Свойства и широкое применение неодимовых магнитов

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).

Марки спеченных магнитов NdFeB:[требуется дальнейшее объяснение][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, 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. В таблице ниже сравниваются магнитные характеристики неодимовых магнитов с другими типами постоянных магнитов.

Физико-механические свойства

Микрофотография NdFeB, показывающая магнитный домен границы

Особенности транспортировки и хранения

Во время использования поисковых магнитов, нужно соблюдать несколько рекомендаций относительно транспортировки и хранения:

1. Держать агрегат нужно в специальной немагнитной таре. Отлично подойдет деревянный ящик или в специальная сумка с экранированием.  
2. Переносить конструкцию следует очень аккуратно, держа дистанцию в несколько метров от электрооборудования и техники. Сильное магнитное поле навредит гаджетам и компьютерным устройствам. 

Сумки для магнитов

Сумки для поисковых магнитов с экранированием – незаменимый аксессуар любого кладоискателя. Выполнена она из износостойкого материала с вшитыми стальными пластинами для изоляции магнитного поля. Человек сможет перенести агрегат, не рискуя случайно примагнитить его в неподходящем месте. 

Сумка довольно прочная и отлично защищает магнит от внешних повреждений, упрощая транспортировку. 

История

General Motors (GM) и Sumitomo Special Metals независимо друг от друга открыли Nd₂Fe₁₄B почти одновременно в 1984 г. 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.

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

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. 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.

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.

Переработка отходов

Переработка неодимовых магнитов станет важной проблемой из-за все более широкого использования неодима ( в частности, для электромобилей и энергии ветра ), а также важности неодима как ресурса (редкое сырье, сильно загрязняющая добыча, преобладающее предложение Китай).

Неодимовые магниты могут содержать, помимо самого неодима, до трех других металлов из семейства редкоземельных элементов  :

• тербия (Tb)
• празеодима (Pr)
• диспрозия (Dy) , где требуется высокая рабочая температура.

Исторически рециклинг ограничивался отходами механической обработки, развитие рециклинга в конце жизненного цикла продукта не привело к появлению экономической модели.

Были испытаны методы, направленные на отделение постоянных магнитов (содержащихся, в частности, в жестких дисках ) от отработанного электрического и электронного оборудования .

История

В 1982 году после исследований, мотивированных высокой стоимостью самарий-кобальтовых постоянных магнитов, General Motors (GM) и Sumitomo Special Metals обнаружили соединение Nd ₂ Fe ₁₄ B.. GM работал над разработкой закаленных колесных магнитов на основе нанокристаллов Nd ₂ Fe ₁₄ B., в то время как Sumitomo работал с тем же материалом, но путем спекания .

GM продавал свои изобретения, что привело к основанию Magnequench в 1986 году (после ряда разработок компания стала составной частью Molycorp  (in) ). Компания поставила порошок Nd ₂ Fe ₁₄ B. производителям.

Sumitomo зарегистрировала около 600 патентов на неодимовые магниты. Производственные мощности компании стали частью Hitachi Corporation и производили неодимовые магниты и выдавали лицензии другим компаниям на их производство.

На рынке доминируют китайские производители , в частности, из-за наличия на их территории крупных залежей редкоземельных элементов .

США Департамент энергетики начал исследование , чтобы найти редкие заменители земли для постоянных магнитов. Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E), таким образом , спонсировал различные проекты , такие как Rare Альтернативы Земли в критических технологий (среагировать, которые могут быть переведены на французский как «альтернативы редкоземельных элементов в критических технологий»). В 2011 году ARPA-E выделило на такие проекты около 31,6  миллиона долларов США .

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.

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. 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.

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:

• производстве компьютерной техники бытового, промышленного и медицинского уровня;
• изготовлении игрушек;
• уборке промышленных помещений от металлической стружки;
• выпуске бытовой техники.

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.

