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.
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.
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.
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:
- за 10 років втрачають лише 1% намагніченості;
- доступні у будь-яких розмірах і формах;
- мають низьку температуру Кюрі
- мають високу стійкість до корозії;
- мають максимальну залишкову намагніченість;
- у них максимальна коерцитивна сила;
- максимальна питома магнітна енергія.
Неодимові магніти маркуються таким чином, це так звані класи неодімових магнітів:
- 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
Неодимові 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);
Крім 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.
