магниты неодимовые что это такое
Неодимовый магнит: преимущества и применение
Не первый год в сети идет активное обсуждение неодимовых магнитов, их свойств и применения в быту. Интересно разобраться, чем отличается этот магнит от обычного и соответствует ли он на самом деле тем качествам, которые ему приписываются в рекламе.
Что такое неодимовый магнит и чем он отличается от обычного
Главным отличием неодимового сплава от прочих разновидностей является его мощность. Небольшой кусочек, содержащий в своем составе молекулы бора, железа и неодима, способен надежно удержать тяжелый груз на своей поверхности.
В отличие от простого ферритового состава неодимовый сплав имеет особую химическую решетку, которую невозможно получить при соединении любых других элементов. Ученые доказали, что сила притяжения постоянного магнита в 18 раз превышает энергию ферритового аналога.
Особенности производства
При производстве неодимовых магнитов используется особая технология, в процессе которой соединяют три вещества. Наименьший удельный вес имеет бор, а максимальное количество в конечном веществе занимает неодим – редкоземельный металл лантаноидной группы (60 элемент в таблице Менделеева). Что касается железа, то его роль в сплаве сводится к связующему компоненту.
При изготовлении сверхмощных устройств используется особая технология. В отличие от производства простых изделий компоненты не расплавляют, а спекают. От такой процедуры полученное вещество становится хрупким. Именно с целью защиты готового изделия от сколов и появления ржавчины на заключительном этапе магниты покрывают медно-никелевым сплавом.
Сфера и способы применения устройств в быту и не только
Благодаря особой мощности, изобретение американских ученых с каждым днем все больше вытесняет с рынка привычные для многих ферросплавы.
Сверхмощные комочки сложного состава востребованы во многих сферах, в частности, их используют при:
Сила притяжения сплава позволяет искать и поднимать металлические предметы из глубоких ям и труднодоступных мест. Благодаря высокой мощности магнита, маленький кусочек комбинированного металла можно легко переместить в отдаленные уголки и при этом собрать максимальное количество мелких предметов, которые вряд ли получилось объединить обычным ферритом.
В быту неодимовые магниты применяют в самых неожиданных местах, например, в приборах для мытья стекол и на приусадебных участках. Кроме того, мощными устройствами намагничивают металлические планки для крепления кухонной утвари, полочек и подставок.
Автолюбители при помощи «сверхметалла» умудряются удалять вмятинки на корпусе машин.
В народной медицине супермощный сплав используют для изготовления лечебных украшений, способных нормализовать кровяное давление и изменять ауру человека.
Виды и отличия таких магнитов
Основным отличием неодимовых магнитов от ферритовых изделий являются:
Кроме того, в отличие от ферритовых, сверхмощные комочки имеют металлический блеск. В зависимости от потребностей изделия могут иметь вид пластин (с отверстиями и без них), небольших цилиндров или конусов, кубиков и шариков различного размера.
Преимущества и недостатки
Преимуществом «суперметаллических» комочков является малый размер и высокая мощность. Изделия из редкоземельного металла устойчивы к ударам и служат намного дольше ферритовых.
Что касается недостатков, то следует сказать о том, что магнит размером с ладошку ребенка имеет весьма ощутимый вес. Кроме того, важно сказать, что изделия из сверхмощного сплава имеют высокую стоимость.
А еще, особый слой покрытия следует оберегать, и именно поэтому категорически запрещается самостоятельно распиливать, сверлить или иным способом разрушать защитную пленку!
Благодаря находке ученых, которая произошла еще в 1982 году, жизнь человечества изменилась в лучшую сторону.
Описание и использование неодимового магнита
Неодимовый магнит является самым мощным и постоянным магнитом, в состав которого входит редкоземельный неодим, бор и железо. Какого полное определение магнита и основные преимущества, в чем заключается его сила и каков принцип действия? Об этом далее.
Что это такое
Неодимовым магнитом является магнитный элемент, который состоит из неодимового редкоземельного борного и железного материала. Обладает кристаллической структурой, тетрагональной формой и формулой Nd2Fe14B.
Неодимовый магнит как самый распространенный вид
Впервые был создан организацией General Motors в 1982 году. Является самым сильным постоянным магнитным элементом, величина мощности которого в несколько раз больше обычного. Оснащен большой магнитной индукцией в 12 400 гаусс.
