Где используют неодимовый магнит
Поскольку неодимовые магниты обладают самым сильным магнитным полем среди всех известных нам магнитов, они нашли широкое применение как в обычных приложениях, так и во многих отраслях промышленности. В зависимости от типа магнита и его формы сильные неодимовые магниты используются в различных отраслях промышленности. Мы можем найти магниты в компьютерной, бытовой и текстильной промышленности. Использование неодимовых магнитов в первую очередь зависит от спроса на магниты с сильным магнитным полем.
Продукция этого типа широко используется в:
- промышленности (магнитные держатели),
- автомобилестроении для различных типов маселочистителей от металлических опилок (цилиндрические магниты),
- моделировании при производстве высококачественных бесщеточных двигателей для автомобилей и моделей самолетов (пластинчатые магниты).
Сильные неодимовые магниты также используются в мебельной промышленности. Например, для изготовления различных мебельных замков и ручек, а также стеклянных витрин. Неодимовые магниты позволяют создавать различные типы продуктов, использующие сильную магнитную индукцию. Примером могут быть электродвигатели.
Виды магнитов
В современном мире их классифицируют по трём основным категориям по типу создаваемого ими магнитного поля:
- постоянные, состоящие из природного материала, обладающего этими физическими свойствами, например, неодимовые;
- временные, обладающие этими свойствами во время нахождения в поле действия магнитного поля;
- электромагниты – это витки провода на сердечнике, создающие электромагнитное поле при прохождении энергии по проводнику.
В свою очередь, наиболее распространённые постоянные магниты подразделяются на пять основных классов, по своему химическому составу:
- ферромагниты на основе железа и его сплавов с барием и стронцием;
- неодимовые магниты, имеющие в своём составе редкоземельный металл неодим, в сплаве с железом и бором (Nd-Fe-B, NdFeB, NIB);
- самариево-кобальтовые сплавы, имеющие сравнимые с неодимовым магнитные характеристики, но в тоже время более широкий температурный диапазон применения (SmCo);
- сплав Альнико, он же ЮНДК, этот сплав отличается высокой коррозионной устойчивостью и высоким температурным пределом;
- магнитопласты, представляющие собой смесь магнитного сплава со связующим, это позволяет создать изделия различных форм и размеров.
Сплавы магнитных металлов хрупкие и достаточно дешёвые изделия, обладающие средними качествами. Обычно это сплав оксида железа с ферритами стронция и бария. Температурный диапазон стабильной работы магнита не выше 250-270°C. Технические характеристики:
- коэрцитивная сила – около 200 кА/м;
- остаточная индукция – до 0,4 Тесла;
- средний срок службы – 20-30 лет.
Что такое неодимовые магниты
Это наиболее мощные из постоянных, но в тоже время достаточно хрупкие и нестойкие к коррозии, в основе этих сплавов лежит редкоземельный минерал – неодим. Это самый сильный магнит из постоянных.
Характеристики:
- коэрцитивная сила – около 1000 кА/м;
- остаточная индукция – до 1,1 Тесла;
- средний срок службы – до 50 лет.
Их применение ограничивает только низкий предел температурного диапазона, для наиболее термостойких марок неодимового магнита это 140°C, в то время как менее стойкие разрушаются при температуре свыше 80 градусов.
Самариевокобальтовые сплавы
Обладающие высокими техническими характеристиками, но в тоже время очень дорогие сплавы.
Характеристики:
- коэрцитивная сила – около 700 кА/м;
- остаточная индукция – до 0,8-1,0 Тесла;
- средний срок службы – 15-20 лет.
Они используются для сложных условий работы: высокие температуры, агрессивные среды и большая нагрузка. Из-за сравнительно высокой стоимости их применение несколько ограничено.
Альнико
Порошковый сплав из кобальта (37-40%) с добавлением алюминия и никеля также обладает хорошими эксплуатационными характеристиками, кроме того способностью сохранять свои магнитные свойства при температурах до 550°C. Их технические характеристики ниже, чем у ферромагнитных сплавов и составляют:
- коэрцитивная сила – около 50 кА/м;
- остаточная индукция – до 0,7 Тесла;
- средний срок службы – 10-20 лет.
