Неодимовые магниты что это. Неодимовые магниты: мощные редкоземельные магниты с широким спектром применения

alexxlabРазное
Что такое неодимовые магниты. Какой состав имеют неодимовые магниты. Где применяются неодимовые магниты. Какими преимуществами обладают неодимовые магниты. Как производятся неодимовые магниты. Какие меры предосторожности нужно соблюдать при работе с неодимовыми магнитами.

Содержание

Что такое неодимовый магнит и каков его состав

Неодимовый магнит — это самый мощный из известных на сегодняшний день постоянных магнитов. Он состоит из сплава редкоземельного металла неодима (Nd), железа (Fe) и бора (B) и имеет химическую формулу Nd2Fe14B. Именно благодаря содержанию неодима эти магниты обладают уникальными свойствами:

  • Чрезвычайно высокая магнитная сила даже при небольших размерах
  • Устойчивость к размагничиванию (теряют всего около 1% силы за 100 лет)
  • Относительно невысокая стоимость по сравнению с другими редкоземельными магнитами

Неодимовые магниты были открыты в 1982 году компаниями General Motors и Sumitomo Special Metals. С тех пор они нашли широчайшее применение в различных отраслях промышленности и быту.


Основные характеристики и классификация неодимовых магнитов

Сила неодимового магнита зависит от двух основных факторов:

  1. Количество неодима в составе сплава
  2. Размер и форма магнита

Чем больше неодима содержится в сплаве, тем сильнее выражены магнитные свойства. По содержанию неодима магниты делятся на классы от N35 до N52. Цифра означает максимальную магнитную энергию в мегагаусс-эрстедах (MGOe). Например, магнит класса N42 имеет максимальную магнитную энергию 42 MGOe.

Магнитная сила также прямо пропорциональна размеру магнита — чем он больше, тем сильнее. Неодимовые магниты могут производиться в различных формах:

  • Диски
  • Блоки (параллелепипеды)
  • Кольца
  • Сферы
  • Призмы
  • Цилиндры

Выбор формы и размера зависит от конкретного применения магнита.

Способы производства неодимовых магнитов

Существует два основных метода изготовления неодимовых магнитов:

1. Метод порошковой металлургии (спекание)

Это классический и наиболее распространенный способ. Процесс включает следующие этапы:

  1. Смешивание порошков неодима, железа и бора в нужной пропорции
  2. Прессование смеси в формы
  3. Спекание заготовок при высокой температуре
  4. Механическая обработка для придания окончательной формы
  5. Нанесение защитного покрытия
  6. Намагничивание

Этот метод позволяет получать более прочные и надежные магниты, но он дороже в производстве.


2. Метод быстрого затвердевания (связывание)

При этом способе:

  1. Расплав сплава быстро охлаждается и измельчается в порошок
  2. Порошок смешивается с полимерным связующим
  3. Смесь прессуется или экструдируется в нужную форму
  4. Готовое изделие намагничивается

Этот метод дешевле и позволяет изготавливать магниты более сложной формы, но они уступают по прочности спеченным.

Области применения неодимовых магнитов

Благодаря своим уникальным свойствам, неодимовые магниты нашли применение в самых разных сферах:

Электроника и компьютерная техника

  • Жесткие диски компьютеров
  • Динамики и микрофоны
  • Наушники
  • Мобильные телефоны

Медицина

  • Магнитно-резонансные томографы
  • Слуховые аппараты
  • Зубные протезы
  • Магнитотерапевтические устройства

Автомобильная промышленность

  • Электродвигатели
  • Датчики
  • Антиблокировочные системы тормозов

Альтернативная энергетика

  • Ветрогенераторы
  • Электромобили

Бытовая техника

  • Холодильники
  • Стиральные машины
  • Кухонные комбайны

Строительство и производство мебели

  • Магнитные замки и защелки
  • Крепежные элементы

Преимущества неодимовых магнитов перед другими типами

Неодимовые магниты обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с традиционными ферритовыми и альнико-магнитами:


  • Значительно большая магнитная сила при меньших размерах
  • Высокая устойчивость к размагничиванию
  • Длительный срок службы (до 100 лет с минимальной потерей силы)
  • Возможность создания магнитов сложной формы
  • Относительно невысокая стоимость

Эти качества делают неодимовые магниты незаменимыми во многих современных технологиях.