Обратите внимание! Это хрупкий сплав, имеющий формулу NdFeB, а также жесткий никелированный защитный слой и соответствующий класс. Пользуется большой популярностью и выпускается в разной форме.
Преимущества
Самый распространенный неодимовый магнит — тот, который имеет сплав железного оксида, обладающий хорошей термостойкостью, высокой магнитной проницаемостью и низкой себестоимостью. Оснащен цветовой маркировкой, высокой коэрцитивной силой, мощным магнитным полем, удерживающим предметы на весу, компактным размером, малым весом, доступностью и широкой областью применения. Имеет большой срок службы.
Если обычный магнит работает на протяжении 10 лет и может размагничиваться, то неодимовый через 100 лет не утрачивает свои свойства. Еще одно преимущество заключается в форме. Подобное изделие обладает формой подковы. Она дает большой срок службы прибору. Что касается стоимости, это — дорогие изделия, однако стоимость оправдывается с помощью превосходных эксплуатационных качеств и безупречной надежности.
Долговечность работы как одно из преимуществ
Стоит указать, что сила, заключенная в неодимовых магнитах, еще одно их преимущество. Она высокая и найти конкурентную ей нереально. Это рекордный вид показателя, повышение которого невозможно. Сила образуется при изготовлении. Намагничивание происходит после формирование сплава. Благодаря существующим технологиям намагничивается сплав таким образом, что магнит имеет невероятно высокую мощность и этот показатель достигает рекорда.
Обратите внимание! Мощность — относительное обывательское понятие. Сила стабильная, но измеряется она при помощи приборов. При этом показания зависят от того, какая толщина у поверхности и чистота. Некоторое влияние способен оказывать угол отрыва.
Срок службы
Срок работы оборудование, если будет надлежащее использование, равен 30 лет. Из-за неосторожного обращения, прибор может быть испорчен. Дело в отсутствии гибкости, а также в ломкости и потрескивании в момент большой нагрузки. Из-за падения, удара или снижения сцепных свойств снижается срок службы оборудования. По этой причине необходимо избежание падений с использованием соприкасающихся в движениях деталей.
Еще одним крайне важным моментом является безвозвратная потеря магнитных свойств из-за нагревания. Поэтому шлифовка с резкой или сверлением снижает цепную силу и может возгораться сплав. Если же хранение с эксплуатацией организовано правильно, то намагниченность сохраняется на протяжении 10 лет.
Продолжительный срок службы
Конструкция
Отвечая на вопрос, из чего сделан неодимовый магнит, можно указать, что это редкоземельный элемент, который содержит атом с лантанидом или актинидом. В классическом составе может еще находится присадка. Она используется, чтобы увеличить силу с выносливостью и стойкостью к большим температурам. Бор используется в малом количестве, железо — связующий элемент. Благодаря такому составу получается большая сцепная сила. При соединении нескольких ферритовых колец, можно руками разъединить их. Что же касается неодимовых магнитов, этого сделать нельзя.
Состав магнитного материала
Как намагничивают неодимовые магниты
Намагничивание неодимовых магнитов происходит путем взаимодействия ионового брома, железа и неодима мощного магнитного поля. Благодаря подобным действиям получается элемент, который имеет высокую коэрцитивную силу и высокую мощность сцепления. Также он обладает крайне продолжительным сроком службы в быту.
Намагничивание неодимовых материалов
Принцип работы
Работает неодимовый магнит очень просто. В случае соединения двух магнитных элементов и совпадения полюсов по направлению, магнитная сила двух полей будет усилена. В итоге получится общее сильное магнитное поле. При обратном расположении намагниченных элементов, получится угнетение магнитного поля.
Как использовать
Неодимовый магнитный элемент самый сильный, превышающий аналоги, которые основаны на редкоземельном металле. Помимо этого, неодим способен значительно надолго сохранять намагниченную структуру. Использовать подобное оборудование можно в разных сферах. К примеру, его применяют при изготовлении накладных наушников с ветрогенераторами, мотор-колесами и скутерами.
Обратите внимание! Магниты активно используются в промышленной, бытовой, медицинской сфере. Также их применяют, чтобы проводить поисковые работы металлоискателем. Нередко их можно найти в сантехнике или сувенирах.
Из конкретных примеров можно назвать применение магнита при разработке медицинских приборов, магнитной обработки воды, создании масловых и технологичных фильтров, формировании исполнительных механизмов с высокочувствительными датчиками. Кроме того, они нужны, чтобы производилась одежда с чехлом и обувью, создавались рекламные, информационные и навигационные материалы.
Сфера применения материала
В целом, неодим — самый мощный постоянный магнитный материал, который обладает высокой стойкостью к размагничиванию, мощностью притяжения и металлическим внешним видом. Имеет большой срок службы, состоит из бора, железа и металла лантаноидной группы.
Неодимовые магниты, зачем нужны? Несколько способов их использования
Так где их применять, раз они такие опасные?
1) «Очистка стенок аквариума»
Негативное действие сильного магнитного поля на аквариумных рыбок пока достаточно не изучено, поэтому чистить стекло ими можно. Если вам лень сливать и менять воду в аквариуме или более того вы боитесь замочить руки, на помощь придет магнит, вернее два. Один ставим, только осторожно, чтобы не разбить стекло, во внутренней стороне аквариума поставив под ним небольшую губку желтого цвета.
Другой же с внешней стороны, притягиваясь магниты смыкаются и мы двигая магнитом протираем стекло. Желательно также отгонять рыбок от магнита, если вдруг магнит таки опасный для рыбок.
Некоторых рыб в море или речке, которые проглотили крючки можно даже словить на неодимовый магнит.
2) «Вечные двигатели, роторы»
Ну тут ничего сложного нет, все знают что с помощью неодимового магнита можно создавать (вечно) вращающие валы.
Некоторые даже промышленно выпускают такие моторы. Электрические моторы все чаше делают без щеток, то есть с магнитным ротором. Такие роторы видны в электромобилях, электровелосипедах, самокатах, гироскутерах.
3) «Компас»
Тут чуть сложнее вечного двигателя. Но скажу по секрету если подвесить такой магнит на веревочке он покажет направление сторон света.
С ним уже будет сложнее заблудится, как его не крути.
4) «Поиск железных метеоритов»
Как я уже писал в других темах раньше, на Землю за год с неба падает около 300 т камней, то есть метеоритов, с них много железных. Если вы вдали от цивилизации, в противном случае вам будут только крышечки от пива попадаются. Пройдя поле, пустыню, лес, водоем, можно насобирать мелкие железные камушки среди которых попадаются и метеориты.
А нынче они ой как не дешево стоят.
5) «Украшение на уши или нос»
Если вы не хотите делать дырки в ушах или носу, мало ли что, больно или инфекцию можно занести, да и потом может разонравится, а дырка останется. Тут на помощь придет неодимовый магнит.
К одному магниту можно приклеить украшение или золото, а другой будет притягиваясь к первому стаскивая его.
Тут главное настроить силу притяжения дабы сильно не прижать кожу.
6) «Знаки, шашки на автомобиле»
Если вы не хотите сверлить отверстие в кузове автомобиля, а таких автомобилистов скорее всего 99 %. То воспользуйтесь неодимовым магнитом, он хорошо прилипает к железному корпусу авто.
Есть промышленные антенны которые крепятся магнитами, также мигалки для спецтехники или шашки для такси. Следует помнить чтобы не поцарапать кузов от силы магнита его нужно защитить резиной.
7) «Магнитные крючки»
С помощью магнита можно также крепить крючки. Магнитные крючки бывают уже готовые промышленные.
8) «Очистка моторного масла»
Причина износа ходовых частей автомобиля является в том числе ухудшение качества масла. В масле при трении стальных деталей накапливается стальная пыль. Частично с функцией очистки от той пыли справляется масляный фильтр, но часто частицы проходят сквозь него. Использование магнитов, как рекомендуют автолюбители, позволяет отлавливать маленькие стальные частицы.
Неодимовые магниты. Устройство и применение. Виды
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.
Что собой представляют неодимовые магниты
Это 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:
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:
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:
В зависимости от марки магниты различаются по диапазонам рабочих температур:
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.
В чем отличие неодимового магнита от других магнитов?
Свойства и применение неодимовых магнитов
Неодимовый редкоземельный магнит изготавливаются из сплава редкоземельных металлов (неодима, железа, бора). Неодимовые магниты обладают наибольшей магнитной способностью из всех существующих.
Как их изготавливают
Магниты из неодима обрели популярность несколько десятков лет назад. Разработки ведутся в крупных месторождениях в странах США, России, Украины, Казахстана и ряда других. Из Китая экспортируется 90% неодима.
Их изготавливают, следуя определенным стандартам. Порошок магнитного состава спекают в сплав, а затем намагничивают. Каждый сплав имеет свою силу сцепления. При обработке их покрывают никелем или цинком, а также эпоксидной смолой, чтобы предотвратить коррозию.
