Чем неодимовые магниты отличаются от обычных

Каждый электрон несет в себе мельчайший электрический заряд. Ток – это движение электронов по проводнику, подобно воде по трубе. Движение + заряд = электромагнитное поле.

Поле постоянного магнита имеет ту же природу. Но ведь ничего, вроде, не двигается? Электроны всё равно носятся по своим орбитам. Правда, размеры их малы до невообразимости, поля каждого в отдельности несущественны. А поскольку они направлены бессистемно, то взаимно уничтожают друг друга.

У постоянных магнитов существуют небольшие области – домены. Эти структурные единицы направлены так, что поля электронов в них всех суммируются. Только некоторые материалы могут так структурировать поля своих доменов под влиянием внешнего магнитного поля. Из них и делают постоянные магниты. купить неодимовый магнит в Украине по самой низкой цене
 

Немного истории

Легенда повествует о наблюдательном пастухе Магнусе, приметившим притягивание железного наконечника палки к черному камню. То ли по имени, то ли от названия местности Магнезии, где добывали железную руду и пошло название магнит. Магнитный железняк состоит из смеси двух и трехвалентного оксида железа.

Наша Земля тоже являет собой огромный магнит. Первое и практически единственное применение для магнитов в древности заключалось в наблюдении взаимодействия поля планеты и стрелки компаса. Плавающая в воде стрелка показывала на полюс. Для моряков бесценная информация – посреди моря нет ориентиров, следов на воде не видно…

Существенного (не считая компасов) применения для магнитов не могли придумать до открытия электричества. Вернее, до открытия связи между магнитным и электромагнитным полем. И чем больше электрика значила для человечества, тем выше становилось и значение магнитов.
 

Свойства и сила магнита

Представим себе кусок проводника. Пустим электрический ток. Выключим. Домены намагнитились: тока нет, а поле – есть. Чтобы его нейтрализовать, надо пустить ток в обратном направлении. Вот напряженностью этого «нейтрализующего» тока и измеряется в Амперах/метр коэрцитивная сила – способность материала удерживать намагничивание.

Если коэрцитивная сила мала, вещество называют «мягким», если высокая – «жестким». Всё зависит от области применения. Например, в двигателях переменного тока 50 раз в секунду он идёт в одном направлении и 50 раз – в обратном. Естественно, материал должен быть «мягким», иначе часть тока все время будет тратиться на преодоление поля успевшего намагнитившегося и держащего заряд материала.

Постоянные магниты – это вещества с очень большой коэрцитивной силой:

•  намагниченные при изготовлении, они держат заряд годами. Сейчас их делают из сталей с добавками углерода, вольфрама, кобальта, хрома и некоторых других элементов. Их коэрцитивная сила – до 6500А/м.
•  сплавы альни, альниси, альнико содержат алюминий. В одиночестве немагнитный, но с нужными добавками он составляет сплав с коэрцитивная силой до 60 000 А/м. А среди самых новых – «неодимовых» – делают магниты с коэрцитивная силой выше 2 млн. А/м.

 

Современные материалы для магнитов

•  Бариевые и стронциевые ферриты Ba/SrO•6 Fe2O3. Дешевые и поэтому очень распространенные. Хрупкие, средние магнитные свойства.
•  Неодимовые Nd2Fe14B. Отличные магнитные свойства, относительно недорогие. Кооррдируют, поэтому поверхность обычно покрывается защитными материалами.
•  Самарий-кобальтовые SmCo5/Sm2Co17. Отличные магнитные свойства, не исчезающие при температурах до 350 °С.
•  Альнико. Группа сплавов с алюминием, никелем, кобальтом, железом. Выдерживают до 550 °С, устойчивые магнитные свойства и стойкость, недорогие.
•  Магнитопласты. Магнитный порошок отвердевают с пластмассами. Так получают магниты сложной формы с точными размерами.

В состав сплавов входят очень разные материалы, с разной температурой плавления. Обычным способом получения является спекание из порошковой смеси. Вот видео процесса изготовления.
 

Неодимовые магниты

Самые сильные магнитные свойства из выпускаемых на сегодняшний день. Неодим получен в 1885 г., но в чистом виде – только в 1925 году. Дело в высокой похожести химических свойств неодима с празеодимом. Поэтому их смесь – дидим – долго считалась единым элементом.

На воздухе окисляется, хранят в сосуде с керосином – для защиты. Основные запасы и львиная доля добычи – Китай. Сейчас стоимость упала, в 2014 г килограмм стоил около 70 $. Магнит делают спеканием порошков или сплавлением их же. Состав: 2 атома неодима, 14 – железа, 1 бора. Боится коррозии, поэтому всегда покрывают защитным составом. Неустойчив к нагреванию, теряет свои свойства при температуре выше 80 °С.