Техника безопасности про обращении с неодимовыми магнитами

Основное преимущество неодимовых магнитов это их колоссальная магнитная сила, она же представляет и наибольшую опасность в неумелых или неосторожных руках. Чем больше магнит, тем больший вред здоровью он может причинить. Большие неодимовые магниты при соударении друг о друга способны серьёзно травмировать конечности попавшие в этот момент между ними. Удар будет примерно соответствовать удару кувалды или большого молотка о наковальню. Нужно понимать, что магниты смыкаются со страшной силой и происходит это в одно мгновение. Даже опытный в обращении с магнитами человек не всегда успевает среагировать и отдёрнуть руку в нужный момент. Ещё одна неприятная особенность заключается в том, что если после удара молотком человек получает просто ушиб пальца, то в случае с магнитами, этот палец после удара остаётся зажат между ними как в тисках и вытащить его от туда довольно сложная задача. Если пытаться просто выдернуть палец из магнитов, то с большой долей вероятности они отщипнут кусок кожи с кончика пальца или же сорвут ноготь. Что бы избежать подобных последствий держите большие неодимовые магниты подальше друг от друга и от железных предметов, рекомендуемое расстояние не менее 1 метра. Если это всё же произошло и рука осталась зажата между магнитами, то в первую очередь нужно вставить между магнитами какие нибудь прокладки из немагнитных материалов — пластмассы или дерева, они предотвратят дальнейшее смыкание магнитов. После этого можно попытаться выдернуть руку самостоятельно или дожидаться приезда сотрудников МЧС. Небольшие магниты, размером 20-40 мм., тоже могут представлять опасность и при неаккуратном обращении оставляют на руках ушибы, порезы или гематомы

Очень важно обезопасить детей от контакта с неодимовыми магнитами. Даже маленькие магнитики могут представлять серьёзную угрозу здоровью ребёнка

Проглатывание маленьких магнитов может привести к крайне негативным последствиям, в этом случае нужно безотлагательно вызывать скорую помощь. Держите неодимовые магниты в недоступном для детей месте! Большие неодимовые магниты создают вокруг себя сильное магнитное поле, во избежание поломок держите их подальше от чувствительной техники — компьютеров, внешних дисков, часов, смартфонов, кардиостимуляторов, навигационного оборудования, банковских карт и т.п. Кроме того неодимовые магниты довольно хрупкие и при сильных ударах могут раскалываться, что тоже неприятно и накладно в денежном отношении. Будьте всегда крайне внимательны и осторожны при обращении с мощными магнитами.

Примечания и ссылки

(fr) Эта статья частично или полностью взята из статьи в Википедии на английском языке под названием .

1. (in) «  компания за компанией  »

1. ↑ и (ru) Джейкоб Фрейден , Справочник по современным датчикам: физика, конструкции и приложения , США, Springer,2010 г., 4- е  изд. , стр.  73.
2. (in) , По мнению GEEK , Conjecture Corp.,2011 г.(по состоянию на 12 октября 2012 г. ) .
3. (in) , Блог Magnetic Matters , о магнитных продуктах Adams ,5 октября 2012 г.(по состоянию на 12 октября 2012 г. ) .
4. (в) , Автостопом по магнетизму (доступ 2 марта 2014 г. )
5. , стр.  56.
6. (in) Питер Робисон и Гопал Ратнам, «  Пентагон теряет контроль над бомбами в пользу китайской металлургической монополии  » , Bloomberg News ,29 сентября 2010 г.
7. (in) , ARPA-E (по состоянию на 23 апреля 2013 г. )
8. (in) , Magnetics Conference 2013 , , 7-8 февраля 2013 г. (по состоянию на 28 ноября 2013 г. )
9. , стр.  68.
10. (in) , веб-сайт NdFeB-Info , e-Magnets UK (по состоянию на 28 ноября 2013 г. )
11. ↑ и (ru) Джелле Х. Радемакер , Рене Клейн и Юнсян Ян , «  Переработка как стратегия против критичности редкоземельных элементов: системная оценка потенциального выхода переработки магнитов NdFeB  » , Наука об окружающей среде и технологии , том.  47, п о  18,17 сентября 2013 г., стр.  10129–10136
12. (in) А. Уолтон , Хан Йи , Н. А. Роусон и Дж. Д. Спейт , «  Использование водорода для отделения и рециркуляции неодим-железо-борных магнитов из электронных отходов  » , Journal of Cleaner Production , Vol.  104,октябрь 2015, стр.  236–241

Производство

Существует два основных метода производства неодимовых магнитов: спеканием и закалкой в ​​круге .

Магниты, сконструированные путем спекания, создаются из сырья, вводимого в печь , помещенного в форму и охлаждаемого для получения слитков . Затем они измельчаются на мелкие частицы и спекаются в процессе, заставляющем порошок магнитно ориентироваться в плотных блоках. Затем блоки подвергаются термообработке, резке, поверхностной обработке и намагничиванию .

