Неодимовый магнит – полезный и технологичный материал

Постоянные магниты были известны с древних времен, но они имели сравнительно малую силу сцепления и относительно быстро теряли свои свойства. В 1983 году американские, японские и китайские исследователи получили уникальный сплав с формулой Nd2Fe14B, состоящий из редкоземельного металла неодима, железа и бора. Это стало началом новой эпохи в технике, поскольку данный материал обладал уникальными характеристиками, существенно расширяющими возможности производителей электроники, бытовой техники и даже простых домашних предметов.

Характеристики современных неодимовых магнитов

Основное свойство любого неодимового магнита – высокая мощность создаваемого им магнитного поля, превышающая таковую у ферритовых и других аналогов более чем в 10 раз. К его достоинствам относят:

• Возможность удержания предметов, масса которых приблизительно в 100 раз превышает массу самого магнита. Это означает, что маленький магнитный диск может удерживать достаточно большие и массивные предметы, что очень выгодно в быту.
• За 100 лет неодимовый магнит теряет не более 5 % своей магнитной силы, что делает его практическим аналогом вечного двигателя. Это единственный действительно постоянный магнит.
• Высокая сила сцепления. Среди аналогов, для отрыва неодимового магнита от стальной поверхности потребуется самая большая сила. Для сдвига понадобится меньшее на 20-50 % усилие при условии передвижения по вертикальной поверхности. Такой большой диапазон объясняется тем, что шероховатость поверхности может быть разной.

Важно осознавать, что не всякая поверхность магнитится с одинаковой силой из-за различного состава металлических сплавов. Кроме того, она может быть окрашена, иметь плотное полимерное покрытие, а также другие факторы, снижающие силу сцепления.

Классы неодимовых магнитов

После изобретения неодимового сплава работа над ним продолжилась, что позволило получить магниты с разной силой сцепления. Класс неодимового магнита маркируется буквой N с определенным числовым значением. Чем больше маркировочное число, тем сильнее сила магнита, измеряемая в МегаГаусс-Эрстедах. В более привычных единицах 1 МегаГаусс-Эрстед = 8 кДж/м3 = 0,8 кгс. Магнитные свойства разных неодимовых сплавов можно узнать из соответствующей таблицы:

Чем выше класс магнита, тем больше его сила и стоимость. Магниты класса N52 применяются в условиях, когда требуется максимальная сила сцепления или мощное магнитное поле в ограниченном пространстве. Если же есть возможность установки, то финансово выгоднее применить 2 магнита N35.

Недостатки неодимовых магнитов

При всех преимуществах, неодимовые магниты имеют определенные недостатки, которые нужно учитывать при их эксплуатации. При том, что они отлично функционируют при низких температурах, они не любят нагрева. Материал марки N теряет свои свойства при температуре 80 °С, при этом, с каждым градусом теряется около 0,1 % магнитной силы.

Чтобы решить эту проблему, была разработана марка М, теряющая магнитные свойства при 100 °С, а позже марка EH – такие магниты работают при температурах до 200 °С. Но такие материалы обойдутся существенно дороже, – очевидно, что для бытового применения вполне достаточно неодимовых магнитов марки М. Важно знать, что быстрый нагрев или остывание могут привести к ухудшению свойств и даже появлению трещин. Неодимовый сплав не терпит сильных ударов и деформаций, в этом случае магнит тоже теряет свою силу.

Поскольку сплав содержит железо, это означает, что он подвержен коррозии, которая снизит его силу. Чтобы этого не случилось, необходимо следить за сухостью магнита. Многие производители решают вопрос никелированием поверхности, также используются цинковое, медное или золотое напыление, применяют тефлон, полимеры или резину.

Область применения для магнитов

Неодимовый сплав позволяет делать очень мощные и долговечные магниты, которые применяются в электронике, медицине, технике. Они все чаще используются в бытовой сфере и приносят пользу огромному количеству людей во всем мире. Неодимовые магниты можно применять:

• Для фиксации различных предметов на вертикальных поверхностях. Это могут быть таблички, полочки, картины и другие предметы декора.
• При устройстве держателей противомоскитных сеток, ножей, мелких металлических предметов, стоек для инструмента, сувениров и памяток на холодильнике.
• При поиске мелких предметов из черного металла, уборке опилок.
• Маленькие магниты применяются для изготовления сувенирной продукции, например, открыток, застежек и даже ювелирных изделий.
• Используются в качестве магнитных соединителей для штор.

Для крепления магнита на поверхности, которая не магнитится, можно использовать классические методы – клей, вшивание в тканевую или кожаную основу, применять скотч или изоленту.

Как выбрать магнит

Чтобы не испытывать сложностей с эксплуатацией неодимового магнита, нужно правильно оценить его требуемые параметры:

• Подобрать размер магнита.
• Выбрать его форму, чаще всего, предлагаются диски и прямоугольники, цилиндрические прутки, кольца, квадраты и кубики. В некоторых из них проделываются отверстия под крепеж.
• Определить оптимальную площадь соприкосновения поверхностей.
• Проанализировать качество поверхности – наличие ржавчины, краски, полимерного покрытия.

Стандартный неодимовый магнит в форме диска, применяемый для устройства крепежа легко удерживает груз до 55 кг, часто в нем проделывают отверстие для самореза, что облегчает его крепление на неметаллической поверхности.

Большая часть мирового производства неодимовых магнитов сосредоточена в Китае, поскольку именно эта страна является лидером добычи и выработки неодима. Благодаря прямым поставкам их можно купить в любом регионе РФ по вполне доступной цене.