Kas yra elektromagnetinis formavimas?

Elektromagnetinis formavimas yra procesas, kurio metu didelis elektros energijos lygis sukuria priešingą magnetinį lauką metaliniame objekte, kuris vėliau suformuojamas iki stipresnio magnetinio lauko formos darbo ritės generatoriuje. Jis dažniausiai naudojamas labai laidžių metalų, tokių kaip varis ir aliuminis, formavimui, bet taip pat gali būti naudojamas formuoti plienines dalis arba sujungti laidžias ir nelaidžias medžiagas, tokias kaip varis ir keramika. Kadangi procesas reikalauja tokių didelių energijos poreikių ir yra veikiamas inercijos poveikio, dėl kurio būtinas tikslus valdymas, jis paprastai naudojamas tik metaliniams vamzdeliams susitraukti arba išplėsti. Didelio greičio formavimas naudojant magnetinius laukus taip pat taikomas lakštinio metalo ir metalo keramikos kompozitų, naudojamų superlaidininkuose ir kituose komponentuose, formavimo tyrimams.

Elektromagnetinio formavimo arba EM formavimo procesas buvo pradėtas nuo tada, kai ankstyvuosius jo tyrimus atliko Piotras Kapitza, rusų fizikas, 1978 m. laimėjęs Nobelio fizikos premiją. Jis pradėjo tyrinėti procesą, dar žinomą kaip magnetinis formavimas, 1924 m. naudojant švino rūgšties baterijas, kad tris milisekundes generuotų iki 500,000 0.3 Gausų stiprumo magnetinis laukas. Gausas yra magnetinio lauko stiprumo matas, o palyginimui, Žemės magnetinis laukas svyruoja nuo 0.6 iki 300,000 Gauso. Piotro tyrimai, skirti sukurti daugiau nei XNUMX XNUMX Gausų stiprumo magnetinius laukus, sukėlė smarkius sprogimus, o vėliau bandymai atlikti elektromagnetinį formavimą perėjo prie greito aukštos įtampos kondensatorių blokų iškrovimo.

Iki šeštojo dešimtmečio pabaigos elektromagnetiniam formavimui buvo suteikti pramoniniai patentai, o septintojo dešimtmečio pradžioje buvo formuojamos vamzdinės dalys. Aviacijos ir kosmoso pramonėje šis metodas buvo naudojamas, nes jis gali sudaryti itin vienodus vamzdžius. Visos pagrindinės komercinės aviacijos ir kosmoso gamybos korporacijos visame pasaulyje iki aštuntojo dešimtmečio turėjo savo magnetinio formavimo įrangą, o devintajame dešimtmetyje procesą tobulino.

Elektromagnetinio formavimo technologijos plėtra išliko iš esmės slapta, nes ji pritaikyta termobranduolinės sintezės tyrimams. Praktiškas branduolių sintezės reaktorius nesudarytų branduolinių atliekų, neturėtų galimybės išsilydyti ir galėtų būti naudojamas deuterio kuru, išgaunamu iš jūros vandens, todėl daugelis šalių konkuruoja dėl to, kad būtų pirmoji, kuri patobulins šį procesą. Viena iš pagrindinių sintezės tyrimų problemų yra tai, kaip suvaldyti sintezės reakciją, o elektromagnetinio formavimo metu tiriami magnetiniai laukai gali būti problemos sprendimas.