Для чего используются неодимовые магниты?

Никельгальванический неодимовый магнит на кронштейне из привод жесткого диска Кубики из никелированного неодимового магнита Слева: высокое разрешение просвечивающая электронная микроскопия изображение Nd2Fe14B; верно: Кристальная структура с ячейка отмечен
А неодимовый магнит

(также известен как
NdFeB
,
СИБ
или же
Нео
магнит) является наиболее широко используемым[1] тип редкоземельный магнит.Это постоянный магнит сделано из сплав из неодим, утюг, и бор сформировать Nd2Fe14B четырехугольный кристаллическая структура.[2] Независимая разработка в 1984 г. Дженерал Моторс и Sumitomo Special Metals,[3][4][5] неодимовые магниты — это самый мощный из имеющихся на рынке постоянных магнитов.[2][6] Из-за различных производственных процессов они делятся на две подкатегории: спеченные магниты NdFeB и связанные магниты из NdFeB.[7][8] Они заменили другие типы магнитов во многих приложениях в современной продукции, требующей сильных постоянных магнитов, таких как электродвигатели в аккумуляторных инструментах, жесткие диски и магнитные застежки.

История

General Motors (GM) и Sumitomo Special Metals независимо друг от друга открыли Nd2Fe14B почти одновременно в 1984 г.[3] Первоначально исследование было вызвано высокой стоимостью сырья. SmCo постоянные магниты, которые были разработаны ранее. GM сосредоточился на разработке спряденный из расплава нанокристаллический неодим2Fe14B, в то время как Sumitomo разработала спеченный Nd2Fe14Магниты B. GM коммерциализировала свои изобретения изотропный Нео пудра, связанный нео магниты и связанные с ними производственные процессы, основав Magnequench в 1986 году (с тех пор Magnequench стала частью Neo Materials Technology, Inc., которая позже слилась с Моликорп). Компания поставила формованный из расплава неодим2Fe14Порошок B производителям магнитов. В Сумитомо объект стал частью Hitachi Corporation, и производила, но также лицензировала другим компаниям производство спеченного неодима2Fe14Магниты B. Hitachi владеет более 600 патентами на неодимовые магниты.[9]

Китайские производители стали доминирующей силой в производстве неодимовых магнитов, благодаря их контролю над большей частью мировых источников редкоземельных рудников.[10]

В Министерство энергетики США определила необходимость поиска заменителей редкоземельных металлов в технологии постоянных магнитов и профинансировала такие исследования. В Агентство перспективных исследовательских проектов — Энергия спонсировал программу «Альтернативы редкоземельных элементов в критических технологиях» (REACT) по разработке альтернативных материалов. В 2011 году ARPA-E выделило 31,6 миллиона долларов на финансирование проектов по замене редкоземельных элементов.[11] Из-за его роли в постоянных магнитах, используемых для Ветряные турбиныутверждалось, что неодим станет одним из главных объектов геополитической конкуренции в мире, Возобновляемая энергия. Но эта точка зрения подвергалась критике за непризнание того, что большинство ветряных турбин не используют постоянные магниты, и за недооценку силы экономических стимулов для расширения производства.[12]

Неодимовый магнит – применение в медицине

Как использовать неодимовый магнит правильно, знает только обученный специалист. Этот сплав применяют во многих областях промышленности, машиностроении, сельском хозяйстве и в медицине. Неодимовые магниты являются неотъемлемой частью многих приборов для диагностики заболеваний: томографов, рентген-аппаратов и других важных приспособлений.

Помимо прочего, магниты применяют для:

изготовления стелек;
в физиотерапии (путем прикладывания к болезненным точкам);
изготовления магнитных поясов.

Магниты для лечения суставов в домашних условиях можно применять путем прикладывания сплава к больным суставам. Но заниматься самолечением опасно, поэтому целесообразнее будет прежде проконсультироваться с лечащим врачом и исключить заболевания, при которых применение магнитов запрещено.

Магнитотерапия направлена на:

уменьшение болевого синдрома;
снятие воспаления;
улучшение общего состояния здоровья пациента.

