Неодимовый магнит – суперсильный и суперполезный

Неодимовые магниты – самый мощный на сегодняшний день магнитный материал нового поколения, который нашел широкое применение во многих отраслях науки и техники, а также в быту. Каждый из нас сегодня может столкнуться с ними в повседневной жизни, будь-то покупка держателей на холодильник, наушников, металлоискателя или же компьютерного жесткого диска, в котором они также используются.

Неодим – активный и достаточно твердый редкоземельный металл, который в соединении с железом и бором приобретает невероятно высокую способность к намагничиванию. Из этого сплава NdFeB, впервые полученного в 1982 году, и изготавливают неодимовые магниты различных форм и размеров. Сильные маленькие магнитики, скорее всего, прямо сейчас находятся возле вас, например, в вашем компьютере или смартфоне.

На что способны неодимовые магниты?

Их главное преимущество перед ферритовыми и другими постоянными магнитами, известными человеку, заключается в высокой эффективности создаваемого магнитного поля, которая выше чем у аналогов примерно в 10 раз. При этом процесс их размагничивания происходит очень медленно – всего на 5% каждые 100 лет, соответственно и срок их службы практически неограничен, то есть они являются «постоянными» в прямом смысле этого слова.

Благодаря мощной силе сцепления с металлами неодимовые магниты могут удерживать предметы, которые в 50 и даже в 100 раз превышают их собственный вес. Например, чтобы отцепить магнитный кубик со стороной 5 мм от металлоизделия потребуется приложить усилие в 1 кг. Крошечные дисковые или прямоугольные магнитики можно использовать в качестве магнитных держателей для предметов, отказавшись от привычных способов крепления, таких как привинчивание или приклеивание.

Вы знали?

Магнит диск диаметром 8 мм и толщиной 5 мм весит всего 2 грамма и при этом создает усилие более 1,7 килограмма!

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.

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]

Что такое класс неодимового магнита?

Озадачены тем, что означают буквы и цифры в маркировке магнита? – Буква «N» – это марка сплава, а стоящая за ней цифра обозначает класс – максимальную магнитную силу в мегаГаусс-Эрстедах (1 мегаГаусс-Эрстед ≈ 0,8 кгс). В продаже, как правило, встречаются изделия из материала от N35 до N52. Наиболее популярные классы N38 и N45. Более высокие классы следует использовать там, где требуется очень сильное сцепление, а доступное место для магнита ограничено. В противном случае выгоднее использовать два магнитных держателя N38 вместо одного N52.

Таблица. Сплавы и их магнитные свойства.

Марка / Класс	Остаточная магнитная индукция, мТл (кГс)	Коэрцитивная сила, кА/м (КЭ)	Магнитная энергия, кДж/м3 (МГсЭ)
N35	1170-1220 (11,7-12,2)	≥955 (≥12)	263-287 (33-36)
N38	1220-1250 (12,2-12,5)	≥955 (≥12)	287-310 (36-39)
N40	1250-1280 (12.5-12.8)	≥955 (≥12)	302-326 (38-41)
N42	1280-1320 (12,8-13,2)	≥955 (≥12)	318-342 (40-43)
N45	1320-1380 (13,2-13,8)	≥876 (≥12)	342-366 (43-46)
N50	1400-1450 (14.0-14.5)	≥876 (≥11)	382-406 (48-51)
N52	1430-1480 (14,3-14,8)	≥876 (≥11)	398-422 (50-53)

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.

Влияние температуры на магнитные свойства

Магниты из неодима «любят» холод, причем их эффективность не ослабевает даже при -130°С. В характеристиках продукта производители обязательно указывают максимальную температуру эксплуатации. Это та температура, при превышении которой магнитный материал начинает терять свой магнетизм, временно или навсегда.

Все марки N (Normal) обычно работают при температуре до +80°С и теряют, как правило, 0,11% энергии при превышении температуры на 1°С. Небольшие потери будут восстановлены при охлаждении, но частые циклы нагрева и охлаждения приведут к ухудшению магнитных характеристик. Кроме того, быстрый переход от холода к теплу может привести к поломке или растрескиванию магнита.

Особенности эксплуатации:

Не терпит сильных прямых ударов.
Не выдерживает высоких температур, для бытовых сплавов температура не должна превышать 80 градусов.
Не любит влажность. При длительном контакте с влагой приводит к образованию коррозии.

Если магнит подвергается какому-либо из этих воздействий, то его сила сцепления теряется и восстановлению не подлежит, поэтому требуется бережное обращение и транспортировка, чтобы приобретенный образец смог прослужить вам вечно. Получая неодимовый магнит почтой, в процессе его доставки изделие не будет повреждено, поскольку в стандартных условиях продукция практически не имеет потери силы сцепления.