Но, несмотря на это, именно этот сплав наиболее интересен для применения в научной сфере. Кроме того, добавление в сплав титана и ниобия способствует повышению коэрцетивной силы сплава до 145-150 кА/м.
Магнитопласты
Используются в основном в быту для изготовления магнитных открыток, календарей и прочих мелочей, характеристики магнитного поля незначительно падают из-за меньшей концентрации магнитного состава.
Это основные типы постоянных магнитов. Электромагнит по принципу действия и применению несколько отличается от таких сплавов.
Интересно.
Неодимовые магниты используются практически повсеместно, в том числе и в дизайне для создания парящих конструкций, и в культуре для этих же целей.
Как еще используют магниты в быту?
Малогабаритные модели обладают более узкой сферой применения. С их помощью удобно проводить различные эксперименты с магнитным полем, обучая ребенка основам физики. Использование неодимовых магнитов в быту упрощает крепление различных предметов. Например, вооружившись магнитным фиксатором можно быстро подвесить занавеску, небольшую люстру, верёвку для сушки белья. Это действительно очень удобно, так как ту же верёвку можно быстро снять, не выкручивая фиксаторы из стен.
Бытовое применение магнитов порадует детей возможностью научиться показывать различные фокусы и трюки. Высокая сила сцепления творит чудеса, отталкивая или притягивая металлы и магнитные сплавы
Главное соблюдать осторожность, так как наиболее мощные образцы могут причинить ребёнку серьёзную травму. Неодимовые магниты могут послужить и на кухне, где из них делают магнитные подставки для ножей, вилок и ложек
Для этих целей выбирают маломощные образцы с небольшими габаритами, так как слишком сильные модели могут намагнитить кухонную утварь и сделать её эксплуатацию затруднительной.
Даже обычные магниты, не обладающие высокой силой сцепления, применяются в самых разных сферах, как промышленных, так и бытовых. Что касается неодимовых магнитов, то область их применения еще шире. Более того, разработчики и инженеры регулярно находят все новые способы их использования.
Неодимовый магнит, область применения которого невероятно широка, привлекает за счет своей высокой силы сцепления при относительно небольших габаритах. Если провести сравнение с помощью специальной аппаратуры, то можно отметить, что неодимовые магниты превосходят по силе своих ферритовых собратьев в 15-20 раз.
Для чего применяются неодимовые магниты? В первую очередь, они нужны в промышленности. Они стали важным звеном многих промышленных аппаратов и станков. Здесь они играют роль фильтров, механизмов захвата. Там, где применяются неодимовые магниты, можно избавиться от неэкономичных, громоздких и неудобных электрических магнитов.
Применение неодимовых магнитов не ограничивается их участием в составе станков и промышленных аппаратов. Мощные неодимовые магниты часто применяют при разработке мощных двигателей и электрогенераторов. Обычный магнит не позволит создать большую силу тока, в то время как неодимовый магнит может помочь выработать огромное количество электроэнергии.
Где еще применяют неодимовый магнит? Естественно, в бытовой сфере. Здесь он может использоваться в качестве поискового магнита. Рассыпались гвозди или потерялась тонкая игла? Нужно собрать инструмент или сделать временный крепеж? Во всем этом помогут мощные неодимовые магниты. Некоторые умельцы выравнивают с их помощью духовые музыкальные инструменты, используя в паре стальные шарики и очень сильные магниты.
- Что еще входит в область применения неодимовых магнитов?
- Производство измерительной аппаратуры;
- Разработка медицинских приборов;
- Магнитная обработка воды;
- Создание магнитных фильтров для масел и технологических жидкостей;
- Разработка исполнительных механизмов;
- Производство высокочувствительных датчиков;
- Производство одежды, обуви, чехлов для мобильных телефонов;
- Создание рекламных, информационных и навигационных материалов;
- Изготовление игрушек и сувениров.
