Технология спекания неодимовых сплавов, разработанная в результате длительных изысканий и экспериментов, позволяет создавать мощные магниты, использующиеся в самых разных сферах. Добиться высокой силы сцепления было непросто, но разработчики сделали все возможное, чтобы подарить миру столь мощный сплав. Сила неодимового магнита настолько высока, что отыскать для нее конкурентов просто невозможно. Следует отметить, что это рекордный показатель, превысить который пока не удавалось никому. Существующие традиционные сплавы проиграли эту гонку – мощность неодимового магнита и его безопасность в эксплуатации остались для них недостижимыми параметрами.
Формирование силы магнитного поля
Сила неодимового магнита формируется еще на этапе его изготовления. Намагничивание производится лишь после того, как исходные компоненты будут запечены в виде сплава. Существующие технологии способны намагнитить сплав так, что его мощность будет невероятно высока, достигая рекордных величин. Для этого применяются особые формулы формирования массы исходных компонентов, в результате чего конечный продукт получается безумно дорогим. К счастью, мощные неодимовые магниты, реализуемые в магазинах, достаточно дешевы, и сплавы с индексом от N38 до N52 доступны всем желающим. Что касается остальных модификаций, то они отличаются стойкостью к высоким температурам и к сильным ударам, а также повышенной силой сцепления – в продаже такие магниты встречаются крайне редко, так как чаще всего используются в промышленности и в исследовательских лабораториях. Процесс производства магнитов построен таким образом, что после прохождения намагничивания, силу сплава изменить уже нельзя. Она задается раз и навсегда, на последнем этапе изготовления. В дальнейшем наблюдается лишь незначительное естественное размагничивание, составляющее около 0,1% за 10 лет, что считается предельно малым показателем.
Характеристики неодимовых магнитов
Редкоземельные магниты, к которым относятся и неодимовые, нашли свое применение в быту, а также в различных отраслях промышленности и народного хозяйства. Они – незаменимая деталь современной техники, различных механизмов и целого ряда продукции, начиная с сувениров и заканчивая устройствами, активно используемыми в повседневной жизни. О том, что представляет собой подобная продукция, а также о характеристиках неодимовых магнитов пойдет речь в нашем сегодняшнем разговоре.
Неодимовые магниты: свойства и характеристи
Магниты, ставшие темой данного материала, без преувеличения считаются сильнейшими постоянными магнитами. Формула изделий звучит как NdFeB, выпускаются они из неодимового сплава, в который добавляется железо и бром. Готовая продукция характеризуется повышенными показателями магнитной индукции, стойкостью к размагничиванию. Она способна служить долгие десятилетия, размагничиваясь при этом не больше, чем на 1% за 100 лет.
Технические характеристики
Свои характеристики продукция из неодима приобретает на стадии производства, они не изменяются в дальнейшем ни в ходе обработки, ни в процессе использования. Главными параметрами является так называемая коэрцитивная сила или стойкость перед размагничиванием, а также остаточная магнитная индукция. Последнюю измеряют в Теслах и Гауссах, чаще встречается измерение в Гауссах.
Средняя остаточная индукция магнитов из неодима находится на уровне 2-5 тыс. Гаусс, но у некоторых экземпляров этот показатель способен достигать 12-14 тыс. Гаусс. Важно отметить, что остаточная магнитная индукция зависит от размера изделия, его формы и ряда других особенностей.
Важный нюанс: неодимовые магниты способы выполнять свои функции лишь при температуре до +80 градусов. Нагреваясь сильнее, они превращаются в куски металла. Температурный показатель, когда материал утрачивает магнитные свойства, именуется точкой Кюри. У изделий из неодима эта точка находится на уровне +80 градусов. Однако если в процессе производства использовались высокотемпературные сплавы, точка Кюри достигается при 180 градусах.
Говоря о свойствах и характеристиках неодимового магнита, необходимо отметить их низкую антикоррозийную устойчивость. По этой причине изделия обрабатывают антикоррозийными составами на основе цинка, никеля или эпоксидных покрытий.
Цифры и буквы в обозначениях: что они значат?
