偶极子
偶极子由一对跨越间隙的磁铁组成。 它们有多种形状/尺寸，磁铁通常安装在钢架（也称为磁轭）上以提高磁效率、磁屏蔽和/或机械强度。 当应用程序需要特定体积的特定磁场强度和均匀性时，使用偶极子。 极片有时用于增强间隙内的均匀性。
在 Dexter，我们制造了数百种不同类型的偶极子，每一种都针对特定应用进行了优化。 场强范围高达 3.0 特斯拉（30,000 高斯）。 通常，较高的场与较小的气隙相关联。 较高的均匀性通常与较大的气隙有关。
偶极子用于：
- 校准/初始化磁传感器
- 擦除计算机硬盘驱动器
- 定向磁性材料薄层，因为它们沉积为薄膜
- 转移或聚焦带电粒子束
我们在这些设计中使用了偶极原理：
设计帮助
在与我们的工程团队合作时，您可能会被问到：
- 所需的最小磁场强度是多少？
- 体积有多大？
- 偶极子可以有多大，它必须适合其他设备吗？
- 偶极子会暴露在高温或低温下吗？
- 偶极子会暴露在真空或腐蚀性气体/液体中吗？
- 你需要标记极性吗？
材料应用
钕铁硼和钐钴通常用于需要强磁场的情况。如果成本比强磁场更重要，则使用硬铁氧体。如果偶极子需要在高温环境（>300°C）中使用，则通常使用铝镍钴磁体。
常见问题
Dexter 能产生的最强磁场是多少？迄今为止，我们产生的最强磁场是在 5 毫米的空气间隙中产生的 3 特斯拉（30,000 高斯）。
磁铁能有多大？我们目前最大的磁铁是立方体形状的，边长约为2米。
偶极子可以在烤箱内工作吗？铝镍钴材料通常用于高温应用。如果铝镍钴材料的强度不够，则应将偶极子设计在烤箱外部。
原型
是否需要进行可行性研究：否。
典型设计时间：1-2天
典型材料采购和生产时间：如有材料，则为两周；如无材料，则为六至八周。
Halbach/Stelter 阵列
Halbach/Stelter 偶极子是专门的偶极子，可以在大面积上产生大的和/或均匀的磁场。 磁场强度可以超过磁性材料的剩磁（剩磁）。 我们制造的偶极子可产生高达 3.0 特斯拉（30,000 高斯）的磁场。
Halbach 和 Stelter 阵列偶极子用于需要非常强磁场的地方。 当性能/均匀性是关键要求时，使用 Halbach。 Stelter 偶极子具有成本效益，但不会产生均匀的场。
加州大学劳伦斯伯克利实验室教授克劳斯·哈尔巴赫 (Klaus Halbach) 是将永磁体应用于全球加速器和同步加速器光项目的创新者。 他的创新工作背后的原理是叠加。 叠加定理指出，由几个独立物体贡献的空间点的力分量将代数相加。
仅当使用矫顽力几乎等于剩余磁感应的材料时，才有可能将该定理应用于永磁体。 虽然铁氧体磁铁具有此特性，但以这种方式使用这种材料并不实用，因为简单的铝镍钴磁铁可以以较低的成本提供更强的磁场。 诸如 Sm-Co 和 Nd-Fe-B 等高剩余磁感应稀土磁体的出现使得叠加的使用变得实用且负担得起。 这些材料允许在小体积内产生强磁场，而无需电磁铁的能量需求。 电磁体的缺点是电绕组占用空间，并且需要散发线圈产生的热量。
当 Halbach 博士追求叠加的“高端”应用时，Dexter 的 Dick Stelter 将该定理用于商业应用。 哈尔巴赫教授使用“魔环”偶极子在圆形孔径中产生强场。 在这个装置中，梯形磁铁组装成一个环。 每个梯形磁铁的方向使得环的每一半中的磁矢量连续旋转，对于无限长的环，孔径中的场强与 OD 与 ID 之比的自然对数成正比.
Stelter 阵列使用最少数量的矩形磁铁形状在矩形孔径中达到所需的结果。 对于 stelter 阵列，关系相似，内部场与外周与内周比的自然对数成正比。 使用矩形形状还允许“助焊剂装瓶”来塑造内部场。 在气隙范围内通常可以产生超过 2-3T 的高度均匀磁场，基于获得专利的 Stelter 阵列的 Dexter 应用包括用于 NMR/MRI 的偶极子、“开放式”NMR、质谱仪、溅射磁控管、硬盘擦除器、微型旋转执行器、批量擦除工具等等。
类型
Halbach 和 Stelter 阵列偶极子用于需要非常强磁场的地方。 当性能/均匀性是关键要求时，使用 Halbach。 Stelter 偶极子具有成本效益，但不会产生与其他偶极子一样均匀的场。
材料应用
通常使用钕铁硼和钐钴。硬铁氧体材料也可以使用，但磁场输出会降低。由于内部退磁场较大，铝镍钴合金很少用于哈尔巴赫/斯特尔特偶极子。
铝用于圆形 Halbach 偶极子。 钢用于方形偶极子。