Сочинение

Неодим — это металл, который ферромагнитный (более конкретно это показывает антиферромагнитный свойства), то есть, как и железо, он может быть намагниченный стать магнит, но это Температура Кюри (температура, выше которой его ферромагнетизм исчезает) составляет 19 К (-254,2 ° C; -425,5 ° F), поэтому в чистом виде его магнетизм проявляется только при чрезвычайно низких температурах.[13] Однако соединения неодима с переходные металлы например, железо может иметь температуру Кюри намного выше комнатной, и они используются для изготовления неодимовых магнитов.

Сила неодимовых магнитов является результатом нескольких факторов. Самое главное, что четырехугольный Nd2Fe14Кристаллическая структура B имеет исключительно высокую одноосную магнитокристаллическая анизотропия (ЧАС

А ≈ 7 — напряженность магнитного поля H в единицах А / м в зависимости от магнитный момент в А · м2).[14][3] Это означает, что кристалл материала предпочтительно намагничивается по определенной кристаллическая ось но очень трудно намагнитить в других направлениях. Как и другие магниты, сплав неодимового магнита состоит из микрокристаллический зерна, которые выровнены в мощном магнитном поле во время производства, так что все их магнитные оси направлены в одном направлении. Сопротивление кристаллической решетки изменению направления намагниченности придает соединению очень высокую принуждение, или сопротивление размагничиванию.

Атом неодима может иметь большую магнитный дипольный момент потому что в нем 4 неспаренные электроны в своей электронной структуре[15] в отличие от (в среднем) 3 в железе. В магните именно неспаренные электроны, выровненные так, что их спин находится в одном направлении, создают магнитное поле. Это дает Nd2Fe14B соединение высокого намагниченность насыщения (J

s ≈ 1.6 или 16 ) и остаточная намагниченность, как правило, 1,3 тесла. Следовательно, поскольку максимальная плотность энергии пропорциональна
J
s2, эта магнитная фаза имеет потенциал для хранения большого количества магнитной энергии (
BH
Максимум ≈ 512 кДж / м3 или 64 MG · Oe). Это значение магнитной энергии примерно в 18 раз больше, чем у «обычных» ферритовых магнитов по объему и в 12 раз по массе. Это свойство магнитной энергии выше у сплавов NdFeB, чем у сплавов. самарий кобальт (SmCo) магниты, которые были первым типом редкоземельных магнитов, которые были коммерциализированы. На практике магнитные свойства неодимовых магнитов зависят от состава сплава, микроструктуры и технологии изготовления.

Nd2Fe14Кристаллическую структуру B можно описать как чередующиеся слои атомов железа и соединения неодима и бора.[3] В диамагнитный Атомы бора не вносят непосредственного вклада в магнетизм, но улучшают когезию за счет прочной ковалентной связи.[3] Относительно низкое содержание редкоземельных элементов (12% по объему) и относительное содержание неодима и железа по сравнению с самарий и кобальт делает неодимовые магниты дешевле, чем самариево-кобальтовые магниты.[3]

Сила сцепления магнита на отрыв и сдвиг

Неодимовый магнит в качестве вешалки
Сила сцепления – важная характеристика неодимового магнита, на которую следует обращать внимание при его выборе. Важно подбирать изделие с определенным запасом по мощности. Существует два вида силы сцепления: на отрыв и на сдвиг. Какая из двух характеристик важнее, зависит от задач, которые магнит выполняет.

Сила сцепления на отрыв
– это усилие, которое необходимо приложить, чтобы оторвать магнитный материал от поверхности. В характеристиках изделия указана его сила притяжения в идеальных условиях, при которых он полностью прилегает к гладкому ровному стальному листу толщиной не менее 20 мм и отрывается от него под прямым углом. Поскольку на практике условия далеки от идеальных, то и удерживающая сила в реале будет ниже заявленной.
Сила сцепления на сдвиг
применима, когда магнит перемещается вдоль поверхности изделия. Этот параметр составляет примерно 15-50% от силы на отрыв. Если нагрузка выше заявленной характеристики, то предмет будет съезжать по вертикальной поверхности. Например, магнит прямоугольник 20х10х4 мм выдерживает нагрузку на отрыв 4 кг, но при использовании на сдвиг его предельная нагрузка будет равняться 1,8 кг. Для многих применений сила на сдвиг является основной характеристикой неодимового магнита.