Для того чтобы наверняка убедиться в подлинности покупки и в хорошем качестве приобретаемой продукции, целесообразным станет решение купить неодимовые магниты наложенным платежом. В этом случае вы сможете проверить, соответствует ли товар заявленным свойствам еще до момента его оплаты.

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”.

Как оформить заказ

В основном, такая продукция используется в сельском хозяйстве, промышленности, при производстве игрушек, сувенирной продукции, при изготовлении медицинского оборудования, в электронике. Неодимы хорошо справляются с ролью различных держателей и зажимов. Для частного пользования можно заказать неодимовый магнит по почте через специализированные интернет-магазины. Это очень удобно и выгодно, поскольку цены не завышены, а менеджеры всегда помогут оформить заказ и ответят на возникшие вопросы.

Собираясь оформлять неодимовый магнит наложенным платежом, точно указывайте, какие именно изделия вы желаете приобрести и свой адрес: в скором времени интересующая продукция будет доставлена.

Знакомая со школьных времен двухцветная подкова, которая притягивала все металлические предметы на уроках физики, нынче не так актуальна. Тот, прошлый магнит, был не настолько сильным. Теперь большой популярностью пользуются мощные неодимовые магниты, срок службы которых во много раз превышает время эксплуатации обычных.

Меры безопасности при работе с сильными магнитами

Неправильное обращение с мощными магнитами может привести к травмам и повреждениям, опасным для жизни. При притягивании друг к другу они движутся с большим ускорением и могут защемить пальцы или сделать вмятину на легко повреждаемой поверхности. Неодимовые изделия очень хрупкие, а при ударах, падении от них откалываются острые осколки. Никогда не пытайтесь расколоть, разрезать или просверлить их. Продукты сверления могут легко воспламениться. Магниты влияют на работу некоторых приборов, магнитных носителей, кардиостимуляторов. Не кладите их рядом с кредитными картами, телефонами, электронными устройствами, механическими часами, ЭЛТ-мониторами, телевизорами, дискетами, кассетами. Держите их в недоступном для детей месте (!).

Что такое неодим

Изделие, которое теперь применяется повсеместно – это сплав нескольких металлов, среди них редкоземельных. Поскольку один из них, основной, – неодим (Nd), по нему и назвали изобретение. Сегодня без него не обойтись ни в быту, ни на производстве, ни в медицине, ни в электротехнике.

В отличие от ферритового изделия, неодим имеет самые различные формы:

шайбы;
кольца;
пластины;
прямоугольники.

Форма не влияет на силу и свойства неодима, и это еще один его плюс. Другое неоспоримое достоинство – срок службы.

Где купить неодимовый магнит?

Неодимовые магниты различных форм, размеров и удерживающей силы предлагает , центральный магазин-склад которой расположен в Санкт-Петербурге. Для ознакомления с ассортиментом и подробными техническими характеристиками магнитных изделий из неодима предлагаем перейти по ссылке.

Виды и форма неодимовых магнитов

Виды магнитов, доступные для заказа через сайт:

диски;
кольца;
прямоугольники;
квадраты;
прутки (цилиндры);
диски и пластины с зенкованным отверстием под шуруп.

Неодимовый диск – универсальная форма магнитного крепежа, который обладает силой сцепления до 55 кг, применяется в качестве держателя или фиксатора. Его разновидность – диск с отверстием под саморез используется, когда необходимо зафиксировать магнитный держатель на деревянной, пластиковой или бетонной поверхности (стене, шкафу, панели) для последующего хранения ключей или других железных мелочей.

Магниты в форме кольца (шайбы) нашли применение в сувенирной, рекламной продукции, изделиях с магнитными замками и фиксаторами. Их можно привязать к веревке и использовать для очистки жидкостей и сыпучих продуктов, поиска метизов в воде. Магниты прутки (стержни) и прямоугольники широко применяются для создания бытовых магнитных креплений, дверных защелок, а также в моделизме, рекламе, электронике.

Большая часть потребителей покупает неодимовые магниты в Китае, так как именно эта страна является лидером по добыче и производству неодима. Сегодня нет необходимости заказывать их на AliExpress и долго ждать доставку. оптом поставляет эту продукцию в Россию, а цена на неодимовые магниты не выше, чем на китайском сайте. Маленькие дисковые магнитики диаметром от 3 до 10 мм можно приобрести по цене от 5 до 20 рублей. Средние модели диаметром 20-30 мм обойдутся не дороже 100 рублей. Стоимость самых мощных и больших магнитов не превышает 2000 рублей.

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]