Из чего состоят магниты
В советские годы все магниты имели почти одинаковый состав. Их изготавливали из ферромагнитных сплавов, где менялось процентное соотношение материалов. Но уже тогда велись научные изыскания по изобретению новых магнитов. Сегодня магнитное производство предлагает самые разные материалы, способные сохранять магнитное поле.
Из чего состоят разные виды магнитов
Сила и свойства магнитов зависят от их состава. Распространение получили следующие виды сплавов.
1. Ферриты
Это соединения оксида железа Fe2O3 с оксидами других металлов, обладающие ферромагнитными свойствами. Нашли применение в электронике, радиотехнике и прочих отраслях, где сила магнитного поля особой роли не играет. Это дешевые магниты, поэтому они используются в создании разнообразных устройств. Ферриты отличаются коррозийной стойкостью и средней температурной устойчивостью.
Ферритовые магниты устойчивы к ржавчине и высокой температуре
2. Сплавы Альнико
Представляют собой соединение железа со сплавом алюминия, никеля, меди и кобальта (AlNiCo). Магниты Альнико на основе этого сплава отличаются высокой магнитной силой и температурной устойчивостью, поэтому используются в условиях нагрева до 550 градусов по Цельсию. Однако не применяются повсеместно, поскольку отличаются высокой стоимостью. Такие сплавы незаменимы при создании других постоянных магнитов.
В школьных экспериментах обычно используют магнитные бруски и подковы из сплава Альнико
3. Неодимы
Это сплав редкоземельных металлов — неодима, бора и железа (NdFeB). Не имеют конкурентов по мощности и долговечности, так как могут удерживать предметы, тысячекратно превосходящие их по массе. Неодимовые магниты появляются в результате сложного производственного процесса, при котором используется вакуумное плавление, прессование, спекание и другие манипуляции. Единственный недостаток — плохая устойчивость к тепловому воздействию — при нагреве быстро теряют свои свойства. Если исключить тепловой удар, то служат такие магнитные элементы почти вечно — теряют не более 1% мощности за 100 лет.
Велосипед «выужен» поисковым магнитом. Поисковые магниты делают из неодима, у него максимальная грузоподъемность при минимальных размерах
4. Самарий-кобальт
Сплав двух редкоземельных металлов — кобальта и самария SmCo5 или Sm2Co17. Легируются и другими металлами — медью, цирконием, гадолинием и т.п. По мощности такие сплавы уступают неодимовым, но превосходят все остальные аналоги. Отличаются стойкостью к коррозии и температурному воздействию. Незаменимы при работе в сложных условиях, когда требуется надежность и безотказность работы. Находятся в той же ценовой категории, что и неодимовые сплавы.
Магниты SmCo5 слабее неодимовых, но мощнее остальных
5. Полимерные постоянные магниты
Производятся из композиционных материалов с включением магнитного (обычно феррит-бариевого) порошка. За основу берутся разнообразные полимерные компоненты. Магнитопласты имеют низкую магнитную силу, зато отличаются непревзойденной коррозионной стойкостью в той степени, в которой ею обладает и другие полимеры. Конечные свойства каждого полимерного магнита зависят от процентного содержания магнитной смеси. Если используется порошок редкоземельных магнитов (неодим-железо-бор, самарий-кобальт), то магнитопласт получается мощнее. Главное преимущество — невероятная пластичность, позволяющая выпускать магниты любой формы и размеров.
Магнитные параметры магнитопластов ниже, чем у спеченных магнитов
6. Магнитный винил
Являет собой смесь резины и магнитного порошка (ферритового). Процентного содержание последнего составляет 70-75% от массы. Чем больше этого порошка, тем выше магнитная сила изделия. Из преимуществ материала отличают износоустойчивость и огромный диапазон рабочих температур (от −300°C до +800°C). Магнитный винил устойчив к воздействию влаги и пластичен. За счет гибкости подходит для изготовления изделий любых конфигураций.