Характеристики неодимовых магнитов отражаются в буквенно-цифровых обозначениях, которые сопровождают каждое изделие. Продукция делится на классы по ключевому параметру – рабочей температуре применения:
· N – используются при температуре до +80 градусов.
· M – до 100 градусов.
· H – до 120 градусов.
· SH – до 150 градусов.
· UH – до 180 градусов.
· EH – до 200 градусов.
Что касается минусовых температур, то они не оказывают негативного воздействия на свойства магнитов.
Цифры, которые следуют после буквенного обозначения – это показатель магнитной энергии или мощности, которую называют также усилием на отрыв. Имеется в виду сила, необходимая для того, чтобы магнит оторвался от поверхности.
О силе на отрыв детальнее
Сила на отрыв, измеряемая в кДж/метр кубический, демонстрирует усилие, которое нужно приложить для того, чтобы оторвать магнит от поверхности. Измеряется этот показатель в т.н. идеальных условиях, когда под поверхностью подразумевают ровный стальной лист, а магнит отрывают от него строго перпендикулярно. Чем выше цифра в номенклатуре изделия, тем выше сила на отрыв, то есть его мощность. Данный показатель зависит также от размера и веса продукции.
К примеру, характеристики неодимового магнита N52 говорят о том, что его магнитная энергия варьируется в пределах 398-422 кДж/кубометр. Такие изделия применяют в процессе производства генераторов и ветрогенераторов, их привлекают для проведения опытов с супермагнитами.
Характеристики неодимового магнита N45 свидетельствуют о магнитной энергии в диапазоне 342-366 кДж/кубометр. Такая продукция выполняется в виде колец, блоков, дисков, она используется в процессе изготовления сувениров, игрушек, а также в автомобилестроении и во многих других отраслях промышленности.
Важно понимать, что сила на отрыв напрямую зависит от размера изделия – чем он больше, тем выше и указанный параметр.
Коэрцитивная сила
Еще одно важнейшее свойство магнитов – их коэрцитивная сила, представляющая собой величину магнитного поля, которая нужна для размагничивания изделия. Этот показатель имеет огромное значение в случаях, когда готовый продукт используется при жестком магнитном поле – рядом с мощнейшими электрическими узлами и т.д. Измеряется величина в килоАмперах/метр.
Что такое сила сцепления
Мощность неодимового магнита является довольно относительным понятием для обывателей. То есть, сила магнитного поля у такого магнита стабильна, и ее можно измерить и зафиксировать специальными датчиками и приборами. Но такой параметр, как сила сцепления, зависит от многих факторов, что следует учитывать при выборе магнитов. Например, имеется зависимость от чистоты металлической поверхности и ее толщины. Некоторое влияние оказывает и угол отрыва. Принято считать, что под силой сцепления понимается усилие, необходимое для отрыва магнита от металлической поверхности толщиной не менее 10 мм. Особое значение имеют угол прикладывания усилия, температура и влажность воздуха, магнитные свойства поверхности металла, наличие следов коррозии. Следует отметить, что наибольшее влияние на силу сцепления оказывает ржавчина, что должны учитывать владельцы поисковых магнитов.
Интересные опыты
Ученый Ханс Эрстед практически всю свою жизнь посвятил электричеству и магнитам. Однажды во время лекции в университете он показал своим студентам следущий опыт. Через обычный медный проводник он пропустил ток, через некоторое время проводник нагрелся и начал гнуться. Это было явлением теплового свойства электрического тока. Студенты продолжили эти опыты, и один из них заметил, что электрический ток обладает еще одним интересным свойством. Когда в проводнике протекал ток, стрелка находящегося рядом компаса начинала понемногу отклоняться. Изучая это явление более подробно, ученый обнаружил так называемую силу, действующую на проводник в магнитном поле.
