Что означает неодимовый магнит

Что означает неодимовый магнит

С магнитом знаком практически каждый, ведь с ним часто играли в детстве или использовали в школе для крепления тематических материалов на доске. Сегодня магниты используются практически везде, это важнейший компонент для разных электронных приборов, двигателей, электрогенераторов, трансформаторов. Очень часто магниты применяются при создании зажимов, держателей, сувениров и игрушек.

Самыми мощными являются неодимовые магниты, которые выполнены из особого сплава, в структуру которого входят бор, железо и неодим. Именно данные элементы и предопределяют их достоинства и минусы в сравнении с магнитами из иных материалов. Именно неодимовые магниты сегодня повсеместно вытесняют из употребления стандартные ферритовые магниты, находя все большее применение.

Неодимовые магниты — чрезвычайно мощные магниты, которые выполнены из редкоземельных металлов. Также известны как Neo магнит, NIB или NdFeB. В большинстве случаев это сплав неодима, железа и бора, который образует Nd2Fe14B тетрагональную кристаллическую структуру.

Неодимовые магниты:
  • Выделяются высокой стойкостью к размагничиванию.
  • Отличаются высокой мощностью притяжения.
  • Имеют металлический внешний вид.
  • Крайне востребованы, они применяются в различных областях электроники, промышленности, медицины и в быту.

Первыми странами, которые освоили производство неодимовых магнитов, стали Япония и США. Именно активно развивающий потенциал данных стран стимулировал появление новых технологий создания постоянных магнитов. Впервые неодимовый магнит был разработан компанией General Motors совместно Sumitomo Special Metals в 1982 году. На текущий момент — это сильнейшие постоянные магниты из целого перечня коммерчески доступных. Магниты имеют величину магнитной энергии, которая более чем в 18 раз превышает энергию обычных магнитов.

Состав нового магнита имел следующий состав:
  • Бор.
  • Железо.
  • Металл лантаноидной группы – неодим.

Последний элемент в составе нового сплава относится к редкоземельным, он выполняет функции главного звена в составе сплава. Бор в сплаве имеется в ничтожных количествах, железо же является связующим элементом.

Благодаря подобному составу магниты обладают невероятно большой сцепной силой. С ними ферритовые магниты по данному показателю просто не сравнятся. К примеру, если соединить два мощных ферритовых кольца между собой, то приложив определенное усилие, можно при помощи рук разъединить их. С неодимовыми магнитами выполнить подобное просто не получится. Два неодимовых магнита, соединившись между собой, разлепить голыми руками без применения приспособлений будет невозможно.

Цена первых неодимовых магнитов, которые появились в середине 90-х годов прошлого века в свободной продаже, была достаточно высока. На текущий момент их стоимость несколько снизилась, но она все равно остается высокой. Объясняется это сравнительно большой редкостью неодима, в том числе патентной борьбой разных производителей и разработчиков магнитов.

Существует большое разнообразие марок и форм неодимовых магнитов. Разнообразная форма неодимовых магнитов вызвана различным их назначением. Так они могут иметь форму конусов, цилиндров, колец, сфер, шаров, прямоугольников, дисков и тому подобное. С применением ингредиентов неодимовых магнитов также создаются пластичные материалы, которые имеют магнитные свойства. К примеру, это магнитный винил.

Классификация

Магниты можно классифицировать по:
  • Магнитной энергии.
  • Диапазону рабочих температур.
  • Габаритам.
  • Силе сцепления.
В зависимости от марки магниты различаются по диапазонам рабочих температур:
  • Марка N (Normal) — до 80 С, то есть при нормальных температурах.
  • M (Medium) — до 100 С, то есть при повышенных температурах.
  • H (High) – до 120 С, то есть при высоких температурах.
  • SH (Super High) — до 150 С.
  • UH (Ultra High) — до 180 С.
  • EH (Extra High) — до 200 С.

Цифры, которые указаны в обозначении класса магнитов: 40UH, 38SH, 33M, N30 и так далее, указывают на магнитную энергию, она измеряется в кДж на кубический метр. Данный критерий отвечает за мощность, то есть «усилие на отрыв», которое требуется для приложения к магниту, чтобы произвести отрыв от поверхности. Чем будет выше обозначение магнита, тем станет выше усилие на отрыв.
В то же время «сила на отрыв» будет зависеть также от веса и размера магнита. К примеру, магнит 2520 мм будет на порядок легче оторвать, к примеру, от стального листа, чем магнит площадью 405 мм.

