Los imanes de varilla, los "corredores de fondo" del mundo magnético, se han convertido en componentes indispensables en diversas industrias y aplicaciones, desde altavoces, sensores y motores hasta equipos de magnetoterapia, gracias a su clara dirección del campo magnético, buena distancia de acción axial, excelente estabilidad y economía. Si bien pueden ser superados por imanes modernos más potentes en términos de fuerza magnética absoluta, imanes de varilla Siguen siendo una opción irreemplazable y práctica en áreas que requieren direccionalidad, larga distancia de acción, alta estabilidad de temperatura y bajo costo.

¿Qué es una barra magnética?

Una barra magnética, como su nombre indica, es un imán permanente largo (cilíndrico o cuboide). Es una de las formas más básicas e intuitivas de la familia de los imanes permanentes. Sus principales propiedades físicas son:

* Distribución clara de polos: Los dos extremos de la barra forman un Polo Norte (N) y un Polo Sur (S) estables, que son las zonas con mayor fuerza magnética.

* Directividad del campo magnético: El campo magnético se extiende principalmente a lo largo del eje longitudinal de la barra, formando una línea de flujo magnético clara y cerrada entre los dos polos. El campo magnético en la zona media de la barra es relativamente débil.

* Composición del material: El material más común es la ferrita (imán cerámico) debido a su bajo costo, buena resistencia a la corrosión y estabilidad. El neodimio-hierro-boro (NdFeB) o el aluminio-níquel-cobalto (AlNiCo) se utilizan en aplicaciones de alto rendimiento, lo que puede proporcionar una mayor fuerza magnética.

Rendimiento central y encanto único

1. Campo magnético dirigido, claro y controlable: Su estructura de tira larga guía naturalmente la dirección del campo magnético, y los dos polos son claros, lo que lo hace muy ventajoso en aplicaciones que requieren fuerza magnética en una dirección específica (como sensores, agitación magnética).

2. Equilibrio entre fuerza y ​​tamaño: aunque la fuerza magnética por unidad de volumen puede no ser tan buena como la de algunos imanes compactos (como los imanes cuadrados), al aumentar la longitud, se puede lograr un rango magnético significativo en una dirección específica.

3. Fuerte y duradero: especialmente las varillas de ferrita sinterizadas, que tienen una excelente resistencia a la corrosión, estabilidad de temperatura (la temperatura de funcionamiento puede alcanzar los 250 °C o incluso más) y dureza física, no son fáciles de desmagnetizar y tienen una larga vida útil.

4. Económico y práctico: los imanes de varilla de ferrita son uno de los imanes permanentes más rentables y son adecuados para aplicaciones a gran escala.

¿Cómo hacerlo?

Hay dos procesos principales para fabricar imanes de varilla:

1. Proceso de sinterización (corriente principal):

* Mezcla de materia prima: Mezcle ferrita (SrFe12O19 o BaFe12O19) o polvo magnético de tierras raras (como NdFeB) con un aglutinante, etc.

* Prensado: La mezcla se prensa en un molde con forma de varilla bajo un intenso campo magnético. La orientación del campo magnético es un paso clave, ya que permite que el eje de magnetización de las partículas de polvo magnético se alinee a lo largo de la varilla, lo que le confiere anisotropía (es decir, que las propiedades magnéticas son óptimas a lo largo de toda su longitud).

* Sinterización a alta temperatura: La lámina verde prensada se sinteriza y solidifica en un horno de alta temperatura (aproximadamente 1200-1300 °C para ferrita y aproximadamente 1000-1100 °C para NdFeB) para formar una estructura microcristalina densa.

* Magnetización: La "lámina verde" enfriada se coloca en un campo magnético pulsado ultrafuerte para magnetizar y activar su magnetismo.

* Tratamiento y pruebas de superficie: Se puede aplicar un revestimiento (como epoxi, zinc, níquel) para mejorar la resistencia a la corrosión, seguido de estrictas pruebas de rendimiento magnético, de apariencia y dimensional.

2. Proceso de unión:

* Mezcla de polvo magnético (como ferrita, NdFeB o SmCo) con plástico (como nailon, caucho) o resina.

* Fabricado en forma de varilla mediante moldeo por inyección o moldeo por compresión.

* Las ventajas son que se pueden fabricar formas complejas, alta precisión dimensional y buena tenacidad; las desventajas son que las propiedades magnéticas suelen ser inferiores a las de los imanes sinterizados del mismo material y la resistencia a la temperatura es deficiente.

Ubicuo:

Los imanes de barra son activos en muchos campos debido a su forma única y rendimiento estable:

* Educación y demostración: una ayuda didáctica clásica para las aulas de física para demostrar polos magnéticos, líneas de campo magnético e interacciones magnéticas.

* Detección y detección industrial:

* Sensores magnéticos: se utilizan para detectar la posición, la velocidad y la velocidad de rotación (como los sensores de velocidad de las ruedas ABS de los automóviles).

* Interruptores magnéticos de puertas: El componente principal para detectar el estado abierto y cerrado de puertas y ventanas en los sistemas de seguridad.

* Separadores magnéticos: Absorben y eliminan impurezas ferromagnéticas en el reciclaje, la minería y el procesamiento de alimentos.

* Electrónica y electricidad:

* Altavoces/receptores: Componentes clave para proporcionar un campo magnético constante dentro de los altavoces dinámicos tradicionales.

* Motores de CC: se utilizan imanes de varilla en algunos motores de CC pequeños (como motores de juguete) para proporcionar un campo magnético de estator.

* Agitadores magnéticos: El núcleo del agitador (a menudo envuelto en teflón) es la barra magnética, que es impulsada por un campo magnético giratorio en el fondo del vaso de precipitados.

* Necesidades diarias: cortinas magnéticas para puertas, cierres para cajas de herramientas, ganchos magnéticos, etc.

* Investigación médica y científica: También se utilizan en algunos equipos experimentales y equipos sencillos de magnetoterapia (debe destacarse su cientificidad y estandarización). Incluso se pueden encontrar en algunos componentes iniciales o auxiliares de los sistemas de resonancia magnética (RM).