Сила мощных магнитов — примеры
Неодимовые супер магниты действительно внушают уважение. Сталкиваясь в первый раз с их силой, люди выражают восхищение и удивление. Для того чтобы убедиться в их возможностях, необходимо взять в руки небольшой неодимовый магнитик, закрепить его на гладкой и чистой металлической поверхности, после чего попробовать его оторвать. Если для этих целей выбрать дисковый магнит 5х3 мм, то для его отрыва придется приложить усилие 0,5 кг. Небольшие магнитики часто встречаются в магнитных бейджах, надежно удерживающихся на предметах одежды, не повреждая волокна. Оторвать дисковый магнит 45х15 мм от той же поверхности будет значительно тяжелее, так как сила сцепления в данном случае составит 65 кг. Наибольшей силой обладают магнитные диски габаритами 70х50 мм – это одни из крупнейших дискообразных неодимовых магнитов.
Физические особенности
Вообще следует понимать, что любые магнитные явления возникают только при движении зарядов внутри проводника или при наличии в них токов. При изучении магнитов и самого определения магнитизма следует понимать, что они тесно взаимосвязаны с явлением электрического тока. Поэтому давайте разберемся в сути электрического тока.
Электрическая сила — это та сила, которая действует между электроном и протоном. Она численно намного больше значения гравитационной силы. Она порождается электрическим зарядом, а точнее, ее движением внутри проводника. Заряды же, в свою очередь, бывают двух видов: положительные и отрицательные. Как известно, положительно заряженные частицы притягиваются к отрицательно заряженным. Однако одинаковые по знаку заряды имеют свойство отталкиваться.
Так вот, когда в проводнике начинают двигаться эти самые заряды, в нем возникает электрический ток, который объясняется как отношение количества заряда, протекающего через проводник в 1 секунду. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, называется силой Ампера и находится по правилу «левой руки».
Ограничения при использовании
Даже у этого отличного приспособления есть свои слабые стороны. Всего у такого магнита 2 минуса. Эти недостатки просто решаются, поэтому редко становятся причиной отказа от покупки.
- Жара. Данный сплав крайне отрицательно переносит повышенные температуры. Больше +80 – убийственно для его уникальных свойств. Наиболее подходящий режим варьируется от -50 до +50.
- Повышенная влажность. Чаще всего магнит используется под водой, условиях полного погружения. На сам магнит это не влияет, в то же время оболочка быстро поддается коррозии. Проблема решается простым уходом за приспособлением. После каждого применения нужно очищать от появившейся ржавчины, удалять остатки воды. Не хранить в месте с высокой влажностью.
Правила работы с магнитом
При работе с магнитом могут возникнуть такие неприятности:
- обрыв каната;
- соскальзывание приспособления с гладкой поверхности крупного предмета;
- утрата самого устройства из-за ненадежного закрепления.
Чтобы обеспечить безопасные, качественные и успешные поиски, необходимо обратить внимание на все эти пункты, принять меры по их устранению. Важно не только выбрать веревку, но и правильно закрепить устройство, использовать верную технику заброса.
Способы привязать поисковый магнит
Есть несколько эффективных узлов, которые часто используются, чтобы вязать магнит для поиска: морской узел, академический, хирургический, «констриктор». Первый – самый популярный, который в основном применяется. Остальные чаще завязывают как дополнительные, поочередно, для большей прочности. Таким образом, магнит никогда не потеряется.
Основные меры предосторожности
Будьте внимательны во время обращения с неодимовыми поисковыми магнитами. Это мощное и серьезное приспособление, которое выводит из строя технику, за пару секунд наносит травмы. Магнитное поле запросто удаляет информацию с банковских карт, жестких дисков, ломает кардиостимуляторы.
Обязательно используйте дополнительную защиту для рук. Так как приспособления развивают большую силу примагничивания, могут пострадать руки. Два поисковика имеют удвоенную силу, и с легкостью раздавливают пальцы, находящиеся между ними.
Магниты могут прилипнуть к металлическим вещам с высокой скоростью, даже через карман. Если нести его в руках за кольцо и проходить мимо металлической конструкции, можно запросто получить перелом фаланги.
Магниты невероятно хрупкие, хоть и обладают большой номинальной мощностью. При падении, резком отпуске для приклейки может просто расколоться и потерять свои свойства.
Особенности транспортировки и хранения
Сильное магнитное поле выводит из строя технику, электронику. Чтобы свести к минимуму возможность нанесения урона, соблюдайте технику безопасности при хранении и транспортировке.
