Неодимовые магниты - что это и для чего?
Неодимовые магниты сделаны из сплава неодима (Nd), железа (Fe) и бора (B). Самые мощные среди постоянных магнитов и широко используются в благодаря высокой энергии и устойчивости к размагничиванию.
Были впервые разработаны в 1980-х годах компанией General Motors и японской фирмой Sumitomo Special Metals. Вскоре после этого они стали широко использоваться.
Где можно использовать неодимовые магниты
- Электроника и бытовая техника: В жестких дисках (HDD) неодимовые магниты используются для перемещения считывающей головки. В динамиках, наушниках, микрофонах, мониторах для улучшения чувствительность, качество звука и изображения.
- В электромеханических устройствах: для повышения эффективности и мощности моторов, КПД трансформаторов. В генераторах для повышения эффективности преобразования механической энергии в электрическую. В ABS (антиблокировочная система тормозов) и датчиках систем безопасности.
- Медицина: В аппаратах магнитно-резонансной томографии (МРТ) для получения точных изображений внутренних органов. В протезах и ортопедических устройствах для надежного и удобного соединение.
- Промышленность: Магнитные держатели и фиксаторы в станках и оборудовании. Магнитные сепараторы. В горнодобывающей и перерабатывающей промышленности для отделения металлических примесей от сырья.
- Авиация и космонавтика: В гироскопах и других навигационных системах для обеспечения точности и стабильности.
- Потребительские товары: Магнитные элементы в детских игрушках и конструкторах, в замках и застежках на одежде и аксессуарах, в устройствах для крепления бытовых предметов, в устройствах для поиска металлов.
- Реклама и презентации: магнитные доски и указатели.
- Научные исследования: в лабораториях для проведения экспериментов в области физики, химии, биологии.
Характеристики и свойства неодимовых магнитов
1. Свойства
Реманентная (остаточная) магнитная индукция (Br): характеризует остаточную намагниченность после снятия внешнего поля. Типичные значения Br варьируются от 1.0 до 1.4 Тесла (Т).
Коэрцитивная сила (Hc): характеризует устойчивость к размагничиванию. Обычно составляет от 800 до 2000 кА/м.
Максимальная энергия (BHmax): характеризует плотность энергии и определяет силу. Значения BHmax варьируются от 26 до 52 МГсЭ.
2. Температурные характеристики
Температура Кюри (Tc): Температура, при которой материал теряет свои магнитные свойства. Обычно Tc составляет около 310-340°C.
Рабочая температура: Максимальная, при которой свойства еще сохраняются. Обычно это 80-150°C, но существуют сплавы, которые работают при температурах до 220°C в зависимости от состава и покрытия.
3. Физические свойства неодимовых магнитов
Плотность: Около 7.4-7.5 г/см³.
Механическая прочность: Неодимовые магниты хрупкие и могут легко трескаться или ломаться при механическом воздействии.
Коррозионная стойкость: Низкая, особенно в условиях высокой влажности. Чтобы повысить стойкость, используют покрытие никелем, медью, цинком или эпоксидной смолой.
Безопасность: При работе следует соблюдать осторожность, так как неодимовые магниты обладают большой силой и могут вызывать травмы. Их также следует держать подальше от электронных устройств и носителей информации, чтобы избежать повреждения данных.
Классификация неодимовых магнитов
Классы неодимовых магнитов по типу сплава. Номера сплавов состоят из буквы "N" и числа, которое указывает BHmax в МГсЭ. Например, N35, N42, N52 и так далее. Дополнительные буквы указывают на температурные характеристики:
N: Стандарт, рабочая температура до 80°C.
M: С улучшенной температурной стойкостью, рабочая температура до 100°C.
H: Рабочая температура до 120°C.
SH: до 150°C.
UH: до 180°C.
EH: до 200°C.
AH: до 230-240°C.
Какой номер сплава неодимовых магнитов лучше?
1. N35
BHmax: 33-35 MGOe
Br: 1.17-1.20 Тл
Hc: 10.3-10.8 кОе
Рабочая температура: 80°C
Преимущества: выгодное соотношение стоимости и мощности, широко доступен.
Применение: в условиях, где не требуется высокая сила, например, в игрушках и небольших бытовой технике, мелких электронных устройствах.
2. N42
BHmax: 40-42 MGOe
Br: 1.28-1.32 Тл
Hc: 11.0-11.5 кОе
Рабочая температура: 80°C
Преимущества: мощнее, чем N35, подходит для приложений, требующих большей силы.