Сцепная сила зависит от многих факторов. Например, на шероховатой поверхности она несколько ниже, чем на гладкой и ровной поверхности. Чем тоньше металл, на который крепится магнит, тем слабее он будет держаться. Предметы не всегда полностью прилегают к магнитной поверхности, и чем больше площадь их соприкосновения, тем сильнее притяжение.

Но есть и другие факторы, про которые не стоит забывать. Например, не все металлы и сплавы магнитятся одинаково. Если изделие окрашено, имеет полимерное покрытие или ржавчину, то сила сцепления тоже несколько снизится. Также необходимо обращать внимание на класс сплава неодима. Чем больше его порядковый номер, тем выше магнитная энергия. Например, N45 > N38.

Таким образом, сила сцепления магнита зависит от следующих основных факторов:

размера изделия;
класса магнитного сплава;
способа крепления – на отрыв или на сдвиг;
толщины и шероховатости металлического основания;
площади прилегания контактных поверхностей;
наличия лакокрасочных покрытий и ржавчины.

Чтобы было легче разъединить два магнита, прилагайте усилие не на отрыв, а на сдвиг.

Характеристики

Неодимовые магниты (маленькие цилиндры) поднимают стальные сферы. Такие магниты могут легко поднимать вес, в тысячи раз превышающий их собственный. Феррожидкость на стеклянной пластине показывает сильное магнитное поле неодимового магнита внизу.

Оценки

Неодимовые магниты классифицируются по их продукт максимальной энергии, что относится к магнитный поток выход на единицу объема. Более высокие значения указывают на более сильные магниты. Для спеченных магнитов NdFeB существует широко признанная международная классификация. Их значения варьируются от 28 до 52. Первая буква N перед значениями является сокращением от неодима, что означает спеченные магниты NdFeB. Буквы, следующие за значениями, указывают на внутреннюю коэрцитивную силу и максимальные рабочие температуры (положительно коррелированные с Температура Кюри), которые варьируются от значений по умолчанию (до 80 ° C или 176 ° F) до AH (230 ° C или 446 ° F).[16][17]

Марки спеченных магнитов NdFeB:[7][требуется дальнейшее объяснение

][18][
ненадежный источник?
]

N30 — N52
Н30М — Н50М
N30H — N50H
Н30Ш — Н48Ш
N30UH — N42UH
N28EH — N40EH
N28AH — N35AH

Магнитные свойства

Некоторые важные свойства, используемые для сравнения постоянных магнитов:

Остроту (B
р)
, который измеряет напряженность магнитного поля.
Коэрцитивность (ЧАС
ci)
, сопротивление материала размагничиванию.
(Максимум) Энергетический продукт (BH
Максимум)
, плотность магнитной энергии,[19] характеризуется максимальным значением плотность магнитного потока(B) раз напряженность магнитного поля (ЧАС).
Температура Кюри (Т
C)
, температура, при которой материал теряет свой магнетизм.

Неодимовые магниты имеют более высокую остаточную намагниченность, гораздо более высокую коэрцитивную силу и произведение энергии, но часто более низкую температуру Кюри, чем другие типы магнитов. Специальные неодимовые магнитные сплавы, которые включают тербий и диспрозий были разработаны, которые имеют более высокую температуру Кюри, что позволяет им выдерживать более высокие температуры.[20] В таблице ниже сравниваются магнитные характеристики неодимовых магнитов с другими типами постоянных магнитов.