По состоянию на 2012 год в Китае ежегодно официально производится 45 000  тонн неодимовых магнитов . В 2013 году предприятиями было произведено 72 тысячи тонн. Китай производит около 76% редкоземельных магнитов на планете.

Магниты, изготовленные методом формования из расплава, в свою очередь, образуют тонкую ленту  (en) NdFeB. Последний состоит из нанометровых зерен Nd ₂ Fe ₁₄ B.случайно ориентированный. Затем ленту измельчают на мелкие частицы, которые смешивают с полимером и затем подвергают прессованию или литью под давлением . Эти магниты имеют меньший магнитный поток, чем магниты, полученные спеканием, но они более пластичны и могут быть сформированы разными способами, например магнитами Хальбаха .

Ежегодно будет производиться около 5000 тонн неодимовых магнитов этого типа.

Как сделать левитрон своими руками

Что такое левитрон?

Левитрон — это игрушка, демонстрирующая левитацию крутящегося волчка, в котором расположен неодимовый магнит над ферритовым магнитом большего деаметра. Выглядит это удивительно!

Материалы для изготовления Левитрона

Итак, нам понадобится для изготовления игрушки три магнита в форме колец, обладающие достаточной мощностью. Вполне подойдут для нашей цели магниты из низкочастотных динамиков, срок службы которых давно истек. Для того чтобы сделать волчок, будет нужен неодимный магнит. Взять его можно из динамика, на котором имеется надпись«Neodium transducer». Применяются подобные динамики в сотовых. Самый сильный постоянный магнит сегодня – это неодимный, созданный из сплава, в который входят неодим, бор и железо. Высокая температура негативно повлияет на него, поэтому этот магнит следует беречь от нагревания. Итак, магнит из сотового телефона может оказаться двух видов – в виде круглой пластинки или же в виде кольца. Кольцевой магнит одевается на сам волчок строго по центру, а магнит в форме таблетки приклеивается на ось волчка снизу. Материалом для самого волчка должен служить легкий материал, такой как композит или пластмасса.

Настройка левитрона

К настройке следует подойти с особой скрупулезностью, ведь эта часть работы имеет решающее значение и является наиболее трудоемкой. Кольцевые магниты должны быть соединены между собой разнополярными сторонами. Сверху на них следует установить пластину (не из металла) толщиной до 1 см. Волчок аккуратно будет установлен в основание левитрона – центр магнита. Если Вы заметили, что волчок отклоняется в сторону, значит, магнит нужно заменить на другой, с большим диаметром. Чтобы запустить волчок, понадобятся еще несколько элементов, с помощью которых можно будет регулировать толщину платформы, чтобы достичь нормального вращения волчка. Нам понадобится пластика из оргстекла с бумажными листами. Если волчок крутится нормально, начинаем плавно приподнимать платформу, пока он не взлетит вверх.

Если наш волчок подлетает с излишней стремительностью, следует увеличить его вес. Если же он отклоняется в одну сторону, то исправить ситуацию можно, подложив бумажные листы под противоположную. Эти действия позволяют настроить основу нашей игрушки, так чтобы она находилась четко на уровне моря.

И видео с левитронами…

Видео доступно толькоавторизованным пользователям

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. 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 ≈ 7Т — напряженность магнитного поля H в единицах А / м в зависимости от магнитный момент в А · м2). 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 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 ≈ 1.6Т или 16кг) 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} ≈ 512кДж / м3 или 64). 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. В диамагнитный Атомы бора не вносят непосредственного вклада в магнетизм, но улучшают когезию за счет прочной ковалентной связи. 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.

Библиография

 : документ, использованный в качестве источника для этой статьи.

• (ru) К. Х. Юрген Бушоу , Материалы с постоянными магнитами и их применение , Uetikon-Zuerich, Switzerland Enfield, NH, Trans Tech Publications, колл.  «Научные основы материалы» ( п O  5),1998 г., 82  с. ( ISBN  978-0-878-49796-6 , OCLC   )
• (ru) Питер Кэмпбелл , Материалы с постоянными магнитами и их применение , Нью-Йорк, Cambridge University Press,1994 г.( ISBN  0-521-24996-1 )
• (ru) Стивен Чу , Стратегия критических материалов , Министерство энергетики США ,декабрь 2011, 196  с. .
• (en) Эдвард П. Фурлани , Постоянный магнит и электромеханические устройства: материалы, анализ и применение , Лондон, Academic Press,2001 г.( ISBN  0-12-269951-3 )
• (ru) Д. Браун , Бао-Мин Ма и Чжунмин Чен , «  Развитие технологий обработки и свойств постоянных магнитов типа NdFeB  » , Journal of Magnetism and Magnetic Materials , vol.  248, п о  3,2002 г., стр.  432–440 ( DOI   , Bibcode   )
• (Доступ 7 ноября 2014 г. ) .

