Неодимові магніти. Пристрій і застосування. види

1. Що це
2. Неодимові магніти:
3. Склад нового магніту мав наступний склад:
4. Класифікація
5. Магніти також диференціюються на класи з урахуванням величини їх магнітного моменту на одну одиницю...
6. Достоїнства і недоліки

З магнітом знаком практично кожен, адже з ним часто грали в дитинстві або використовували в школі для кріплення тематичних матеріалів на дошці. Сьогодні магніти використовуються практично скрізь, це найважливіший компонент для різних електронних приладів, двигунів, електрогенераторів, трансформаторів. Дуже часто магніти застосовуються при створенні затискачів, власників, сувенірів та іграшок.

Найпотужнішими є неодимові магніти, які виконані з особливого сплаву, в структуру якого входять бор, залізо і неодим. Саме дані елементи і зумовлюють їх гідності і мінуси в порівнянні з магнітами з інших матеріалів. Саме неодимові магніти сьогодні повсюдно витісняють з ужитку стандартні ферритові магніти, знаходячи все більше застосування.

Що це

Неодимові магніти - надзвичайно потужні магніти, які виконані з рідкоземельних металів. Також відомі як Neo магніт, NIB або NdFeB. У більшості випадків це сплав неодиму, заліза і бору, який утворює Nd2Fe14B тетрагональную кристалічну структуру.

Неодимові магніти:

• Виділяються високою стійкістю до розмагнічування.
• Відрізняються високою потужністю тяжіння.
• Мають металевий зовнішній вигляд.
• Вкрай затребувані, вони застосовуються в різних областях електроніки, промисловості, медицини та в побуті.

Першими країнами, які освоїли виробництво неодімових магнітів, стали Японія і США. Саме активно розвиває потенціал цих країн стимулював появу нових технологій створення постійних магнітів. Вперше неодимовий магніт був розроблений компанією General Motors спільно Sumitomo Special Metals в 1982 році. На поточний момент - це найсильніші постійні магніти з цілого переліку комерційно доступних. Магніти мають величину магнітної енергії, яка більш ніж в 18 разів перевищує енергію звичайних магнітів.

Склад нового магніту мав наступний склад:

• Бор.
• Залізо.
• Метал лантаноидному групи - неодим.

Останній елемент у складі нового сплаву відноситься до рідкоземельних, він виконує функції головної ланки в складі сплаву. Бор в сплаві є в незначних кількостях, залізо ж є сполучною елементом.

Завдяки подібному складу магніти мають неймовірно великий зчіпний силою. З ними ферритові магніти за даним показником просто не зрівняються. Наприклад, якщо з'єднати два потужних феритових кільця між собою, то приклавши певне зусилля, можна за допомогою рук роз'єднати їх. З неодимовими магнітами виконати подібне просто не вийде. Два неодімових магніту, з'єднавшись між собою, розліпити голими руками без застосування пристроїв буде неможливо.

Ціна перших неодімових магнітів, які з'явилися в середині 90-х років минулого століття у вільному продажі, була досить висока. На поточний момент їх вартість дещо знизилася, але вона все одно залишається високою. Пояснюється це порівняно великою рідкістю неодиму, в тому числі патентної боротьбою різних виробників і розробників магнітів.

Існує велика різноманітність марок і форм неодімових магнітів. Різноманітна форма неодімових магнітів викликана різним їх призначенням. Так вони можуть мати форму конусів, циліндрів, кілець, сфер, куль, прямокутників, дисків тощо. Із застосуванням інгредієнтів неодімових магнітів також створюються пластичні матеріали, які мають магнітні властивості. Наприклад, це магнітний вініл.

Класифікація

Магніти можна класифікувати по:

• Магнітної енергії.
• Діапазону робочих температур.
• Габаритами.
• Силі зчеплення.

Залежно від марки магніти розрізняються по діапазонах робочих температур:

• Марка N (Normal) - до 80 С, тобто при нормальних температурах.
• M (Medium) - до 100 С, тобто при підвищених температурах.
• H (High) - до 120 С, тобто при високих температурах.
• SH (Super High) - до 150 С.
• UH (Ultra High) - до 180 С.
• EH (Extra High) - до 200 С.

Цифри, які вказані в позначенні класу магнітів: 40UH, 38SH, 33M, N30 і так далі, вказують на магнітну енергію, вона вимірюється в кДж на кубічний метр. Цей критерій відповідає за потужність, тобто «зусилля на відрив», яке потрібно для додатка до магніту, щоб зробити відрив від поверхні. Чим буде вище позначення магніту, тим стане вище зусилля на відрив.
У той же час «сила на відрив» буде залежати також від ваги та розміру магніту. Наприклад, магніт 25 20 мм буде на порядок легше відірвати, наприклад, від сталевого листа, ніж магніт площею 40 5 мм.

Магніти також диференціюються на класи з урахуванням величини їх магнітного моменту на одну одиницю об'єму. Класи неодімових магнітів:

• N35-N52;
• N33M-N48M;
• N30H-N45H;
• N30SH-N42SH;
• N30UH-N35UH;
• N28EH-N35EH.

