المواد المغناطيسية الأرضية النادرة
عند مغنطة مادة ما في مجال مغناطيسي، فإنها تستطيل أو تقصر في اتجاه المغنطة، وهو ما يُسمى بالانقباض المغناطيسي. تبلغ قيمة الانقباض المغناطيسي للمواد الانقباضية المغناطيسية العامة 10-6-10-5 فقط، وهي قيمة ضئيلة جدًا، لذا فإن مجالات تطبيقها محدودة أيضًا. ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، وُجد أن هناك مواد سبائكية في سبائك الأتربة النادرة أكبر بمقدار 10-2-103 مرات من الانقباض المغناطيسي الأصلي. يُطلق على هذه المادة ذات الانقباض المغناطيسي الكبير اسم مادة الانقباض المغناطيسي العملاقة للأتربة النادرة.
المواد المغناطيسية العملاقة للأتربة النادرة (REGMM) هي نوع جديد من المواد الوظيفية، طُوِّرَت حديثًا في دول أجنبية في أواخر ثمانينيات القرن الماضي. وتُشير بشكل رئيسي إلى مركبات بين معدنية قائمة على الحديد والأتربة النادرة. يتميز هذا النوع من المواد بقيمة مغناطيسية أكبر بكثير من الحديد والنيكل ومواد أخرى. في السنوات الأخيرة، ومع الانخفاض المستمر في تكلفة منتجات المواد المغناطيسية العملاقة للأتربة النادرة (REGMM) والتوسع المستمر في مجالات تطبيقها، ازداد الطلب عليها في السوق بشكل كبير.
تطوير المواد المغناطيسية الأرضية النادرة
بدأ معهد بكين لأبحاث الحديد والصلب أبحاثه في مجال تكنولوجيا تحضير GMM في وقت سابق. في عام ١٩٩١، كان أول من حضّر قضبان GMM في الصين وحصل على براءة اختراع وطنية. بعد ذلك، أجرى المزيد من الأبحاث والتطبيقات على محولات الصوت تحت الماء منخفضة التردد، وكشف تيار الألياف الضوئية، ومحولات اللحام بالموجات فوق الصوتية عالية الطاقة، وغيرها، وطُوّرت تكنولوجيا ومعدات إنتاج GMM متكاملة وفعالة مع حقوق ملكية فكرية مستقلة وبطاقة إنتاجية سنوية تبلغ أطنانًا. وقد تم اختبار مادة GMM التي طورتها جامعة بكين للعلوم والتكنولوجيا في ٢٠ وحدة محليًا ودوليًا، وحققت نتائج جيدة. كما طورت شركة Lanzhou Tianxing خط إنتاج بطاقة إنتاجية سنوية تبلغ أطنانًا، وحققت إنجازات كبيرة في تطوير وتطبيق أجهزة GMM.
على الرغم من أن أبحاث الصين في مجال المواد المقولبة بالكربون (GMM) لم تبدأ متأخرة، إلا أنها لا تزال في مراحلها الأولى من التصنيع وتطوير التطبيقات. في الوقت الحاضر، لا تحتاج الصين فقط إلى تحقيق اختراقات في تكنولوجيا إنتاج المواد المقولبة بالكربون (GMM) ومعدات الإنتاج وتكاليفه، بل تحتاج أيضًا إلى استثمار الطاقة في تطوير أجهزة تطبيق المواد. تولي الدول الأجنبية أهمية كبيرة لتكامل المواد الوظيفية والمكونات وأجهزة التطبيق. تُعد مادة ETREMA في الولايات المتحدة المثال الأكثر نموذجية لتكامل أبحاث ومبيعات المواد وأجهزة التطبيق. يشمل تطبيق المواد المقولبة بالكربون (GMM) العديد من المجالات، وينبغي أن يتمتع المطلعون على الصناعة ورواد الأعمال برؤية استراتيجية وبصيرة وفهم كافٍ لتطوير وتطبيق المواد الوظيفية ذات آفاق التطبيق الواسعة في القرن الحادي والعشرين. يجب عليهم مراقبة اتجاهات التطوير في هذا المجال عن كثب، وتسريع عملية التصنيع، وتعزيز ودعم تطوير وتطبيق أجهزة تطبيق المواد المقولبة بالكربون (GMM).
مزايا المواد المغناطيسية الأرضية النادرة
تتميز مادة GMM بمعدل تحويل عالي للطاقة الميكانيكية والكهربائية، وكثافة طاقة عالية، وسرعة استجابة عالية، وموثوقية عالية، وسهولة في التشغيل في درجة حرارة الغرفة. وقد أدت هذه المزايا في الأداء إلى تغييرات جذرية في أنظمة المعلومات الإلكترونية التقليدية، وأنظمة الاستشعار، وأنظمة الاهتزاز، وغيرها.
تطبيق المواد المغناطيسية الأرضية النادرة
في عصر التكنولوجيا المتسارع التطور، طُرح أكثر من 1000 جهاز GMM. تشمل مجالات استخدام GMM الرئيسية ما يلي:
1. في الصناعات الدفاعية والعسكرية والفضائية، يتم تطبيقه على الاتصالات المتنقلة للسفن تحت الماء، وأنظمة محاكاة الصوت لأنظمة الكشف/الاكتشاف، والطائرات، والمركبات الأرضية، والأسلحة؛
2. في صناعة الإلكترونيات وصناعات تكنولوجيا التحكم الآلي عالية الدقة، يمكن استخدام محركات الإزاحة الدقيقة المصنعة باستخدام GMM في الروبوتات والتصنيع الدقيق للغاية للأدوات الدقيقة المختلفة ومحركات الأقراص الضوئية؛
3. صناعة علوم البحار والهندسة البحرية، ومعدات المسح لتوزيع التيارات البحرية، والتضاريس تحت الماء، والتنبؤ بالزلازل، وأنظمة السونار عالية الطاقة ومنخفضة التردد لإرسال واستقبال الإشارات الصوتية؛
4. صناعات تصنيع الآلات والمنسوجات والسيارات، والتي يمكن استخدامها في أنظمة الفرامل الأوتوماتيكية، وأنظمة حقن الوقود/الحقن، ومصادر الطاقة الميكانيكية الدقيقة عالية الأداء؛
5. الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة، والصناعات البترولية والطبية، وتستخدم في كيمياء الموجات فوق الصوتية، وتكنولوجيا الموجات فوق الصوتية الطبية، وأجهزة السمع، والمحولات عالية الطاقة.
6. يمكن استخدامه في العديد من المجالات مثل آلات الاهتزاز، وآلات البناء، ومعدات اللحام، والصوت عالي الدقة.
مستشعر إزاحة مغناطيسية للأرض النادرة
وقت النشر: ١٦ أغسطس ٢٠٢٣