Аксессуары к поисковым магнитам

Благодаря правильному использованию, транспортировке и хранению, поисковый магнит прослужит долго и не утратит свои свойства раньше срока. Аксессуары защищают агрегат от воздействия внешней среды, обеспечивают эффективное использование и перевозку.

Веревки для поисковых магнитов

Китайский шнур и бельевая веревка – первый шаг к провалу. Они лишь на вид очень прочные, а на практике порвутся при первом же погружении. «Авария» случится даже если предмет слишком тяжелый или попросту зацепился за корягу. 

Для того, чтобы на первой «рыбалке» не потерять магнит, нужно использовать очень прочную веревку

При выборе важно учитывать ее характеристики. К примеру, если в поиске участвует магнит, способный вытащить предмет весом в 400 кг, то разрывная способности шнура должна быть не меньше

Особое внимание следует уделить и диаметру, он должен быть не менее 0,4-0,5 см. А вот длина зависит от масштабов поисков, большим спросом пользуется веревка 10-15 метров

Способы привязать поисковый магнит

Главный секрет успеха – правильная шнуровка. Изначально нужно привязать магнит узлом «констриктор», чуть повыше использовать хирургический, а закрепить все это академическим. Стянуть, прижечь конец. Повязать шнур на руке, чтобы не упустить при забросе.

Кольцевой неодимовый магнит

Эти типы неодимовых магнитов обычно покрыты никелированным защитным покрытием, которое дополнительно предназначено для предотвращения коррозии, ржавления и вредных внешних факторов. Он также защищает кожу и тело человека от вредного воздействия составляющих магнита. Сильные неодимовые кольцевые магниты обладают очень специфическими магнитными свойствами. У них направление намагничивания идет вдоль диаметра, поэтому полюса магнита равномерно распределены по половине его диаметра. Таким образом, одна половина диаметра имеет северный полюс (N), а другая половина диаметра — южный полюс (S).

Максимальная рабочая температура этого типа магнита обычно составляет 80 градусов по Цельсию, если он не усилен дополнительным защитным покрытием. Неодимовые кольцевые магниты имеют цилиндрическую форму с отверстием в центре, дисковую или другие аналогичные формы с отверстием. Они идеально подходят там, где лучше всего закрепить этот тип магнита винтом.

Описание

Слева, изображение кристалла Nd ₂ Fe ₁₄ B, полученное с помощью просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения. Правильно, кристаллическая структура .

Тетрагональная кристаллическая структура из Nd ₂ Fe ₁₄ Bимеет большую магнитную анизотропию ( H _A ~ 7 тесла (Тл)). Это дает ему высокую коэрцитивную силу и высокое насыщение  ( дюйм ) ( Дж _с ~ 1,6 Тл). В результате этот материал может накапливать большое количество магнитной энергии ( _макс. BH ~ 512 кДж / м 3 ), намного больше, чем у сплавов, таких как самарий-кобальт (SmCo), первых редкоземельных постоянных магнитов на рынке.

На практике свойства неодимовых магнитов во многом зависят от точного состава сплава, микроструктуры и используемых методов изготовления.

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
• Магнитные подшипники и муфты
• Настольные ЯМР-спектрометры
• Электродвигатели: (Использование неодимовых магнитов в электродвигателях может снизить потребление энергии вдвое.)
  • 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.
  • Приводы

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

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. 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. и они были запрещены в Канаде по той же причине.

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.

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

Похожие записи:

Точность и расчёт: зачем и кому нужен судомоделизм? Поделки из жестяных банок Постройка теплицы по методу доктора митлайдера 15 самых оригинальных прозрачных домов Устройство запорного клапана сливного бачка унитаза Устройство артезианской скважины: плюсы и минусы, документальное оформление, виды и работы по бурению