Застосування та особливості

При використанні неодімових магнітів слід враховувати їх особливості.

• Тривалість служби неодімових магнітів становить мінімум 30 років, в разі належного застосування і зберігання він може бути на порядок більше. Але в деяких умовах їх можна легко вивести з ладу, а також безповоротно зіпсувати їх. Неодимові магніти є абсолютно не гнучкими. Вони можуть ламатися при певному навантаженні і навіть тріскатися, в тому числі втрачати свої властивості.
• Падіння магніту або удар по ньому може призвести до відколювання частинок магніту, що може привести до зниження зчіпних властивостей. До того ж досить сильний удар здатний привести до втрати властивостей магніту. Тому слід уникати падінь неодімових магнітів, в тому числі там, де можливі удари один об одного частин і деталей або падіння.
• Магнітні властивості магніту під впливом високої температури втрачаються безповоротно. Залежно від поточної марки магніту, межа нагрівання може перебувати в межах 80-250 градусів Цельсія. У разі нагріванні вище нормативної температури у магніту втрачаються всі властивості. Саморазмагнічіваніе неодімових магнітів складає близько 1% за 10 років. Даний показник є досить високим.
• Обробка неодимового магніту майже неможлива. При створенні серійних зразків магнітів після покупки для якої-небудь мети буде практично неможливо надати магніту будь-яку іншу форму. Обумовлено це тим, що свердління сплаву, різка ріжучим інструментом або шліфування може стати причиною пожежі сплаву. У тому числі висока температура, яка буде виділятися при терті, буде викликати шкідливий вплив на сам магніт, а також його властивості.

Неодимові магніти досить широко використовуються в промисловості, їх застосовують при проведенні різноманітних експериментів і дослідів в області електротехніки та фізики.

• Потужними магнітами оснащуються фільтри, що уловлюють дрібні металеві частки в рідинах або газах.
• Магніти з неодимового сплаву також знаходять застосування у виробництві сувенірів та іграшок.
• Магніти завдяки високій зчіпний силі застосовуються для пошуку металевих предметів, які залягають під землею. Сьогодні їх активно застосовують пошукові системи, що займаються реставрацією техніки часів війни.
• Неодимові сплави застосовуються для створення магнітного кріплення, за допомогою якого виконується кріплення різних предметів.
• Для з'єднання деталей конструкцій з металу: міцного, проте легко роз'єднувати при необхідності.
• Для кріплення жалюзі, штор та інших елементів, пов'язаних з вікнами.
• Створення левітірующіх предметів інтер'єру, меблів. Останнім часом багато дизайнерів, та й звичайні творчі люди за допомогою неодімових магнітів роблять свої столи, підставки, підноси, ліжка по-справжньому в польоті.
• Створення генераторів вільної енергії, генераторів Тесла, магнітних клапанів, генераторів Серла, магнітних тунелів і датчиків Холла. Магніти високих класів застосовуються в Великому адронному колайдері.
• Магніти досить широко застосовуються в медицині, наприклад, в апаратах магнітно-резонансної томографії, а також для усунення болю при артриті.
• Неодимові магніти можуть знаходити широке застосування в побуті, починаючи від сантехніки, а також закінчуючи кріпленням фотографій або календаря до холодильника.
• Магніти застосовуються в створенні комп'ютерних жорстких дисків.
• Вирівнювання невеликих подряпин і вм'ятин на музичних інструментах і деталях. Достатньо лише докласти потужний неодимовий магніт з одного боку деталі, а також великий сталева кулька з іншої.
• Очищення технічних рідин і моторних масел автомобіля від сторонніх металевих частинок і домішок, що ведуть до зносу двигуна.
• Омагнічування води. Ряд лікарів рекомендують пити воду, яка оброблена магнітним полем з метою підвищення імунітету і поліпшення самопочуття.
• Магніти застосовуються для створення легких, компактних, але дуже потужних генераторів електричного струму, наприклад, вітроустановок , Гідроелектростанцій, а також інших об'єктів альтернативної енергетики.

Достоїнства і недоліки

До переваг неодімових магнітів можна віднести:

• Потужність тяжіння в десятки разів перевищує силу звичайного магніту.
• Вони користуються попитом у великих виробників, проте їх можна придбати і для побутового застосування. Магніти продаються в спеціальних магазинах і звичайних інтернет-магазинах.
• Завдяки досить великої потужності розмагнічування не відбувається тривалий час. За 10 років відбувається лише 1% розмагнічування.
• Можливість широкого застосування в різних галузях промисловості.
• Маленький вага і компактні розміри в порівнянні з іншими магнітами при однаковій силі зчеплення.

До недоліків неодімових магнітів можна віднести:

• Неодимові магніти можуть бути небезпечні для здоров'я і оточуючих виробів в недосвідчених і невмілих руках. Вони можуть пошкодити обшивку металевих меблів, автомобіля і навіть стін. Їх не можна давати дітям.
• Магніти досить важко расцепляются, що в певних випадках є великим недоліком.
• Негативний вплив на роботу електроніки.
• Неодимові магніти не витримують сильних падінь і ударів.
• Втрачають свої властивості при порівняно високих температурах.

Схожі теми: