Неодимові магніти: їх види, характеристики та варіанти застосування

0
897
1 бал2 бали3 бали4 бали5 балів6 балів7 балів8 балів9 балів10 балів (1 голос(-ів), середній бал: 10.00 з 10)

Найсильнішими, найпотужнішими, з доступних на сьогоднішній день у продажу постійними магнітами, є неодимові магніти. Вони мають хімічну формулу Nd2Fe14В, і мають виняткову щільністю магнітної енергії, яка досягає 512 кДж / м3. Якщо раніше самарій-кобальтові (SmCo) магніти вважалися найбільш потужними з доступних у продажу, то, починаючи з 1986 року, їх поступово почали замінювати неодимові магніти, значно економічніші за вартістю виробництва, хоча і з більш низькою температурою Кюрі.
1

З розвитком електронної промисловості, починаючи з 90-х років і до теперішнього часу, неодимові магніти отримали велику популярність повсюдно, і їх чудовими властивостями багато людей здивовані досі, адже такий магніт може підняти вантаж, який в тисячі разів перевищує вагу самого магніту.

 Все почалося з того, що в 1982 році японська компанія Sumitomo Special Metals, працюючи спільно з американською General Motors над проблемою пошуку альтернативи дорогим самарій-кобальтовим (SmCo) магнітам, відшукала таки з’єднання неодим-залізо-бор, яке і було запатентовано General Motors в 1985 році. У 1986 році була відкрита компанія Magnequench, що спеціалізувалася на випуску неодимових магнітів, і продавала сировину для їх виготовлення.

2

Пізніше Magnequench стала частиною Molycorp, США, а Sumitomo – частиною Hitachi Corporation, Японія, і тепер Hitachi має більш ніж 600 патентів, пов’язаних з виробництвом неодимових магнітів методом спікання, і ліцензує численні виробництва по всьому світу.

Зрештою, Китай вийшов в лідери з виробництва неодимових магнітів, адже ця країна контролює величезну частку світових рідкоземельних руд.

Щорічно в Китаї виробляють по 50000 тонн неодимових магнітів. Тим часом, в одній тоні вихідної руди міститься близько 700 кг заліза, а неодиму – максимум 450 грам.

Для виготовлення неодимових магнітів застосовують порошкову технологію, що дозволяє отримувати магніти трьох типів: пресовані магніти, литі магнітопласти, і спечені магнітопласти.

Перед виготовленням магнітів виплавляють магнітний матеріал, для цього вихідні елементи (залізо, неодим, бор) сплавляють в індукційній печі, потім дроблять отриманий сплав, отримуючи порошок для подальших етапів технологічного процесу, для роботи вже з порошком.

характеристики неодимових магнітів

Залежно від мікроструктури вихідних елементів, магнітні властивості кінцевого продукту можуть в деякій мірі відрізнятися. Найчастіше застосовують безпосередньо з’єднання Nd2Fe14В. Саме його структура і дає максимальну магнітокрісталліческую, одноосьовим анизотропию. Але можливі й більш складні хімічні реакції.

Спечені магнітопласти виходять шляхом пресування порошку неодиму-заліза-бору, його спікання в інертному або вакуумному середовищі, і подальшої шліфовки на верстаті до отримання потрібної форми. Під час пресування порошку, на нього діє магнітне поле потрібної інтенсивності і напрямку, який і задає намагніченість.

Литі магнітопласти виходять із застосуванням полімерів, які змішуються з неодим-залізо-бор порошком, а потім видавлюються в форму, і тут є можливість отримувати будь-які форми, однак енергія продукту обмежена значенням в 5 МГсЕ.

 Пресовані магнітопласти, в свою чергу, виходять наступним чином: вихідний порошок неодим-залізо-бор змішують з полімером, потім пресують у форму, нагрівають і намагннічують. Додаткової обробки не потрібно, а енергія пресованих магнітопластов обмежена значенням в 10 МГсЕ.

Отже, неодимові магніти мають такі відмітні властивостямі:

  1. за 10 років втрачають лише 1% намагніченості;
  2. доступні у будь-яких розмірах і формах;
  3. мають низьку температуру Кюрі
  4. мають високу стійкість до корозії;
  5. мають максимальну залишкову намагніченість;
  6. у них максимальна коерцитивна сила;
  7. максимальна питома магнітна енергія.

Неодимові магніти маркуються таким чином, це так звані класи неодімових магнітів:4

  • N35-N52
  • 33M-48M
  • 30H-45H
  • 30SH-42SH
  • 30UH-35UH
  • 28EH-35EH

 Тут номер позначає магнітну енергію, виражену в МГсЕ (МегаГаусс-Ерстед), а буква (марка) – допустимий температурний діапазон:

  •  N (Normal) – до 80 градусів Цельсія;
  • M (Medium) -до 100 градусів Цельсія;
  • H (High) – до 120 градусів Цельсія;
  • SH (Super High) – до 150 градусів Цельсія;
  • UH (Ultra High) – до 180 градусів Цельсія;
  • EH (Extra High) – до 200 градусів Цельсія.

Зазвичай, продавець завжди готовий надати вичерпну інформацію про технічні характеристики пропонованих їм неодімових магнітів.

 Застосування магнітів

1Неодимові магніти майже повністю витіснили ферритові магніти в багатьох сферах застосування, включаючи промисловість, оскільки вони набагато сильніше, і при цьому є більш компактними. Так, неодимові магніти знайшли наступні застосування:

  • в приводах головок жорстких дисків комп’ютерів;
  • в складі головок недорогої апаратури;
  • в магітно-резонансній томографії (МРТ);
  • в магнітних звукознімачах гітар;
  • в електронних сигаретах;
  • в дверних замках;
  • в вітрогенераторах;
  • в пропотипах безпаливних генераторів;
  • в гучномовцях і навушниках;
  • в магнітних підшипниках;
  • в спектрометрах;
  • в електродвигунах;
  • в акумуляторних інструментах;
  • в серводвигунах;
  • в підйомних і компресорних двигунах;
  • в крокових двигунах;
  • в електричних підсилювачах керма;
  • на гібридному і на електричному транспорті;
  • в генераторах і турбінах (турбіни прямого приводу вимагають 600 кг магнітів на мегават потужності, а 31% цієї маси – неодим);

4Крім цього, неодимові магніти з їх унікальними магнітними властивостями надихнули творців іграшок і прикрас. Всім відомі магнітні набори НеоКуб, і інші; різні конструктори, різноманітні декоративні застібки та інше.

Таким чином, неодимові магніти здатні далеко не тільки на вирішення складних виробничих завдань, а й на прості, зручні рішення.

БЕЗ КОМЕНТАРІВ

Увійти за допомогою: 

НАПИСАТИ ВІДПОВІДЬ

Увійти за допомогою: