Массив Хальбаха представляет собой магнитную решетку, которая создает сильное магнитное поле с использованием постоянных магнитов, расположенных с вращающимся в пространстве вектором магнитного поля, который фокусирует и усиливает магнитное поле с одной стороны и нейтрализует его с другой. Массивы Хальбаха способны достигать очень высоких и равномерных плотностей потока без необходимости использования какой-либо мощности или охлаждения, которые потребуются для электромагнита.
Массив Хальбаха представляет собой особое расположение постоянных магнитов, которое усиливает магнитное поле на одной стороне массива и сводит поле почти к нулю на другой стороне. Это сильно отличается от магнитного поля вокруг одного магнита. При использовании одного магнита у вас будет магнитное поле одинаковой силы с обеих сторон магнита, как показано ниже:
Слева показан одиночный магнит, северный полюс которого обращен вверх. Напряженность поля, обозначенная цветовой шкалой, одинаково сильна сверху и снизу магнита. Напротив, массив Хальбаха, показанный справа, имеет очень сильное поле вверху и довольно слабое поле внизу. Одиночный магнит показан здесь в виде пяти кубов, как и массив Хальбаха, но со всеми северными полюсами, направленными вверх. В магнитном отношении это то же самое, что один длинный магнит.
Эффект был первоначально обнаружен Джоном К. Мэллинсоном в 1973 году, и эти структуры «одностороннего потока» первоначально были описаны им как диковинка (ссылка на статью IEEE). В 1980-х годах физик Клаус Хальбах независимо изобрел матрицу Хальбаха для фокусировки пучков частиц, электронов и лазеров.
Многие компоненты современной техники работают на массиве Хальбаха. Например, цилиндры Хальбаха представляют собой намагниченные цилиндры, способные создавать интенсивное, но сдерживаемое магнитное поле. Эти цилиндры используются в таких устройствах, как бесщеточные двигатели, магнитные муфты и цилиндры для фокусировки частиц в сильном поле. Даже в простых магнитах на холодильник используются матрицы Хальбаха — они прочные с одной стороны, но почти не прилипают к противоположной стороне. Когда вы видите магнит с магнитным полем, которое увеличивается с одной стороны и уменьшается с другой стороны, вы наблюдаете решетку Хальбаха в действии.
Honsen Magnetics в течение длительного периода производит матрицы Хальбаха с постоянными магнитами для промышленного и технического применения. Мы специализируемся на техническом проектировании, проектировании и производстве многосегментных, круглых и линейных (плоских) матриц Хальбаха и магнитных сборок типа Хальбаха, обеспечивающих многополюсные конфигурации с высокой концентрацией поля и высокой однородностью.
