О неодимовых магнитах
В мире магнитов, как и во всей остальной природе, есть свои «середнячки» и «гиганты». Одним из таких монстров можно назвать неодимовый магнит, являющийся сплавом железа, бора и собственно неодима. Его химическая формула — Nd2Fe14B.
Магнитный сплав с неодимом обладает мощностью, в десятки раз превышающей силу обычных магнитов. Благодаря этому он широко используется в разных отраслях народного хозяйства.
Открытие неодима
Сам по себе элемент неодим, входящий в сплав Nd2Fe14B, был открыт в 1885 году австрийцем Карлом фон Вельсбахом. Он представляет собой редкоземельный металл, практически не встречающийся в природе в чистом виде. Обычно он образует трудноразделимые соединения с празеодимом и некоторыми другими металлами. Отделить неодим от его близких соседей химикам удалось лишь спустя 40 лет после открытия, в 1925 году.
Мощный постоянный неодимовый магнит был создан искусственно, причем, практически в одно и то же время (в 1983 году) тремя независимыми исследовательскими центрами:
- Академией наук КНР в Пекине;
- японской торговой компанией Sumitomo Corporation, которая занимается разработкой и сбытом ценных для народного хозяйства металлов;
- корпорацией General Motors (США).
Особая ценность неодим магнита заключается в том, что при небольших размерах он обладает большой силой сцепления. Благодаря этому свойству является лучшим материалом для производства магнитоизлучателей.
Свойства материала
Неодим обладает весьма внушительной остаточной магнитной индукцией. На поверхности она равна 2000–5000 Гауссов, в замкнутой цепи — 12000–14000 Гс. Приведенные показатели в несколько раз превышают значения индукции других магнитных сплавов.
Материал создает настолько сильное магнитное поле, что может поднимать груды металла весом до тонны. Это то, чем в первую очередь отличаются неодимовые магниты от обыкновенных ферритовых.
Сплав Nd2Fe14B исключительно устойчив к размагничиванию. За 10 лет активного использования теряет не более 2% своих магнитных свойств, но только при соблюдении температурного режима. Из минусов можно назвать размагничивание при повышении температуры до 80оС и более. Это делает невозможным использование в оборудовании, подверженном нагреву.
Поскольку неодим — чрезвычайно активный металл, его поверхность подвержена коррозии.
Производители решают эту проблему, покрывая материал слоем никеля.
Неодимовый магнит также «не любит» сильных ударов. Обращаться с ним нужно аккуратно.
Применение
Магнитный сплав Nd2Fe14B сильно подорожал в начале XXI века, когда его сфера применения многократно расширилась. Сейчас с деталями из неодима изготавливают самое разное оборудование, среди которого:
- мощные магниты для подъема особо тяжелых грузов;
- музыкальные колонки;
- наушники;
- жесткие диски для ПК;
- металлоискатели в аэропортах;
- масляные фильтры;
- аппараты МРТ.
В быту широкое распространение получили небольшие магниты для остановки счетчиков воды. Они имеют форму диска с диаметром 50–55 мм и силой сцепления от 85 до 200 кг. Размер магнита подбирается к конкретной модели счетчика.
Формы и размеры магнитов
В широкой продаже можно найти неодим любой конфигурации: прямоугольник, квадрат и т. д. На крупных производствах, судостроительных верфях, в машиностроении обычно используют массивные круглые модели диаметром до 1 м и более.
В сфере производства товаров широкого потребления — миниатюрные одно- и двухсторонние варианты. Например, большим спросом пользуются плоские круглые и прямоугольные магниты с зенковкой. У них по центру просверлено отверстие для вкручивания самореза.
Неодимы с зенковкой используют при изготовлении креплений для жалюзи, мебели и аналогичных изделий. Магниты диаметром 7–10 мм обладают силой сцепления 6–12 кг, но этого вполне достаточно для бытовых нужд.
В целом, неодим — это надежное приспособление для временного соединения разных деталей. Он дороже обычных магнитов, но служит в десятки раз дольше и выдерживает гораздо более солидную нагрузку.
