Неодимовый магнит для чего он предназначен. Неодимовые магниты: мощные редкоземельные магниты и их применение

alexxlabРазное
Что такое неодимовые магниты. Каковы их основные свойства и характеристики. Где применяются неодимовые магниты. Какие преимущества они имеют перед другими типами магнитов. Как правильно и безопасно использовать неодимовые магниты.

Что представляют собой неодимовые магниты

Неодимовые магниты — это самые мощные постоянные магниты из известных на сегодняшний день. Они относятся к классу редкоземельных магнитов и изготавливаются из сплава неодима, железа и бора (Nd2Fe14B). Благодаря своим уникальным свойствам, неодимовые магниты нашли широчайшее применение как в промышленности, так и в быту.

Основные характеристики неодимовых магнитов:

  • Очень высокая магнитная сила — до 13500 Гаусс и более
  • Компактные размеры при большой мощности
  • Относительно невысокая стоимость
  • Длительный срок службы — теряют всего около 1% силы за 100 лет
  • Рабочий температурный диапазон до 200°C для некоторых марок

Неодимовые магниты в 10-20 раз превосходят по силе обычные ферритовые магниты. Это позволяет создавать очень компактные и эффективные устройства на их основе.


История создания и развития неодимовых магнитов

Неодимовые магниты были открыты сравнительно недавно — в 1982 году. Их изобретение связано с совместными исследованиями компаний General Motors и Sumitomo Special Metals. Ученые искали альтернативу дорогостоящим самарий-кобальтовым магнитам и в результате создали сплав неодим-железо-бор, обладающий уникальными магнитными свойствами.

С момента изобретения технология производства неодимовых магнитов постоянно совершенствовалась:

  • Улучшались магнитные характеристики
  • Повышалась температурная стабильность
  • Снижалась стоимость производства
  • Расширялся ассортимент форм и размеров

Сегодня неодимовые магниты производятся в промышленных масштабах и используются повсеместно. Их можно встретить в самых разных устройствах — от бытовой техники до промышленного оборудования.

Основные области применения неодимовых магнитов

Благодаря своим уникальным свойствам, неодимовые магниты нашли применение во многих сферах:

Электроника и бытовая техника

  • Жесткие диски компьютеров
  • Динамики и наушники
  • Электродвигатели
  • Микроволновые печи
  • Стиральные машины

Промышленность

  • Генераторы электроэнергии
  • Магнитные сепараторы
  • Подъемные и удерживающие устройства
  • Магнитные муфты и подшипники

Медицина

  • МРТ-сканеры
  • Слуховые аппараты
  • Магнитотерапия

Автомобилестроение

  • Электродвигатели гибридных и электромобилей
  • Датчики ABS
  • Стартеры и генераторы

Альтернативная энергетика

  • Ветрогенераторы
  • Волновые электростанции

Это лишь небольшая часть областей, где используются неодимовые магниты. Их применение постоянно расширяется благодаря уникальным свойствам и снижению стоимости производства.


Преимущества неодимовых магнитов перед другими типами

Неодимовые магниты обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с другими типами постоянных магнитов:

  • Самая высокая удельная магнитная сила среди всех постоянных магнитов
  • Компактные размеры при большой мощности
  • Длительный срок службы — до 100 лет с минимальной потерей силы
  • Возможность создания магнитов сложной формы
  • Относительно невысокая стоимость при массовом производстве

Какие еще преимущества дает использование неодимовых магнитов? Они позволяют создавать более эффективные и компактные устройства. Например, применение неодимовых магнитов в электродвигателях позволяет существенно повысить их КПД и уменьшить габариты.

Особенности производства неодимовых магнитов

Производство неодимовых магнитов — сложный технологический процесс, включающий несколько этапов:

  1. Приготовление сплава из неодима, железа и бора
  2. Измельчение сплава в мелкодисперсный порошок
  3. Прессование порошка в форму будущего магнита
  4. Спекание заготовки при высокой температуре
  5. Намагничивание в сильном магнитном поле
  6. Нанесение защитного покрытия

Существует два основных метода производства неодимовых магнитов:


  • Метод порошковой металлургии (спекание) — позволяет получать магниты с наилучшими характеристиками
  • Метод быстрого затвердевания (склеивание) — дает возможность создавать магниты сложной формы

Выбор метода производства зависит от требуемых свойств и формы конечного изделия.

Классификация и маркировка неодимовых магнитов

Неодимовые магниты классифицируются по нескольким параметрам:

  • Максимальная магнитная энергия (BHmax)
  • Остаточная намагниченность (Br)
  • Коэрцитивная сила (Hcb)
  • Максимальная рабочая температура

Маркировка неодимовых магнитов обычно состоит из буквы N и числа, например N42 или N52. Буква N означает «неодимовый», а число указывает на максимальную магнитную энергию в МГсЭ (мегагаусс-эрстед). Чем выше число, тем сильнее магнит.

Дополнительные буквы в маркировке могут указывать на специальные свойства:

  • M — повышенная максимальная рабочая температура (до 100°C)
  • H — высокая максимальная рабочая температура (до 120°C)
  • SH — сверхвысокая максимальная рабочая температура (до 150°C)
  • UH — ультравысокая максимальная рабочая температура (до 180°C)
  • EH — экстремально высокая максимальная рабочая температура (до 200°C)

Как выбрать подходящий неодимовый магнит? Необходимо учитывать требуемую силу притяжения, условия эксплуатации и максимальную рабочую температуру.


Правила безопасного обращения с неодимовыми магнитами

Несмотря на свои преимущества, неодимовые магниты требуют осторожного обращения. Их большая сила может представлять опасность при неправильном использовании.

Основные правила безопасности при работе с неодимовыми магнитами:

  • Не допускайте резкого соединения сильных магнитов — они могут расколоться или травмировать пальцы
  • Держите магниты вдали от электронных устройств и магнитных носителей информации
  • Не подвергайте магниты сильному нагреву — они могут размагнититься или потерять свойства
  • Используйте защитные очки при работе с крупными магнитами
  • Не позволяйте детям играть с сильными неодимовыми магнитами

При соблюдении этих простых правил использование неодимовых магнитов будет безопасным и эффективным.


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

 

Что такое неодимовый магнит?

Товары

Промышленность

Посмотреть наши каталоги