Читайте также:  Как подключить тэны на 220 отопление

Основное различие между неодимовым магнитом и обычным магнитом состоит в том, что неодимовый магнит содержит неодим, железо и бор в качестве ключевых химических элементов, тогда как обычный магнит содержит железо в качестве основного химического элемента.

Неодимовый магнит — это вид магнита с сильным магнетизмом, сделанного из редкоземельных элементов, таких как неодим. Это сплав нескольких металлов, таких как железо, бор и т.д. Тогда как, обычные магниты представляют собой керамические магниты, которые содержат феррит в качестве основного соединения. Он содержит большой процент оксида железа (III) наряду с некоторыми другими металлами, такими как барий. Эти магниты популярны из-за низкой стоимости и достаточо высокой силы магнетизма.

Содержание

  1. Обзор и основные отличия
  2. Что такое неодимовый магнит
  3. Что такое обычный магнит
  4. В чем разница между неодимовым магнитом и обычным магнитом
  5. Заключение

Что такое неодимовый магнит?

Неодимовый магнит — это вид редкоземельного магнита, имеющего в своём составе неодим, железо и бор. Это постоянный магнит. Имеет сплав указанных металлов в виде тетрагональной кристаллической структуры Nd2Fe14B. Этот магнит является самым сильным магнитом коммерческого класса, который доступен в настоящее время. Следовательно, эти магниты могут заменить многие другие виды магнитов в современных продуктах, таких как двигатели в беспроводных инструментах.

Неодим является ферромагнитным материалом; таким образом, мы его можно намагнитить, чтобы он стал магнитом. Однако температура Кюри (материал, при котором магнит теряет магнетизм) этого элемента очень низкая. Следовательно, в чистом виде он демонстрирует магнетизм при очень низких температурах. Но если мы сделаем сплав неодима с некоторыми переходными металлами, такими как железо, мы сможем улучшить магнетизм этого материала. Это и есть «неодимовый магнит».

Есть несколько факторов, которые определяют силу этого магнита. Основным фактором является тетрагональная кристаллическая структура этого сплава. Кроме того, атом неодима также обладает значительным магнитным дипольным моментом из-за присутствия 4 неспаренных электронов. В дополнение к этому, эти магниты имеют исключительно высокий остаточный коэффициент (сила магнитного поля), коэрцитивность (сопротивление материала размагничиванию) и плотность магнитной энергии. Но температура Кюри (материал, при котором магнит теряет свой магнетизм) сравнительно низкая.

Что такое обычный магнит?

Обычные магниты — это магниты, которые мы используем для обычных целей. В большинстве случаев мы используем керамические (или ферритовые) магниты. Эти магниты содержат феррит в качестве основного компонента. Феррит — это керамический материал. В основном он состоит из оксида железа (III). а также имеются некоторые другие металлы, такие как барий, марганец, никель и цинк. Эти компоненты являются ферромагнитными и электрически непроводящими.

Кроме того, эти магниты имеют сравнительно низкую остаточную магнитную индукцию (напряженность магнитного поля), коэрцитивную силу (устойчивость материала к размагничиванию). Но есть два типа ферритовых магнитов: твердые ферриты и мягкие ферриты в зависимости от коэрцитивной силы (соответственно, высокая и низкая). Плотность магнитной энергии также очень низкая. Но температура Кюри (материал, при котором магнит теряет свой магнетизм) сравнительно высока.

В чем разница между неодимовым магнитом и обычным магнитом?

Неодимовый магнит — это форма редкоземельного магнита, содержащего неодим, железо и бор, тогда как обычные магниты — это магниты, в основном керамические (или ферритовые) магниты, которые в основном состоят из оксида железа (III), который мы используем для обычных целей. Поэтому ключевое различие между неодимовым магнитом и обычным магнитом — это ключевые химические элементы, из которых состоят эти магниты. Другим важным отличием неодимового магнита от обычного магнита являются их свойства из-за вышеуказанного состава. Неодимовые магниты обладают исключительно высоким коэффициентом остаточного излучения (сила магнитного поля), коэрцитивной силы (сопротивление материала размагничиванию) и плотность магнитной энергии, тогда как обычные магниты имеют сравнительно низкий коэффициент остаточного отношения и плотность магнитной энергии. Но есть два типа ферритовых магнитов: твердые ферриты и мягкие ферриты в зависимости от коэрцитивной силы (соответственно, высокая и низкая). Более того, температура Кюри для неодимовых магнитов ниже, чем для обычных магнитов.