На этом список не ограничивается – его можно продолжать очень долго, постоянно дополняя все новыми пунктами.
Мощные магниты нужны не только промышленности, но и рядовым потребителям. Неодимовый магнит в быту позволяет решать ряд насущных проблем. Например, с его помощью можно быстро отыскать упавшую на пестрый ковер швейную иглу, плохо различаемую глазом.
Неодимовый магнит и его применение в быту – говорить об этом можно довольно долго. Мощный магнит поможет собрать рассыпавшиеся гвозди, намагнитит кончик отвертки, выполнит временное подвешивание какого-либо предмета. К тому же, с помощью неодимовых магнитов удобно хранить инструменты или подвешивать на стенку кухонные ножи.
Преимущества
Самый распространенный неодимовый магнит — тот, который имеет сплав железного оксида, обладающий хорошей термостойкостью, высокой магнитной проницаемостью и низкой себестоимостью. Оснащен цветовой маркировкой, высокой коэрцитивной силой, мощным магнитным полем, удерживающим предметы на весу, компактным размером, малым весом, доступностью и широкой областью применения. Имеет большой срок службы.
Если обычный магнит работает на протяжении 10 лет и может размагничиваться, то неодимовый через 100 лет не утрачивает свои свойства. Еще одно преимущество заключается в форме. Подобное изделие обладает формой подковы. Она дает большой срок службы прибору. Что касается стоимости, это — дорогие изделия, однако стоимость оправдывается с помощью превосходных эксплуатационных качеств и безупречной надежности.
Стоит указать, что сила, заключенная в неодимовых магнитах, еще одно их преимущество. Она высокая и найти конкурентную ей нереально. Это рекордный вид показателя, повышение которого невозможно. Сила образуется при изготовлении. Намагничивание происходит после формирование сплава. Благодаря существующим технологиям намагничивается сплав таким образом, что магнит имеет невероятно высокую мощность и этот показатель достигает рекорда.
Обратите внимание! Мощность — относительное обывательское понятие. Сила стабильная, но измеряется она при помощи приборов
При этом показания зависят от того, какая толщина у поверхности и чистота. Некоторое влияние способен оказывать угол отрыва.
Срок службы
Срок работы оборудование, если будет надлежащее использование, равен 30 лет
Из-за неосторожного обращения, прибор может быть испорчен. Дело в отсутствии гибкости, а также в ломкости и потрескивании в момент большой нагрузки
Из-за падения, удара или снижения сцепных свойств снижается срок службы оборудования. По этой причине необходимо избежание падений с использованием соприкасающихся в движениях деталей.
Еще одним крайне важным моментом является безвозвратная потеря магнитных свойств из-за нагревания. Поэтому шлифовка с резкой или сверлением снижает цепную силу и может возгораться сплав. Если же хранение с эксплуатацией организовано правильно, то намагниченность сохраняется на протяжении 10 лет.
Набор магнитных инструментов
Упаковки магнитных инструментов в различных комплектациях из 2-5 предметов – незаменимые помощники мастеров починки, срочных работ. Комплекты помогают организовать компактное рабочее пространство, в котором не затеряется ни один болтик.
набор магнитных инструментов Forceberg
Широкий спектр наборов предлагает компания Forceberg (Форсберг), специализирующаяся на производстве магнитных товаров. Комплекты включают:
- держатель для гвоздей, шурупов, гаек;
- магнитный поддон;
- держатель для инструментов;
- магнитный напульсник;
- держатель для краски;
- сборщик на гибкой ручке;
- зеркальные насадки.
Специализация комплектов помогает выбрать набор по профилю деятельности:
- инспекционный – для ремонта бытовой техники, автомобиля;
- поисковый – для работы археологов, строителей, охотников за металлом;
- универсальный – для домашнего мастера, ценящего порядок и компактность хранения инструмента.
