До недавнего времени, ферритовый магнит – соединение железа с оксидами разных металлов, считался самым эффективным материалом из разряда постоянных магнитов. Пока в 1983 г создали химическое вещество неодим-железо-бор – Nd₂Fe₁₄B, обладающее удивительными магнитными свойствами. Причём китайцы и японцы, независимо один от одного, зарегистрировали открытие неодимового магнита почти одновременно.
Хотя некоторые источники сообщают, что уже в 1982 году в США, совместно с японскими учёными, был создан супермагнит из этого редкоземельного металла. А если учесть то, что неодим имеет основное месторождение в Китае, то неудивительно, что они каким-то образом стали участники этого открытия. Впрочем, данный лантаноид есть в 9 странах мира, из которых США и Россия.
Сравнительные свойства неодимовых магнитов
Чтобы оторвать от железного основания неодимовый магнитный диск, диаметром 25мм и толщиной 5мм, потребуется усилие, более чем в 88 Ньютонов, что составляет 9 кг. Но даже диск 8-миллимитрового диаметра, такой же толщины, потребует более 16 Н (1,7 кг) для отрыва и 7,5 Н (760 грамм) на сдвиг. Большие же магниты проявляют огромные силы притяжения, так что ими следует осторожнее пользоваться.
Ферритовый магнит может потерять почти всю свою намагниченность уже через 10 лет. Это свойство знают некоторые радиолюбители, столкнувшиеся с тем, что звук некоторых радиоприёмников старого образца может снизиться почти до 0. И дело здесь не совсем в электролитических конденсаторах, как небезосновательно предполагается, но в самих динамиках. Впрочем, динамические головки из белых металлических магнитных систем, страдания размагничиванием не наблюдались. Во всяком случае мною!
Интересно и то, что измерительные приборы старого образца содержат, вроде бы, феррит. Однако точность их измерения не изменяется, будучи эксплуатируемым уже более 60 лет. Считается, что неодимовый магнит теряет свою силу на 1% только через 100 лет, а ферриты — не на один порядок раньше. Но, это если не учитывать температуру, в которой они хранятся или эксплуатируются.
Магнитные свойства теряются:
- Ферритами — при температуре от +280⁰С до +380⁰С (некоторые виды материалов — не менее, чем до +400⁰С);
- Неодимовыми магнитами — до 80⁰С (есть специальный класс, способный сохранять свои магнитные свойства при +200⁰С).
Именно верхний температурный предел сильно ограничивает сферу использования неодимовых магнитов и оставляет ферритам шанс быть иногда незаменимыми.
Ещё одно интересное свойство лучше проявляется на неодимовых магнитах, потому что они более мощные. Если провести магнитом вдоль металлической поверхности (алюминиевой, медной или из нержавеющей стали), то почувствуется некоторое сопротивление. Оно связано с образованием в металлической среде вихревых токов.
Применение неодимовых магнитов и ферритов
На данное время ведутся исследования с целью повышения температурного предела неодимовых магнитов. Связано это, по большей части, с тем, что на данное время неодимовые магниты не представляется возможным использовать в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) автомобильного и другого транспорта. Так как там может возникнуть температура, критически влияющая на свойства постоянных магнитов.
Впрочем, для устройств недолговечного использования, изделия из неодимовых материалов могут уже использоваться на ДВС и других ответственных агрегатах. И я уверен, что так оно и есть. Хорошо, если это класс повышенных температурных характеристик. Проще же в инструкции по эксплуатации указать, что определённые параметры являются предельными и их нельзя превышать. А то, что там устройство перегрелось и перестало работать, так это уже по вине владельца.
А вообще-то неодимовые магниты произвели революцию в сфере устройств, выполненных на постоянных магнитах. Они с успехом используются:
- в электромагнитных устройствах (динамики, жёсткие диски, электродвигатели, поляризованные реле и пр.);
- в мебельной фурнитуре;
- для лечебных целей, в магнитотерапии;
- для поиска металлических магнитных предметов или стружки в воде и других средах;
- в устройствах замков или зажимов-фиксаторов;
- при реставрационных или ремонтных работах для выпрямления вмятин металлических поверхностей и др.
Также они применяются в бытовых устройствах для мытья окон, крепления занавесок и пр.
Установка для намагничивания магнитов
Существуют специальные устройства для импульсного намагничивания магнитов. Одно из таких изделий можно изготовить самому по принципиальной схеме.
В качестве мощного импульсного ключа используется лавинный тиристор ТЛ-4-250-7 или ему подобный. Для повышения напряжения заряда на накопительных конденсаторах используется кнопка вместо выключателя. Пусковая кнопка делает включение нагрузочной катушки, при её нажатии необходимо, чтобы цепь заряда конденсаторов была отключена от сети. Полное ознакомление с работой этого устройства показано на видео.
Включатель, предложенной автором видео, желательно удалить из схемы, а пользоваться только кнопкой заряда.