Меры предосторожности при работе с неодимовыми магнитами

Несмотря на многочисленные преимущества, неодимовые магниты требуют осторожного обращения:

  • Из-за большой силы притяжения крупные магниты могут причинить травмы при неосторожном обращении
  • Магниты хрупкие и могут расколоться при ударе
  • Мелкие частицы магнитов токсичны при вдыхании или проглатывании
  • Сильные магнитные поля могут повредить электронные устройства и магнитные носители информации
  • При нагреве выше определенной температуры (точка Кюри) магниты теряют свои свойства

При работе с неодимовыми магнитами рекомендуется использовать защитные перчатки и очки, а также соблюдать осторожность при их соединении и разъединении.


Перспективы развития технологии неодимовых магнитов

Несмотря на то, что неодимовые магниты были изобретены более 40 лет назад, технология их производства и применения продолжает развиваться:

  • Ведутся исследования по созданию еще более мощных составов магнитных сплавов
  • Разрабатываются методы повышения термостойкости магнитов
  • Совершенствуются технологии производства для снижения стоимости
  • Изучаются новые области применения неодимовых магнитов

Ожидается, что в ближайшие годы спрос на неодимовые магниты продолжит расти, особенно в связи с развитием электротранспорта и возобновляемой энергетики.

Экологические аспекты производства и утилизации неодимовых магнитов

Производство неодимовых магнитов связано с некоторыми экологическими проблемами:

  • Добыча редкоземельных металлов может наносить ущерб окружающей среде
  • Процесс производства требует значительных энергозатрат
  • Утилизация отработанных магнитов представляет сложность из-за их химического состава

Для решения этих проблем разрабатываются более экологичные методы добычи редкоземельных металлов и технологии переработки отработанных магнитов. Кроме того, длительный срок службы неодимовых магнитов частично компенсирует экологические издержки их производства.



Что такое неодимовый магнит?

Неодим является самым мощным постоянным магнитным материалом, известным ученым в настоящее время. А также очень доступным, что делает его пригодным для множества вариантов использования.

Химический состав неодимового магнита: Nd2Fe14B, иначе говоря, два атома неодима, 14 атомов железа, и один атом бора. Поэтому иногда такие магниты называют «неодим-железо-бор». Это редкоземельные магниты, которые, в отличие от обычных ферритовых и керамических магнитов, содержат атомы из лантанидов или актинидов периодической таблицы. Магниты, изготовленные из неодима, являются самыми мощными редкоземельными магнитами. Их сила зачастую дается в Гауссах (МегаГаусс-Эрстед, магнитная энергия), и в зависимости от формы и класса может достигать 13 500 Гаусс и более, хотя обычно составляет 2000 Гаусс. Для сравнения, магниты холодильника выдают примерно 50 Гаусс.

Применение неодимовых магнитов

Неодимовые магниты сравнительно недороги, поэтому их используют достаточно часто и в промышленности, и в быту, а также любителями и исследователями. Например, каждый жесткий диск современного компьютера имеет небольшой неодимовый магнит в виде сегмента, который помогает направить иглу для считывания данных.

Неодимовые магниты вы также можете найти в дорогих акустических системах, в креплениях мебели, различной фурнитуре и т.д. Также магниты из неодима используют как сувенирные магниты. Единственным минусом неодимовых магнитов можно считать только то, что они теряют часть своей магнитной энергии при высоких эксплуатационных температурах. Это исключает использование неодимовых магнитов в электронике, где генерируется много тепловой энергии. Однако есть различные классы неодимовых магнитов, которые можно использовать при температурах до 200 градусов Цельсия.

Преимущества неодимовых магнитов

Главным же плюсом неодимовых магнитов является их сила: например, магнит размером с 5-ти рублевую монету (25 мм в диаметре и 5 мм в толщину) может выдержать вес почти 9 кг! Два соединенных между собой под неправильным углом магнита могут травмировать кожу до кровоподтеков. А магниты больших размеров (например, 50*30 мм) являются чрезвычайно опасными, поэтому необходимо соблюдать меры предосторожности при работе с ними. Но при соблюдении мер предосторожности, неодимовые магниты могут быть использованы в развлекательных и даже образовательных проектах.

Вторым, но не менне важным, достоинством неодимовых магнитов является срок их службы. И хоть технологии производства неодимовых магнитов всего 30 лет, но уже сейчас можно говорить, что неодимовые магниты теряют всего порядка 1% своей магнитной энергии в течение 100 лет! Для сравнения, обычные ферритовые магниты служат не более 10 лет, после чего становятся просто куском железа. 