Характеристики постоянного магнита
- Магнитную силу характеризует остаточная магнитная индукция. Обозначается Br. Это та сила, которая остается после исчезновения внешнего МП. Измеряется в тестах (Тл) или гауссах (Гс);
- Коэрцитивность или сопротивление размагничиванию – Нс. Измеряется в А/м. Показывает, какова должна быть напряженность внешнего МП для того, чтобы размагнитить материал;
- Максимальная энергия – BHmax. Рассчитывается путем умножения остаточной магнитной силы Br и коэрцитивности Нс. Измеряется в МГсЭ (мегагауссэрстед);
- Коэффициент температуры остаточной магнитной силы – Тс of Br. Характеризует зависимость Br от температурного значения;
- Tmax – наивысшее значение температуры, при достижении которого постоянные магниты утрачивают свойства с возможностью обратного восстановления;
- Tcur – наивысшее значение температуры, когда магнитный материал безвозвратно утрачивает свойства. Этот показатель называется температурой Кюри.
Формула магнитного потока
Индивидуальные характеристики магнита изменяются в зависимости от температуры. При разных значениях температуры разные типы магнитных материалов работают по-разному.
Важно! Все постоянные магниты теряют процент магнетизма при подъеме температуры, но с разной скоростью, зависящей от их типа
Что такое магнит? Свойства и характеристики магнитов
Чтобы понять суть магнетизма и веществ, называемых магнитами, необходимо несколько углубиться в теорию электромагнитного взаимодействия и внутренней структуры твердых веществ. Физиками установлен основополагающий закон: «Вокруг любого движущегося электрического заряда возникает магнитное поле, а магнитное поле действует на любой движущийся заряд». Закон подтвержден экспериментально опытами Эрстеда и Ампера и ему подчиняются все электрические заряды — электроны, протоны, ионизированные атомы и молекулы.
Из курса школьной физики известно, что вся материя состоит из атомов и молекул, представляющих сложную структуру из нуклонов и вращающихся вокруг них электронов. То есть, в каждом физическом теле, независимо от его фазового состояния, находится огромное количество движущихся зарядов. Значит, должно возникать и магнитное поле. Почему же у одних веществ оно есть, у других его нет?
Почему вещества намагничиваются?
Дело в том, что движение электронов по орбитах носит хаотический характер, а магнитное поле имеет направленное действие. Если взять любой магнит, то у него легко заметить два полюса — северный и южный. Магниты взаимодействуют наподобие электрических зарядов «плюс» и «минус». Одноименные притягиваются, разноименные отталкиваются. Так же и магнитные полюса — северный притягивается к южному, но отталкивается от северного, и наоборот.
Внутри обычного вещества вокруг каждого атома возникают магнитные поля с определенной ориентацией силовых линий. Направление их такое же хаотичное, как и вращение электронов. Поля взаимно погашаются и вокруг массивного тела их нет.
Но есть ряд веществ, у которых значительная часть атомов выстраивается в определенном порядке. Атомы образуют пространственные структуры, домены, с ориентированным магнитным полем. Полюса доменов направлены в одну сторону, и вещество превращается в магнит на макроскопическом уровне. Что мы называем магнитом? Предмет, который может притягивать некоторые металлы, действовать на проводник с током, или другой магнит на расстоянии. Магнитное поле, как и электрическое, дистанционно. Для начала взаимодействия тела не должны касаться друг друга, а только находится вблизи. Величина расстояния различна — от нескольких миллиметров, до сотен и тысяч километров.
Виды магнитов
Необходимо отметить, что магнитное поле возникает вокруг любого твердого тела. Но большинство таких полей столь мало по интенсивности, что мы их не обнаруживаем даже при помощи специальных приборов. В то же время в природе есть вещества, у которых расположение атомов в кристаллической решетке отличается определенной направленностью и магнитное поле их окружает постоянно. Одно из таких веществ — магнитных железняк, или магнетит. В процессе развития техники необходимость в магнитах возрастала. Ученые разработали рецептуры сплавов на основе железа, которые обладали более высокими магнитными свойствами — это стали с содержанием вольфрама, кобальта, хрома, никеля, алюминия, меди. Такие вещества, помещенные в электромагнитное поле, легко намагничиваются, а после отключения поля, сохраняют намагниченность. Изделия из такого материала получило название постоянного магнита. Широкое распространение получили ферритовые магниты на основе оксида железа и окислов бария и стронция.