Применение: в магнитных застежках и бытовой технике.
3. N52
BHmax: 48-52 MGOe
Br: 1.42-1.48 Тл
Hc: 11.5-12.0 кОе
Рабочая температура: 60°C
Преимущества: Самый мощный из стандартных.
Применение: Идеален для условий, где требуется максимальная сила на минимальном объеме, например, в миниатюрных датчиках и высокоточных приборах, научных экспериментах, а также в электродвигателях.
4. N42SH
BHmax: Разные значения в зависимости от конкретного класса (например, N35SH, N42SH и т.д.)
Рабочая температура: 150°C
Преимущества: подходит для повышенных температур.
Применение: в условиях высоких температур, например, в электродвигателях и генераторах, работающих при нагреве.
Сила сцепления на отрыв и сдвиг
Сила сцепления на отрыв — это максимальная сила, необходимая для отделения неодимового магнита от металлической поверхности в перпендикулярном направлении. Она зависит от следующих факторов:
- Масса и размер: Большие и тяжелые неодимовые магниты имеют большую силу сцепления.
- Поверхность контакта: Чем больше площадь контакта с металлической поверхностью, тем больше сила сцепления.
- Толщина металлической поверхности: Толстые металлические поверхности могут удерживать неодимовые магниты с большей силой.
Сила сцепления на сдвиг — это максимальная сила, необходимая для сдвига неодимового магнита вдоль поверхности в параллельном направлении. Эта сила обычно меньше, чем сила на отрыв, и зависит от:
- Качества поверхности: Гладкие поверхности имеют меньшую силу сцепления на сдвиг.
- Материал поверхности: Некоторые материалы обеспечивают лучшее сцепление, чем другие.
- Площадь контакта: Как и в случае с силой на отрыв, чем больше площадь контакта, тем больше сила сцепления.
Влияние температуры на магнитные свойства
Температура оказывает значительное влияние на свойства. Магнитная сила снижается с увеличением температуры. Обычно снижение составляет около 0.11% на градус Цельсия для остаточной индукции (Br) и около 0.6% для коэрцитивной силы (Hc).
Стойкость к коррозии
Для повышения стойкости к коррозии используют покрытия:
Никель (Ni-Cu-Ni): Трехслойное покрытие никелем, медью и снова никелем - самое распространенное.
Цинк (Zn): Менее дорогое, но менее устойчивое к коррозии.
Эпоксидная смола: Обеспечивает высокую степень защиты, поэтому используется в агрессивных средах.
Золото: Для медицинских и декоративных применений, где важна биосовместимость и высокая коррозионная стойкость.
Пластик и резина: Обеспечивает дополнительную защиту от механических повреждений и коррозии.
Виды неодимовых магнитов
Диски и шайбы: в электронике, динамиках, крепежных системах.
Прямоугольные и квадратные неодимовые магниты: для промышленных применений, креплений и фиксаторов.
Кольцевые: в двигателях, генераторах, датчиках и других электромеханических системах, в научных исследованиях.
Сегментные неодимовые магниты: в производстве двигателей и генераторов, где требуется специфическая форма магнитного поля.
Сферические неодимовые магниты: в игрушках и экспериментальных устройствах.
Как выбрать мощный неодимовый магнит
При выборе неодимового магнита необходимо учитывать:
- Требуемая сила сцепления: Определите, какую нагрузку должен удерживать неодимовый магнит и в каком направлении будет приложена сила (отрыв или сдвиг).
- Форма и размер: подходящие для вашего применения.
- Класс: Для стандартных устройств подойдут классы N35, N42. Для высокопроизводительных задач лучше использовать N52. Для высоких температур выбирайте классы SH, UH, EH.
- Покрытие: Выберите покрытие, обеспечивающее необходимую стойкость к коррозии и механическим повреждениям.
- Рабочая температура: Убедитесь, что изделие сохранит свои свойства при работе вашего устройства.
- Условия: во влажной или агрессивной среде выберите соответствующее покрытие.
Приглашаем Вас ознакомиться с ассортиментом неодимовых магнитов на нашем сайте MAGTRADE, или обратиться с вопросами к нашим консультантам, они помогут вам с выбором.
Вы можете приобрести нашу продукцию на сайте, на маркетплейсах, или в нашем магазине в Москве по адресу: Каширское шоссе 13Б, Бизнес-Центр "ИТКОЛ-РЕГИКОН".
Выбирая наш продукт, вы выбираете качество.
С наилучшими пожеланиями,
MAGTRADE.