Магнит	B р (Т)	ЧАС ci (кА / м)	BH Максимум (кДж / м3)	Т C
Магнит	B р (Т)	ЧАС ci (кА / м)	BH Максимум (кДж / м3)	(° C)	(° F)
Nd2Fe14B, спеченный	1.0–1.4	750–2000	200–440	310–400	590–752
Nd2Fe14B, приклеенный	0.6–0.7	600–1200	60–100	310–400	590–752
SmCo5, спеченный	0.8–1.1	600–2000	120–200	720	1328
Sm (Co, Fe, Cu, Zr)7, спеченный	0.9–1.15	450–1300	150–240	800	1472
Алнико, спеченный	0.6–1.4	275	10–88	700–860	1292–1580
Sr-феррит, спеченный	0.2–0.78	100–300	10–40	450	842

Физико-механические свойства

Микрофотография NdFeB, показывающая магнитный домен границы Сравнение физических свойств спеченного неодима и Sm-Co магниты[21][22]

Свойство	Неодим	Sm-Co
Остроту ()	1–1.5	0.8–1.16
Коэрцитивность (МА / м)	0.875–2.79	0.493–2.79
Относительная проницаемость	1.05	1.05–1.1
Температурный коэффициент остаточной намагниченности (% / K)	−(0.12–0.09)	−(0.05–0.03)
Температурный коэффициент коэрцитивной силы (% / K)	−(0.65–0.40)	−(0.30–0.15)
Температура Кюри (° C)	310–370	700–850
Плотность (г / см3)	7.3–7.7	8.2–8.5
Коэффициент теплового расширения, параллельно намагничиванию (1 / K)	(3–4)×10−6	(5–9)×10−6
Коэффициент теплового расширения, перпендикулярно намагниченности (1 / K)	(1–3)×10−6	(10–13)×10−6
Предел прочности при изгибе (Н / мм2)	200–400	150–180
Прочность на сжатие (Н / мм2)	1000–1100	800–1000
Предел прочности (Н / мм2)	80–90	35–40
Твердость по Виккерсу (ВН)	500–650	400–650
Электрические удельное сопротивление (Ом · см)	(110–170)×10−6	(50–90)×10−6

Проблемы с коррозией

Эти неодимовые магниты сильно корродировали после пяти месяцев погодных условий.
Спеченный Nd2Fe14B, как правило, уязвим для коррозия, особенно вдоль границы зерен спеченного магнита. Этот тип коррозии может вызвать серьезное повреждение, включая превращение магнита в порошок из мелких магнитных частиц или скалывание поверхностного слоя.

Эта уязвимость устраняется во многих коммерческих продуктах путем добавления защитного покрытия, предотвращающего воздействие атмосферы. Никелирование или двухслойное медно-никелевое покрытие являются стандартными методами, хотя также используются покрытия другими металлами или полимерные и лаковые защитные покрытия.[23]

Магазины неодимовых магнитов на Алиэкспресс

Выделили несколько действительно топовых магазинов с специализирующихся на продаже магнитов, кому недостаточно вариантов в подборке выше можно обратить внимание на эти варианты

Посмотреть на Aliexpress

Температурные эффекты

Неодим имеет отрицательный коэффициент, означающий коэрцитивную силу вместе с плотностью магнитной энергии (BH

Максимум) уменьшается с температурой. Магниты из неодима, железа и бора имеют высокую коэрцитивную силу при комнатной температуре, но при повышении температуры выше 100 ° C (212 ° F) коэрцитивная сила резко уменьшается до температуры Кюри (около 320 ° C или 608 ° F). Это падение коэрцитивной силы ограничивает эффективность магнита в условиях высоких температур, таких как ветряные турбины, гибридные двигатели и т. Д. Диспрозий (Dy) или тербий (Tb) добавляется, чтобы ограничить падение производительности из-за изменений температуры, что делает магнит еще более дорогим.[24]

Виды магнитов

Какие магниты бывают? Они могут быть трёх типов:

Постоянные М имеют природное происхождение. Изготавливают их из сплавов нескольких магнетиков.
Временные М проявляют свои свойства под воздействием внешнего магнитного поля.
Электромагниты состоят из катушки изолированного провода на сердечнике под напряжением.