Неодимовые магниты обладают более сильным полем. Они производятся из сплава железа, неодима и бора. Отличаются небольшими размерами, но очень большой силой сцепления на близком расстоянии.
Электромагниты — класс веществ, у которых магнетизм проявляется только при прохождении тока по катушке, намотанной вокруг сердечника из этого материала. Это так называемые ферромагниты. Они отлично намагничиваются, но не сохраняют остаточного поля после отключения тока. Пример — стали Э1, Э2, Э3, Э4.
перейти к разделам
Магнитные свойства: Br > 1.21 T; Hcb > 899 kA/m; Hcj > 955 kA/m;(BH)max > 287 kJ/m3; … 22.00 р.
Магнитные свойства постоянного магнита 12х10: Br > 1.21 T; Hcb > 899 kA/m; Hcj > 955 kA/… 58.00 р.
Сначала были феритовые магниты
Классические ферритовые магниты известным нам с детства. Наверное, каждый игрался с магнитами, восхищаясь их силой. Некоторые образцы были довольно сильными, их использовали для создания мощных динамиков, откуда они чаще всего и извлекались любопытными детьми. Сила сцепления у ферритовых магнитов довольно высокая, наблюдается зависимость между размерами и слой сцепления. Ферритовые магниты использовались в самых разных целях, в том числе и в промышленных. Главными их достоинствами являлись:
- Стойкость к коррозии и воздействию атмосферной влаги;
- Стойкость к размагничиванию;
- Дешевизна производства;
- Лёгкость в механической обработке.
Что касается недостатков, то они следующие:
- Слабое магнитное поле;
- Хрупкость, отсутствие стойкости к ударам.
Основой ферритовых магнитов является природный материал магнетит, который подвергается соответствующей обработке – в него добавляются такие добавки, как оксид кобальта. Первые ферритовые магниты содержали барий, впоследствии заменённый стронцием, благодаря чему удешевлялось и упрощалось производство магнитов. В последующие годы технология изготовления ферритовых магнитов совершенствовалась, но достичь весьма высокой силы сцепления было невозможно. Коренной перелом в технологии производства магнитов произошёл в 1980-х годах, когда появились первые неодимовые магниты, значительно превосходившие по коэрцитивной силе своих ферритовых собратьев.
Самодельный генератор на неодимовых магнитах
Генератор на неодимовых магнитах
Генератор имеет ручной привод, но можно поменять его на другой, например на привод от ветроустановки. Ручной привод имеет повышающую передачу один к восьми. При использовании его нужно жестко крепить с столу, это позволит интенсивно его вращать и извлечь до 100 ватт электроэнергии. По сравнению с генератором на моторе, аппарат имеет значительно более высокий КПД преобразования механической энергии в электрическую и заряжать с его помощью можно не только мобильники, но и ноутбуки. Напряжение, которое он выдает при ручном вращении 12 вольт, ток 2 ампера. Устройство генератора. Примерно с 16-й минуты на ролике показано устройство генератора на неодимовых магнитах.
Механизм привода использован от настольного точильного аппарата. Для соединения его с генератором сделана переходная втулка
Важно, чтобы при соединении этих частей была соблюдена соосность. Собственно генератор собран на основе мощных неодимовых магнитов, размером 15 мм в диаметре, 5 мм толщиной
Рабочая часть находится на стойках, которые устанавливаются на основание и крепятся на болты. Для уменьшения трения внутри отверстий стоек встроены маленькие подшипники.
Ротор
Посмотрите товары для изобретателей. Ссылка на магазин.