Читайте также:  Маты для теплого водяного пола кнауф

Заключение — неодимовый магнит против обычного магнита

Магниты — это материалы, которые могут притягивать к себе некоторые другие материалы. Существуют разные виды магнитов; неодимовые и обычные магниты являются двумя такими видами. Основное различие между неодимовым магнитом и обычным магнитом состоит в том, что неодимовый магнит содержит неодим, железо и бор в качестве основных химических элементов, тогда как обычный магнит содержит железо в качестве основного химического элемента.

Сначала были феритовые магниты

Классические ферритовые магниты известным нам с детства. Наверное, каждый игрался с магнитами, восхищаясь их силой. Некоторые образцы были довольно сильными, их использовали для создания мощных динамиков, откуда они чаще всего и извлекались любопытными детьми. Сила сцепления у ферритовых магнитов довольно высокая, наблюдается зависимость между размерами и слой сцепления. Ферритовые магниты использовались в самых разных целях, в том числе и в промышленных. Главными их достоинствами являлись:

  • Стойкость к коррозии и воздействию атмосферной влаги;
  • Стойкость к размагничиванию;
  • Дешевизна производства;
  • Лёгкость в механической обработке.

Что касается недостатков, то они следующие:

  • Слабое магнитное поле;
  • Хрупкость, отсутствие стойкости к ударам.

Основой ферритовых магнитов является природный материал магнетит, который подвергается соответствующей обработке – в него добавляются такие добавки, как оксид кобальта. Первые ферритовые магниты содержали барий, впоследствии заменённый стронцием, благодаря чему удешевлялось и упрощалось производство магнитов. В последующие годы технология изготовления ферритовых магнитов совершенствовалась, но достичь весьма высокой силы сцепления было невозможно. Коренной перелом в технологии производства магнитов произошёл в 1980-х годах, когда появились первые неодимовые магниты, значительно превосходившие по коэрцитивной силе своих ферритовых собратьев.

Потом появился неодимовый магнит

Неодимовые магниты первоначально производились в Японии и в Соединённых Штатах Америки. Они были открыты в научно-исследовательских лабораториях этих стран и представляют собой соединение следующих химических элементов: бора, железа и металла из лантаноидной группы — неодима. Этот химический элемент принадлежит к редкоземельной группе и является главным звеном неодимового магнита. Элемент бор добавляется в магниты в довольно незначительных количествах. Сила сцепления у неодимовых магнитов невероятно велика, она значительно превосходит силу сцепления обыкновенных ферритовых магнитов. Если взять два больших куска неодимового сплава и обеспечить им соприкосновение друг с другом, то разорвать их голыми руками будет практически невозможно.
Первые неодимовые магниты появились в продаже в 1990-х годах. Они были и остаются достаточно дорогими, стоимость наиболее мощных образцов доходит до нескольких тысяч рублей. Это связано с тем, что количество неодима в выработках породы невелико. Именно это и влияет на конечную стоимость. Помимо этого, влияние на стоимость оказывают патенты разработчиков.

Какими бывают неодимовые магниты

Неодимовые магниты могут иметь форму колец, дисков, шаров или прямоугольников, и гораздо реже в других формах. В зависимости от предназначения выбирается та или иная форма. Кроме этого, ингредиенты неодимовых магнитов могут превращаться в магнитопласты, обладающие гибкостью. Магнитный винил, используемый для производства сувениров и магнитиков на холодильники, и является тем самым магнитопластом. Придать сформированному магниту какую-либо другую форму очень сложно – для этого потребуется специальное оборудование.

Как изготавливают неодимовые магниты?

Большинство неодимовых магнитов, имеющихся в продаже, производится путём спекания в специальных печах. Это очень сложный и кропотливый технологический процесс, который протекает в инертной атмосфере, либо в вакууме. Основой магнитов, как уже говорилось, являются неодим, железо и бор. Производство протекает в несколько этапов:

  • Придание ингредиентам порошкообразной формы;
  • Прессование порошков и придание формы будущему магниту;
  • Задание направления магнитного поля;
  • Спекание порошкообразных ингредиентов и намагничивание.
Читайте также:  Выращивание острого перца на балконе

За кажущейся простотой скрывается труд десятков людей и десятков единиц оборудования. Задача производителей заключается не только в том, чтобы придать магниту определённую форму и сформировать магнитное поле необходимой силы. Потребителям могут понадобиться и более необычные свойства, например, устойчивость к высоким температурам.

Какими бывают неодимовые магниты?