Постоянные магниты по составу разделяют на несколько видов:

ферриты;
неодимовые ПМ;
самариевокобальтовые сплавы;
альнико;
магнитопласты.

Ферриты

Керамические ПМ, или ферриты, – самый распространённый вид постоянных магнитов. Они появились в 60-е годы прошлого века в результате успешных разработок нового магнитного сплава. Ферритовые ПМ на протяжении долгого времени сохраняют высокий уровень намагниченности. Однако сила их магнетизма сильно зависит от перепадов температуры окружающей среды.

Для удобного использования ферритовые изделия производят разной формы и величины. Магниты делают в виде цилиндров, колец, прямоугольных брусков и дисков. В последнее время появились ферритовые магниты с рым болтами для проведения поисковых работ, как в сыпучей, так и водной среде.

Феррит

Неодимовые ПМ

Неодимовые – очень сильные магниты, делают их из сплава неодима, железа и бора. Источник постоянного магнитного поля представляет собой кристаллическую структуру из связанных между собой атомов в соответствии с формулой Nd2Fe14B. ПМ используется в различных отраслях промышленности, медицине, в электротехнической сфере, электронике и быту.

Неодимовые М

Самариево-кобальтовые сплавы

В сплаве содержится редкоземельный химический элемент – самарий. Металл обладает сильнейшими магнитными свойствами. Самариево-кобальтовые магниты (СКМ) обладают высокой устойчивостью к коррозии и температурным перепадам, не нуждаются в специальном защитном покрытии.

Богатые месторождения самария расположены в Китае. В этой стране налажено массовое производство СКМ. При определённых условиях самариевые изделия по своей силе превосходят самые мощные неодимовые магниты. СКМ изготавливают двух видов, соответствующих химическим формулам: SmCo5, Sm2Co17.

СКМ

Важно! СКМ используются практически во всех отраслях промышленности. Магниты являются основой для создания ответственных деталей электродвигателей, генераторов, различных электротехнических приборов. Немаловажную роль СКМ играют в акустических системах, приводах жёстких дисков ПК и пр.

Альнико

Своё название ПМ получили от сокращения наименований составляющих сплава. Это алюминий, никель и кобальт (Альнико). В состав входит ещё железо. Помимо того, что сплавы обладают большим значением остаточной магнитной индукции (Br), они наделены высокой антикоррозионной стойкостью, а также сохраняют свои магнетические качества при высоких температурах (до 5500С). Преимуществом ПМ Альнико является то, что они гораздо дешевле СКМ.

Примером Альнико являются подковообразные изделия. Такая форма ПМ обеспечивает максимальное приближение полюсов друг к другу, что позволяет поднимать металлические предметы большого веса.

Кольца Альнико

Одно из свойств альнико изделий – это то, что их можно легко размагничивать, в то же время материал быстро восстанавливает остаточную намагниченность во внешнем магнитном поле. Объясняется это явление низкой коэрцитивной силой.

Магнитопласты

С развитием различных промышленных технологий появилась потребность в ПМ, которые были бы в виде плоских гибких материалов. Проблема была решена с помощью напыления металлического на полимерный листовой материал. Для этого используют такие полимеры, как винил, полистирол, полиамид и пр. Полимерные магниты бывают как гибкими, так и жёсткими.

Гибкий магнитопласт

Одним из ярких примеров использования этих изделий является уплотнительное обрамление внутреннего периметра двери холодильника. Внутри резиновой рамки помещён магнитопласт, который плотно притягивает дверь к металлической поверхности корпуса холодильного агрегата.

К положительным качествам магнитопластов следует отнести следующие:

создание многополюсных структур;
большой срок службы;
устойчивое воспроизводство и стабильность магнитного поля;
антикоррозионные качества;
прочность и пластичность.

Электромагнит и демагнизатор

Электромагнит – устройство, создающее магнитное поле вокруг сердечника с намотанным проводом. Через витки пропускает ток. Ферритовый стержень в это время становится мощным магнитом.