Ротор состоит из оси, на которую установлены 2 диска с магнитами. Магниты стоят на диске поочередно, они крепятся без использования клея, а держатся на железном диске силой магнитного притяжения. На каждом диске стоят по 12 магнитиков. Для обеспечения точности установки магнитов, сделана пластиковая обойма с высверленными выемками для магнитов. Статор состоит из 9 катушек, по 3 катушки на каждую фазу. В приведенной модели медный провод 0,4 -0,5 мм. Автор данного устройства (Игорь Белецкий рекомендует оптимальную толщину 0,5 мм). Тонкий провод повысит напряжение, но снизит ток. Толстый провод повысит ток, понизит напряжение.
Статор
Электроника для самоделок вкитайском магазине.
Количество витков от 100 до 200. От количества витков также зависит напряжение и ток. Чем больше витков, тем больше напряжение, но тем меньше ток. Схема соединения катушек использована стандартная, в интернете ее можно найти. В данной конструкции классическое соединение “звезда”. На выходе диодный мостик для выпрямления тока
При сборке генератора очень важно, чтобы магниты попадали строго в центры катушек. Такое устройство можно использовать в генераторах на основе мотора Стирлинга
Делаем простейший электродвигатель из батарейки и магнита
Все мы с вами обычные люди и хотим расслабиться поле трудового дня и немного отдохнуть. А что, если наш с вами досуг провести интересно и познавательно, да и еще наших близких порадовать интересной диковинной игрушкой. В этой статье я расскажу как вам собрать элементарный электродвигатель из нескольких кусков провода, батарейки и постоянного магнита.
Готовим материал
Для сборки нашего двигателя нам потребуется:
1. Батарейка, самая обычная на полтора вольта
2. Держатель. Его можно взять из любой неработающей игрушки на батарейках. Если такого нет, то вам понадобится две большие скрепки или же два куска неизолированного медного провода диаметром 1,5 квадрата и длинной по сантиметров 15-20.
3. Небольшого размера магнит, подойдут абсолютно любые. Я использовал магниты от обычных магнитиков на холодильник.
4. Провод в лаковой изоляции. Эго можно взять в любой катушке испорченного электрического прибора. Вам потребуется около полуметра такого проводника. Так же вам потребуется сантиметров 30 неизолированного провода, оный легко можно получить разделав одну жилу медного кабеля.
Так же могут понадобиться: ножницы, скотч или изолента.
Приступаем к сбору нашего двигателя
Итак, все что нужно для производства нашего с вами мини-движка подготовлено, теперь давайте начнем его сборку:
Для начала нам необходимо сделать импровизированную катушку из лакированного провода. Для этого берем наш провод и наматываем от 10 до 15 витков, если у вас провод толщиной 1 квадрат и меньше. У меня же в наличии был только лакированный провод 2,5 квадрат, поэтому в моем случае вполне хватило и 4 витков. Чтобы витки получились более-менее равноценные, то можно в качестве барабана использовать пальчиковую батарейку.
Как только сформировали требуемое количество витков снимаем нашу катушку с батарейки и с обоих концов оставляем по 5 см провода минимум.
Далее, чтобы наша катушка не развалилась, свободные концы оберните вокруг бухты как показано на фотографии:
Источник
Магнитный захват
Надежное устройство с грузоподъемной скобой, магнитом из неодима для подъема габаритных труб, листов, заготовок из ферромагнитных материалов. Захват в качестве держателя удобно крепится к подъемным механизмам, исключает использование траверс, строп.
грузоподъемные магнитные захваты
Применение магнитного захвата востребовано в мастерских, на промышленных предприятиях, в строительных организациях, где важно обеспечить безопасность и производительность такелажных работ
Устройству присущи компактность, нетребовательность к условиям использования, высокие эксплуатационные характеристики. Максимальная температурная стойкость захвата до 150°С означает, что крепления можно использовать для перемещения не остывших полностью стальных заготовок. Антикоррозионные составы обеспечивают применение магнитных захватов во влажной среде.
Сила захвата регулируется поворотом ручки. На практике используют максимальный ресурс, установкой регулятора до упора.