Вы когда-нибудь задавались вопросом, почему ферритовые магниты чаще всего изготавливали в виде подковы, одна лапка которой выкрашена в красный, а вторая — в синий цвет? Ответ прост: производители пытались замкнуть линии магнитного поля ферритового магнита, чтобы увеличить срок их службы. Неодимовым магнитам это не требуется, поэтому можно изготовить практически любую форму, а также сделать их «мультиполярными», т. е. имеющими несколько полюсов на поверхности.

Магнитные явления

В нашем интернет магазине вы можете найти пленку для визуализации линий магнитного поля в физической среде. Аккуратно расположенные неодимовые магниты могут способствовать диамагнитной левитации — своеобразному явлению, которое может поднять небольшие предметы в воздух без контакта с ним. Если вы попытаетесь перетащить магнит по немагнитной поверхности (алюминий, медь), то вы почувствуете силу «магнитного нарушения» или попросту сопротивление вихревых токов, возникающих при движении магнита над немагнитной поверхностью. Попробуйте повторить эти опыты с нашими магнитами, и Вы не пожалеете!

Ведь не зря говорится, что магнетизм — самое красивое явление физики, с которым мы когда-либо сталкиваемся!

Читайте также:

Характеристики неодимовых магнитов

Что значит «класс» магнита?

Как рассчитать силу магнита?

Правила работы с магнитами

 

Где применяют и используют неодимовые магниты?

Магниты в последнее время становятся все более популярными, о чем свидетельствуют многочисленные запросы наших клиентов, которые в свою очередь используют их в быту, в промышленности, для изготовления различной продукции (от сувениров до электротехники).

Магниты бывают разных видов: обычные ферритовые (популярность которых все падает, так как они слабее аналогов и быстрее размагничиваются), самариевые (используются в промышленности) и неодимовые. Последние получают все большую известность и пользуются постоянным спросом.

Часто люди называют неодимовый магнит как: супермагнит, вечный магнит, сверхмагнит, мощный магнит, редкоземельный магнит, сильный магнит, правильный магнит, магнит неодим-железо-бор, магнит Nd-Fe-B. Некоторые по ошибке запрашивают ниобиевый магнит, дидимовый магнит, неомагнит, неомидиевый магнит, нимидьевый магнит, неедимовый магнит, неодиновый магнит, никодимовый магнит, неодиемовый магнит, ниодиевый магнит, ниадимовый магнит, дионитовый магнит, еодиновый магнит и даже демонитовый магнит!

Правильное название все-таки неодИмовый магнит, так как в его состав входит редкоземельный металл неодим (Nd), благодаря которому магниты и получают свои уникальные свойства: они очень мощные (даже если у них небольшой размер), не подвержены размагничиванию (теряют всего 1% силы за сто лет). Кроме неодима в состав таких магнитов входит железо (Fe) и бор (B).

Неодимовый магнит можно использовать в качестве универсального крепления для сувениров, мебели, портьер. Неодимовые магниты используют как поисковые, а также в электронике и даже в качестве игрушки (неокубы).

Чтобы неодимовые магниты служили вам долго, их делают со специальным покрытием: это либо никелевое покрытие, либо цинковое. Чаще всего используют никелевое покрытие, однако если вы собираетесь использовать магнит при температуре выше 100°С, либо в агрессивной среде, то советуем вам приобрести магнит с цинковым покрытием.

Влияние магнитов на здоровье

Неодимовый магнит безопасен для здоровья, а некоторые утверждают, что даже полезен, однако пока этому нет весомых доказательств. Однако стоит учесть, что пользоваться сильными неодимовыми магнитами нужно с осторожностью людям, использующим кардиостимулятор.

Неодимовые магниты могут быть разнообразной формы. Наиболее распространенные: диск, блок (параллелепипед), кольцо. Сила неодимового магнита зависит от двух факторов: количество неодима в составе неодим-железо-бор и величина магнита. Чем магнит больше, тем он будет сильнее. Чем больше в его составе неодима, тем более ярко будут выражены его свойства. По количеству неодима магниты делятся на классы, более подробно с этим делением можно познакомиться здесь.

Читайте также:

Характеристики неодимовых магнитов

Что значит класс магнита?

Как рассчитать силу магнита?

Правила работы с магнитами

 

Что такое неодимовый магнит?

Продукты

Промышленность

Посмотреть наши каталоги