Действие мощных электромагнитов можно наблюдать в сталеплавильных цехах по переработке металлолома. Мостовой кран опускает магнит в лом. Крановщик включает напряжение, и к электромагнитному диску прилипает несколько сот килограммов металла, который затем отправляют в плавильную печь, выключив ток.

Демагнитизатор действует в обратном порядке – снимает остаточное намагничивание с деталей различных устройств. Его используют там, где наведённые магнитные поля препятствуют работе электротехники и электроники.

Обратите внимание! По своей конструкции размагничиватель ничем не отличается от электромагнита. Разница состоит в том, что на катушку обмотки подаётся не постоянное, а переменное напряжение.

Опасности

Большие силы, проявляемые редкоземельными магнитами, создают опасности, которые могут не возникать с другими типами магнитов. Неодимовые магниты размером более нескольких кубических сантиметров достаточно сильны, чтобы причинить травмы частям тела, зажатым между двумя магнитами или магнитом и поверхностью черного металла, и даже вызвать переломы костей.[25]

Магниты, которые подходят слишком близко друг к другу, могут удариться друг о друга с достаточной силой, чтобы сломать и разбить хрупкие магниты, а летящие стружки могут вызвать различные травмы, особенно травмы глаза. Были даже случаи, когда маленькие дети, проглотившие несколько магнитов, имели участки пищеварительный тракт зажат между двумя магнитами, что может привести к травме или смерти. Также это может быть серьезным риском для здоровья при работе с машинами, которые имеют магниты или прикреплены к ним. [26] Более сильные магнитные поля могут быть опасны для механических и электронных устройств, так как они могут стирать магнитные носители, такие как дискеты и кредитные карты, и намагнитить часы и теневые маски из ЭЛТ типа мониторы на большем расстоянии, чем другие типы магнита. В некоторых случаях сколотые магниты могут стать причиной возгорания, поскольку они собираются вместе, посылая искры, летящие, как если бы это была зажигалка. кремень, потому что некоторые неодимовые магниты содержат ферроцерий.

Как долго сохраняется магнетизм

Любой материал привлекателен своими положительными свойствами и длительностью их действия. Ферритовый аналог имеет тенденцию довольно скоро размагничиваться, его поля едва хватает на десяток лет. Настоящий же, современный магнит, как подтвердила практика, может потерять лишь 1-2% своей силы за это время. Неодимовые магниты, срок службы которых практически неограничен, незаменимы и весьма желанны в любом изделии.

Огромная сила изделия направлена на всё металлическое. Случайное притяжение предметов создает опасные ситуации, как для производства, так и для здоровья человека. Речь идет о том, что рассчитывать на то, что такое приспособление размагнитится само по себе, не приходится. В нештатных ситуациях следует обращаться к специалистам, чтобы устранить или нивелировать негативные последствия, поскольку только они знают, как размагнитить неодимовый магнит.

Производство

Существует два основных метода производства неодимовых магнитов:

Классическая порошковая металлургия или спеченный магнитный процесс[27] Спеченные неодимовые магниты получают путем плавления сырья в печи, заливки в форму и охлаждения для формирования слитков. Слитки измельчаются и размалываются; затем порошок спекается в плотные блоки. Затем блоки подвергаются термообработке, нарезке по форме, поверхностной обработке и намагничиванию.

Быстрое затвердевание или процесс приклеивания магнита

Связанные неодимовые магниты изготавливаются прядение из расплава тонкая лента из сплава NdFeB. Лента содержит случайно ориентированный Nd2Fe14B наноразмерные зерна. Эта лента затем измельчается в частицы, смешанные с полимер, и либо сжатие- или же литье под давлением в скрепленные магниты.

