陶瓷原料中清除干净。
陶瓷原料在生产过程中,通过各种设备多级的机械破碎,以及长时间的球磨,产生很多微米级的铁粉,我们称这种铁粉为“机械铁粉”,这种铁粉和陶瓷原料混合在一起,烧成后的产品存在黑色斑点,对陶瓷制品的质量影响很大,可见在陶瓷原料中除铁的重要性。
目前,工业生产中除铁分为两大类:干法除铁和湿法除铁。干法除铁主要是针对微米级的粉末进行除铁,以及陶瓷制品的成型前压机和模具保护的除铁(皮带输送过程中)。但是微米级的干粉由于表面积增大,给清除过程增加了难度。湿法除铁是最理想的除铁方法。我们做过大量的试验工作:选择高性能的磁钢,其技术参数为:br≥1.22t,hc≥907ka/m,(bh)≥287kj/m3,从实际工作需要,设计出一种磁路,工作点的磁场强度大于4500高斯(表场),磁场强度相对恒定不变,工作点越多越好,工作面积越大越好。为什么强调工作点和工作面?由于水分子表面张力大,加上微米级的原料表面积增大,陶瓷原料和水混合后,造成泥浆的亲和力增强,如果没有足够高的磁场强度,足够多的磁场工作点和作面积,那就难以把铁清除干净。一般来说有2米至4米磁选流程就足以把铁磁性物质清理干净。如果只是强调和追求高磁场,而牺牲磁场的工作点和工作面积,这是不可取的。所以一个好的磁场源必须磁场强度相对稳定和恒定,磁场工作点多,磁场工作面积大,才不失为一个好的磁路,这就要求有科学的合理的磁路设计。

二、磁化水与陶瓷原料  
磁化水就是水在流动过程中切割磁力线而被磁化,称之为磁化水。水分子是一个缔合体,一定的分子基团和能量子同时出现的缔和体产生共振是完全可能的,水的性质随着磁场变化呈周期性的变化,并改变系统的结构特性。对于流动的水,每一种离子经过磁场的运动轨道代表自己的运动方向。从一个点的运动旋转为一个平面的运动,在相互面对面的旋转时发生了氢氧根离子和水和氢离子的分离。水属于极性分子,一个水分子是一个电偶极子,n个分子是n个电偶极子的复合体系。当这种水分子受到磁场的作用时电偶极子在磁场中旋转方向和程度不一致,使n个水分子中n数量变小从缔合体变成简单的水分子。磁化水和沸点时的水的内部变化相似,随n数量的变小,水的流动性就增大,这是普通水所没有的特性。
几年来,我们把磁化水和陶瓷原料混合物作了大量的试验。试验的结果非常理想,试验结果说明:
(1)水中悬浮粒子的粘结过程决定于其水合程度和它们表面电动电位的大小。水经磁化后再向水中加入固体粒子其凝聚作用是不同的。经磁化后使得凝聚作用加强,有利于干燥成型后不易变形,裂纹较少,试验样品经焙烧后的强度增加21.8%,密度提高0.5克/厘米3,孔隙度有所降低。 
(2)磁化水溶解能力具有松弛的结构,在球磨过程中,随时间延长,球磨机内的原料混合物的温度升高,此时对无机物质有较好的溶解,明显溶解于磁化水中,导致形成更加完善的粘土分散物的凝结和结晶结构,提高了凝结结构的特点。常用水的陶瓷原料混合物,焙烧后无明显形成晶相轮廓,而使用磁化水的陶瓷原料混合物经过焙烧后调整了晶相,并促进结晶增大。
(3)蒸发效应给生产带来明显的经济效益。在常压高温条件下,按水的体积和质量测定蒸发速度,磁化水的蒸发速度比未经处理的普通水蒸发速度快12%,没有暴露裂纹。这些数据证明了经磁化处理的水有提高烘干速度和烧成速度的作用。
综上所述,在应用磁化水的条件下,明显改变了使用普通水的结果:增加产品强度,减少产品孔隙度。提高了产品质量,增加了经济效益,有着非常多的好处。
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