Свойства
Неодимовые магниты имеют следующие свойства:
1) Высокие магнитные параметры Br, Нсв, Hcм, ВН.
2) Отсутствие кобальта в сплаве, что дает им преимущество в ценовом плане.
3) Неодим иногда может быть заменен на другой редкоземельный металл.
4) Их можно можно выплавлять любой формы и размера.
Неодимы достаточно хрупкие и склонны к коррозии, поэтому их покрывают медью, цинком, хромом, никелем или эпоксидной смолой.
Применение неодимовых магнитов дома и на производстве
В быту магниты необходимо использовать крайне осторожно из-за мощного притяжения. При прикреплении к металлической поверхности, снять его будет проблематично. Также данные магниты используются в дизайне интерьеров.
Магниты, изготовленные из неодима, используются во многих промышленных отраслях. Это обусловлено мощной сцепляющей способностью, что позволяет применять их как в поисковых устройствах, так и в электродвигателях. Также они нашли применение в следующих отраслях:
1. Используются при промышленном изготовлении HDD.
2. Встроены в DVD в виде кубика.
3. Обеспечивают увеличение громкости в любых видах динамиков.
4. В нефтяной отрасли продукцию очищают от металлической стружки при помощи неодимов.
5. Встроены в металлоискатели, аппараты МРТ, магнитные держатели, генераторы.
6. Их часто используют на производстве игрушек.
Также в быту удобно иметь такой магнитик под рукой: можно крепить различные приспособления, ключи, бытовые приборы. Не говоря уже о том, что можно искать металлические предметы в труднодоступных местах.
Остановка счетчиков неодимовым магнитом
При установке магнита на счетчик необходимо убедиться, что поблизости нет никаких травмирующих предметов, способных притянуться к нему. Важно проложить между неодимом и счетчиком какую-либо прокладку, чтобы на последнем не оставалось следов. По ним сотрудники коммунальных служб легко вычисляют тех, кто экономит.
Как выбрать и проверить неодимовый магнит
Для бытового использования подходят недорогие и наименее мощные магниты из неодима. Выбирать их следует в зависимости от следующих параметров:
1. Температура. Неодимы с маркировкой N принимают температуру до +80⁰C. После прохождения данной границы притяжение теряет свою силу. Для высоких температур следует выбирать с маркировкой M (до +100⁰C) или H (до +120⁰C). В экстремальных условиях используют изделия EH, выдерживающие температуру до +200⁰C.
2. Площадь соприкосновения. Мощность сцепления зависит от площади соприкосновения рабочих поверхностей.
3. Материал для взаимодействия. Чем больше примесей содержится в материалах обеих поверхностей, тем меньше будет мощность сцепления. Наилучшее сцепление будет с чистым железом.
4. Качество поверхности. Выемчатая и шероховатая поверхность значительно уменьшает мощность сцепления.
5. Угол соприкосновения. Важно наиболее выгодно зафиксировать магнит, чтобы полностью использовать его сцепляющую способность.
В промышленных условиях данные характеристики проверяют при помощи специального оборудования. В домашних условиях таких возможностей нет, но существует проверка, позволяющая отличить неодимовый магнит от ферритового. Одним из самых простых способов будет установить магнит на лист металла. Неодимовый от металла будет отделить крайне сложно, в то время как ферритовый с легкостью снимется. Большие магниты присоединяют к гладким металлическим поверхностям. Разъединить две поверхности будет возможно только при сползании.
Внешние факторы, влияющие на магнитное поле
На магнитное поле неодима влияют некоторые внешние факторы. Они определяют эффективность работы, и показывают насколько магнит отвечает своим характеристикам. За это отвечают следующие параметры:
— расстояние. Расположение магнита на большом расстоянии будет приносить не тот эффект, который требуется. Эффективность работы будет зависеть даже от дополнительного слоя краски или шероховатости поверхности;
— температура. Чтобы температурные характеристики не угнетали полезного действия магнита, необходимо заранее подобрать изделие с нужной маркировкой;
— масса и форма магнита.
Виды неодимовых магнитов
Классы магнитов с различными маркировками (N40, 50M, 35H и т.д.) помогают определить по таблице магнитную энергию, которая показывает мощность сцепления, т.е. сколько силы нужно приложить, чтобы отсоединить его от рабочей поверхности.