Существует множество разновидностей спекаемых неодимовых магнитов. Они различаются силой сцепления, максимальной рабочей температурой и габаритами. Магнитная энергия – параметр статичный и не меняется при изменении размеров магнита, как это может показаться на первый взгляд. Всё дело в том, что сила сцепления сильно зависит от следующих факторов:

  • Магнитные свойства металлов;
  • Чистота и кривизна металлической поверхности;
  • Площадь рабочей стороны магнита;
  • Габариты магнита;
  • Наличие у магнита металлического корпуса (позволяет сформировать более узкую направленность магнитного поля);
  • Влажность воздуха.

Таким образом, чем больше магнит и чем больше его рабочий участок поверхности, тем сильнее он притянется к металлической поверхности. Если поверхность металла испещрена неровностями и покрыта ржавчиной, то сила сцепления упадёт. При этом магнитная энергия останется прежней. На данный параметр указывает цифра в марке магнита. Например, два магнита разных размеров марки N35 могут обладать как одинаковой силой сцепления, так и разной. Аналогичным образом два магнита с разными габаритами и разных марок, например N35 и N50, могут обладать одинаковой силой сцепления – всё зависит от габаритов и площади рабочей поверхности.
Помимо этого, от марки неодимового магнита зависит его устойчивость к высоким температурам. Например, магниты марки 38EH выдерживают нагрев до 200 градусов, магниты марки 42SH выдерживают до 150 градусов, а магнит марки N40 потеряет свои свойства при нагреве свыше 80 градусов.

Какова направленность магнитного поля у неодимовых магнитов?

Существует три способа намагничивания, которые и определяют вектор направленности магнитного поля:

Аксиальное намагничивание является наиболее распространённым, вектор магнитного поля направлен вдоль его толщины. При диаметральном намагничивании вектор проходит вдоль диаметра магнита. В случае с радиальным намагничиванием направление магнитного поля идёт от центра к радиусу.

Преимущества и недостатки неодимовых магнитов

Про высочайшую силу сцепления неодимовых магнитов сказано уже немало. Она действительно очень высокая, благодаря чему изделия из неодимового сплава и получили столь широкое распространение. Но у неодимовых магнитов имеются и недостатки:

  • Отсутствие стойкости к физическим нагрузкам;
  • Отсутствие стойкости к высоким температурам;
  • Относительно высокая скорость размагничивания;
  • Сложность в обработке.

Удар по неодимовому магниту может привести к его размагничиванию. В связи с этим магниты нельзя использовать там, где на него будут оказываться большие нагрузки. Следует отметить, что при сильном ударе от магнита могут отколоться небольшие куски, возможно снижение силы магнитного поля. Потеря магнитной силы будет наблюдаться и в том случае, если магнит будет подвергнут сильному нагреву, например, выше 80 градусов для магнита марки N40. Неодимовые магниты обладают свойством самостоятельного размагничивания. Сила их магнитного поля падает на 1% за 10 лет, а это достаточно много.
После того как магниты будут изготовлены и покинут пределы производства, придать им какую-либо другую форму будет очень и очень сложно. Они с трудом поддаются обработке – при шлифовании или сверлении они могут загореться. Поэтому неодимовые магниты чаще всего используются в той форме, которую ему придал завод-изготовитель.

Где применяются неодимовые магниты


Сфера применения неодимовых магнитов невероятно широка. Они используются при разработке различного технологического оборудования, магнитных фильтров и сепараторов, поисковых магнитов, улавливателей металлических частиц. Также они применяются для производства рекламной продукции, мелких сувениров и игрушек-неокубов, магнитных креплений и удерживающих устройств, генераторов и электродвигателей, бытовых изделий, и даже для остановки счётчиков. Большая сила сцепления позволила создать мощные поисковые магниты, основой которых является неодимовый сплав. С их помощью фильтруют грунты и пески, разыскивают реликвии Великой Отечественной Войны, производят траление дна водоёмов.

Ссылка на основную публикацию
Чертеж углового дивана видео
Раздел Хранилище чертежей в большей части рассчитан на мастеров с опытом. Здесь вы можете скачать чертежи и проекты диванов и...
Чем стереть краску с бампера
Рано или поздно у автолюбителей возникает необходимость перекрашивания бампера автомобиля. Это может быть вызвано многими причинами: Локальными повреждениями при соприкосновении...
Чем убрать запах рыбы с посуды
Морская или речная рыба – полезный и вкусный продукт, имеет один недостаток – неприятный смрад, который может въедаться в поверхности...
Чертеж шпинделя фрезерного станка
Чертёж общего вида с обозначением составных частей консольно-фрезерного станка 6Р81Г Общий вид с обозначением составных частей консольно-фрезерного станка модели 6Р81Г,...
Adblock detector