В 2015 г. Нитто Денко Корпорация Японии объявила о разработке нового метода спекания неодимового магнитного материала. В этом методе используется «органическая / неорганическая гибридная технология» для образования глиноподобной смеси, которой можно придать различные формы для спекания. Наиболее важно то, что можно контролировать неоднородную ориентацию магнитного поля в спеченном материале, чтобы локально концентрировать поле, например, для улучшения характеристик электродвигателей. Серийное производство запланировано на 2022 год.[28][29]

По состоянию на 2012 год 50 000 тонны неодимовых магнитов официально производятся каждый год в Китае, и 80 000 тонн за счет наращивания по каждой компании в 2013 году.[30] Китай производит более 95% редкоземельных элементов и производит около 76% всех редкоземельных магнитов в мире, а также большую часть неодима в мире.[31][9]

Магниты для здоровья – польза и вред

Магниты, польза и вред которых доказаны, необходимо применять для лечения только по показаниям врачей. Существует множество магнитных приборов, каждый из которых оказывает положительное или отрицательное влияние на организм. Применение магнитотерапии, помогает поддерживать хорошее состояние здоровье и тонус организма, но только тогда, когда нет индивидуальных противопоказаний. Перед началом лечения важно сдать все необходимые анализы и проконсультироваться с лечащим врачом. Магниты для лечения в домашних условиях могут быть опасны для жизни.

Неодимовый магнит – польза

Неодимовый магнит, польза которого неоспорима и доказана, обладает следующими лечебными свойствами:

увеличивает кровоток, за счет поступления большего объема кислорода;
изменяет скорость движения ионов кальция в организме человека, что позволяет применять магниты для лечения артрита;
изменяет баланс pH (кислотно-щелочной) жидкостей в теле;
регулирует выработку эндокринных гормонов;
изменяет в лучшую сторону ферментную активность и скорость биологических процессов;
меняет вязкость крови.

Неодимовый магнит – вред

Соглашаясь на магнитотерапию, многие пациенты задаются вопросом: вреден ли неодимовый магнит для здоровья. Применение этого вида изучается по сей день, но можно точно сказать, что при правильном использовании и соблюдении техники безопасности магниты не наносят вред организму человека. Оказать вредоносное воздействие могут лишь переменные магнитные поля. Поэтому вокруг мощных линий электропередач существуют зоны отчуждения, находиться в которых долгое время опасно. Неодимовые магниты способны нанести вред только людям с установленным кардиостимуляторами.

Приложения

Существующие магнитные приложения

Кольцевые магниты Большинство жестких дисков имеют сильные магниты. В этом фонарике с ручным приводом используется неодимовый магнит для выработки электроэнергии.
Неодимовые магниты заменили алнико и ферритовые магниты во многих из множества применений в современной технологии, где требуются сильные постоянные магниты, потому что их большая сила позволяет использовать меньшие и более легкие магниты для данного приложения. Вот несколько примеров:

Головные приводы для компьютера жесткие диски
Механический электронная сигарета пусковые переключатели
Замки для дверей
Музыкальные колонки и наушники
Мобильный телефон динамики, обратная связь и приводы автофокуса
Магнитные подшипники и муфты
Настольные ЯМР-спектрометры
Электродвигатели: (Использование неодимовых магнитов в электродвигателях может снизить потребление энергии вдвое.)[32] Аккумуляторные инструменты
Серводвигатели
Подъем и компрессор моторы
Синхронные двигатели
Шпиндель и шаговые двигатели
Электрические усилитель руля
Приводные двигатели для гибридный и электрические транспортные средства. Электродвигатели каждого Toyota Prius требуется один килограмм (2,2 фунта) неодима.[20]
Приводы

Электрические генераторы за Ветряные турбины (только с возбуждением постоянным магнитом)
Звуковая катушка[33]
Разъединители корпусов для розничных медиа[требуется разъяснение
]
В обрабатывающей промышленности мощные неодимовые магниты используются для улавливания инородных тел и защиты продукции и процессов.[34]

Новые приложения

Сферы из неодимового магнита в форме куба
Большая сила неодимовых магнитов вдохновила на новые применения в тех областях, где магниты раньше не использовались, например, магнитные застежки для ювелирных изделий, детские магнитные конструкторы (и другие игрушки с неодимовым магнитом) и в составе закрывающего механизма современного спортивного парашютного снаряжения.[35] Они являются основным металлом в ранее популярных магнитах для настольных игрушек «Buckyballs» и «Buckycubes», хотя некоторые розничные продавцы в США решили не продавать их из соображений безопасности детей.[36] и они были запрещены в Канаде по той же причине.[37]