Любую технику, как мобильный телефон, GPS-трекер, электронные часы, лучше держать вдалеке. Во время поисковых работ – оставлять в автомобиле, не носить постоянно с собой. После окончания поиска, не подходите к машине с магнитом сразу. Иначе вмятина на корпусе обеспечена.
Дома не храните его рядом с холодильником, телевизором, микроволновой печью. Для безопасной транспортировки и хранения есть специальная немагнитная тара. Это может быть деревянный ящик, специальная сумка и другие. Через них магнитное поле не распространяется вокруг, не влияет на окружающую среду.
Энергия магнита или ЭДС
Как и любое физическое явление, магнитное поле обладает энергией, которую затрачивает на перемещение заряда. Существует понятие ЭДС (электродвижущая сила), она определяется как работа по перемещению единичного заряда из точки А0 в точку А1.
Описывается ЭДС законами Фарадея, которые применяются в трех различных физических ситуациях:
- Проводимый контур движется в создаваемом однородном магнитном поле. В этом случае говорят о магнитной ЭДС.
- Контур покоится, но движется сам источник магнитного поля. Это уже явление электрического ЭДС.
- И, наконец, контур и источник магнитного поля неподвижны, но меняется ток, который создает магнитное поле.
Численно ЭДС по формуле Фарадея равно: ЭДС = W/q.
Следовательно, электродвижущая сила не является силой в буквальном смысле, так как она измеряется в Джоулях на Кулон или в Вольтах. Получается, что она представляет собой энергию, которая сообщается электрону проводимости при обходе цепи. Каждый раз, совершая очередной обход вращающейся рамки генератора, электрон приобретает энергию, численно равную ЭДС. Эта дополнительная энергия может не только передаваться при столкновениях атомов внешней цепи, но и выделяться в виде Джоулева тепла.
Основные меры предосторожности при использовании поисковых магнитов
Чтобы работа с поисковым магнитом приносила только положительные эмоции и впечатления, необходимо помнить о соблюдении базовых мер безопасности:
1) Защитные перчатки. При поисковых работах на дне водоемов или на замусоренных территориях неизбежно находятся мелкие острые обломки железа и ржавчины. Очищая поверхность изделия будьте осторожны. Плотные защитные перчатки вам просто необходимы.
2) Берегите пальцы. Сила притяжения самых мощных моделей поисковых магнитов f600 достигает 600 кг. Ни в коем случае не допускайте, чтобы части тела оказались между тяжелым металлическим объектом и рабочей поверхностью изделия.
3) Используйте магнит правильно. Чтобы оторвать изделие от большого объекта, применяйте рым-болт. При работе всегда держите поисковый магнит строго за крепление.
Как усилить действие постоянного магнита?
Усиление или ослабление магнита можно произвести, нагревая или охлаждая его относительно самой этой точки. Так, нагревание выше точки Кюри или сильное охлаждение (гораздо ниже нее) приведет к размагничиванию.
Интересные материалы:
Как температура влияет на стирку? Как точно выделить объект в фотошопе? Как транслировать с ПК на Xbox One? Как тратить монеты в UFC 4? Как убежать от мужа тирана? Как убрать Автоплатёж? Как убрать аву в вконтакте не удаляя фото? Как убрать большой пробел между строками в ворде? Как убрать черный налет с кружки? Как убрать дату дня рождения в одноклассниках?
Использование в трудных условиях
Самые ценные и интересные находки кроются в недоступных для человека местах. Поисковые магниты созданы для применения именно в тех местах, куда не достанет металлоискатель. На глубину магнит опускается на специальной веревке. Для этого наиболее практично использовать двусторонний прибор с креплением сбоку. Его закидывают в воду как волок, с лодки или с берега.
Магнит лучше всего работает на расстоянии, не более 10 см. Так даже самые крупные элементы будут схвачены. На песке или земле улов буквально сам вылетает. Под водой, среди ила, будет немного сложнее. Потому подносить нужно ближе, а тянуть – сильнее. Если предмет застрял в грунте, его откапывают вручную. Большие вещи достают специальной автоматизированной лебедкой. Монеты, ключи, нагрудные знаки, оружие достаточно просто поднять, это не требует специальных умений.
