Что такое электромагнитное формование?

Электромагнитное формирование - это процесс, при котором высокие уровни электрической энергии генерируют противоположное магнитное поле в металлическом объекте, которое затем формируется в форме более сильного магнитного поля в генераторе рабочей катушки. Чаще всего он используется для формирования высокопроводящих металлов, таких как медь и алюминий, но также может использоваться для формирования стальных деталей или для соединения вместе проводящих и непроводящих материалов, таких как медь и керамика. Поскольку процесс имеет такие высокие энергетические потребности и подвержен эффектам инерции, которые требуют точного контроля, он обычно используется только для усадки или расширения металлических труб. Высокоскоростное формование с использованием магнитных полей также находит применение в исследованиях по формованию листового металла и металлокерамических композитов, используемых в сверхпроводниках и других компонентах.

Процесс электромагнитного формования, или электромагнитного формования, существует с тех пор, как первые исследования в этой области проводились Петром Капицей, российским физиком, который получил Нобелевскую премию по физике в 1978 году. Он начал исследовать процесс, также известный как магниформирование, в 1924 году. с помощью свинцово-кислотных батарей для создания магнитного поля напряжением до 500 000 гаусс в течение трех миллисекунд. Гаусс является мерой напряженности магнитного поля, и, для сравнения, магнитное поле Земли колеблется от 0,3 до 0,6 Гаусса. Исследования Петра по созданию магнитных полей с силой более 300 000 Гауссов привели к сильным взрывам, а позднее попытки электромагнитного формирования переключились на быстрый разряд конденсаторных батарей высокого напряжения.

К концу 1950-х годов на электромагнитное формование были наложены промышленные патенты, а трубчатые детали формировались им в начале 1960-х годов. Аэрокосмическая промышленность нашла применение этому методу, так как он может образовывать чрезвычайно однородные трубки. К 1970-м годам все крупные коммерческие корпорации аэрокосмического производства по всему миру имели собственное оборудование для магнитоформования и совершенствовали этот процесс в 1980-х годах.

Развитие технологии электромагнитного формования остается в значительной степени секретом, так как она находит применение в исследованиях термоядерного синтеза. Практический термоядерный реактор не будет производить ядерные отходы, не будет иметь возможности плавиться и может работать на дейтериевом топливе, извлеченном из морской воды, поэтому многие страны конкурируют, чтобы первыми усовершенствовать этот процесс. Одна из наиболее фундаментальных проблем исследования термоядерного синтеза состоит в том, как сдержать реакцию термоядерного синтеза, и магнитные поля, исследуемые при электромагнитном формировании, могут быть решением проблемы.