Однородность напряженности и магнитного поля на неодимовых магнитах также открыла новые области применения в медицине с появлением открытых магнитно-резонансная томография (МРТ) сканеры, используемые для визуализации тела в радиологических отделениях в качестве альтернативы сверхпроводящим магнитам, в которых для создания магнитного поля используется катушка из сверхпроводящего провода.[38]

Неодимовые магниты используются в качестве хирургически установленной антирефлюксной системы, которая представляет собой полосу магнитов.[39] хирургически имплантированный вокруг нижний сфинктер пищевода лечить гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь (ГЭРБ).[40] Они также были имплантирован в кончики пальцев для того, чтобы предоставить чувственное восприятие магнитных полей,[41] хотя это экспериментальная процедура, популярная только среди биохакеров и шлифовальные машины.[42]

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.

дальнейшее чтение

ММПА 0100-00, г. Стандартные спецификации для материалов с постоянными магнитами
К.Х.Дж. Бушоу (1998) Материалы с постоянными магнитами и их применение
, Trans Tech Publications Ltd., Швейцария, ISBN 0-87849-796-X
Кэмпбелл, Питер (1994). Материалы с постоянными магнитами и их применение
.
Материалы с постоянными магнитами и их применение
. п. 217. Bibcode:1996pmma.book ….. C. ISBN 978-0-521-24996-6 .
Фурлани, Эдвард П. (2001). Постоянный магнит и электромеханические устройства: материалы, анализ и применение
. Лондон: Academic Press. ISBN 978-0-12-269951-1 .
Браун, D; Ма, Бао-Минь; Чен, Чжунминь (2002). «Разработки в области обработки и свойств постоянных магнитов типа NdFeB». Журнал магнетизма и магнитных материалов
.
248
(3): 432–440. Bibcode:2002JMMM..248..432B. Дои:10.1016 / S0304-8853 (02) 00334-7.
Зависимость магнитных свойств и горячей обрабатываемости редкоземельных и железоборидных магнитов от состава.

Где можно применять неодимовые магниты?

С момента создания они уверенно несут пальму первенства самых мощных и устойчивых к размагничиванию магнитов. Без них многие последние научные разработки в области моторостроения, медицины и электроники были бы невозможны. Они также полезны для дома, офисной работы, хобби, моделирования и изготовления ювелирных украшений.

Примеры использования в быту – полезные идеи

Для фиксации табличек, вывесок, крючков, полочек, фотографий, художественных работ, других интерьерных элементов.
В качестве держателей москитных сеток, шурупов на различных инструментах, сувениров или записок на холодильник.
Для организации хранения инструмента в мастерской, ключей, ножей, разных мелочей.
Для сбора мелких металлоизделий в труднодоступных местах, уборки металлического мусора.
Очистка моторного и трансмиссионного масел.
Обследование стен на наличие внутри метизов.
В качестве фиксаторов дверей шкафов, лючков, крышек шкатулок.
Изготовление приспособлений для мытья окон с внешней стороны.
Мелкие магнитики используют при изготовлении открыток и папок ручной работы, ювелирных украшений, застежек на сумки.
При проведении экспериментов и фокусов.
Крепежными магнитами можно закрепить фонарь в нужном положении, предметы на кузове автомобиля, укрывающий технику брезентовый чехол, скатерть на уличном столе.
Изготовление магнитных подхватов для штор.
В рукоделии, моделировании и творчестве для скрепления деталей.

Закрепить магниты на неметаллических материалах можно разными способами – приклеить к основе, вшить в ткань или кожу, можно воспользоваться изолентой или скотчем. Для приклеивания подойдет любой термопластичный или эпоксидный клей типа “Момент”.

Разница между Неодимовым магнитом и Обычным магнитом