Сувенирные и рекламные магнитики на холодильник делают из магнитного винила
Автор: Татьяна Давыдова
Из каких веществ можно сделать постоянные магниты?
Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.
решение вопроса
Связанных вопросов не найдено
Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.
- Все категории
- экономические 43,679
- гуманитарные 33,657
- юридические 17,917
- школьный раздел 612,713
- разное 16,911
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
- Обратная связь
- Правила сайта
Из чего изготавливают постоянные магниты
Любые постоянные магниты изготавливают из ферромагнитных веществ. К группе этих материалов относятся железо, кобальт, гадолиний, а также множество химических соединений и сплавов. Все эти вещества даже после выключения намагничивающего поля сохраняют намагниченность. В зависимости от типа материала, используемого для изготовления магнитов, выделяют такие группы изделий:
Ферритовые магниты
Феррит – это материал, магнитная проницаемость которого значительно превосходит соответствующие показатели черных металлов. Разработанные в 1950-е годы магниты на основе феррита стали более доступной и практичной альтернативой дорогостоящим магнитам из металлических сплавов. В качестве основы материала используется оксид железа Fe2O3 в соединении с ферритом бария или ферритом стронция.
Специфика такого состава обуславливает хрупкость и твердость готовых изделий. При ударе или сгибе они запросто могут разрушиться. Учитывая, из чего изготавливают постоянные магниты на основе ферритов, для материала характерны невысокие показатели остаточной индукции, определяющие сравнительно недолгий срок службы магнита.
Тем не менее у ферритовых магнитов много достоинств:
- Невысокая цена
- Устойчивость к размагничиванию.
- Стойкость к коррозийным поражениям.
Литые магниты
Изобретенные в 30-х гг. XX века литые магниты (монокристаллические) широко используются в ряде научных и промышленных отраслей. Изделия получили название Альнико по названию элементов, входящих в состав его сплава: алюминий, никель и кобальт.
Альнико (AlNiCo) – магнитный материал с высокой остаточной намагниченностью и низкой коэрцитивной силой. Из-за этого его можно легко размагнитить и намагнитить обратно. Достоинства магнитов Альнико:
- Устойчивость к нагреву. Максимальный показатель рабочей температуры для магнитов Alnico: +450..+550⁰ C .
- Стойкость к коррозии. Материал сохраняет эксплуатационные качества в условиях высокой влажности и при контакте с водой.
Редкоземельные магниты
Сейчас на вопрос, из чего делают постоянные магниты с лучшими эксплуатационными свойствами, есть только один ответ: из элементов лантаноидной группы. Магниты на основе лантаноидов сочетают большую коэрцитивную силу и высокую сопротивляемость внешним магнитным полям. Благодаря непревзойденным показателям магнитной силы редкоземельные супермагниты открывают широкие возможности для создания более компактных и простых магнитных конструкций.
Наиболее распространены две группы редкоземельных сплавов:
- Неодим, железо и бор (неодимовые магниты). Если вам нужен действительно сильный магнит, то лучшего решения просто не найти. Этот материал используется для производства поисковых магнитов, которые при весе в 2-3 кг способны удерживать объекты до 300 кг и тяжелее. Учитывая, как делают постоянные магниты на основе неодимового сплава, следует обеспечить качественную защиту порошкового материала. При нарушении целостности оцинкованного покрытия он поражается ржавчиной даже при обычной влажности воздуха.
- Самарий и кобальт (самариевые магниты). Эти магниты не из дешевых, зато устойчивы к коррозии и легко поддаются механической обработке. Также самариевые магниты характеризуются стойкостью к высоким температурам: они сохраняют магнитные свойства даже при +350⁰ C .
Выгодно заказывайте любые магниты и изделия на их основе
Интернет-магазин «Мир магнитов» предлагает вам богатый ассортимент магнитов и изделий на их основе по самым привлекательным оптовым и розничным ценам. У нас можно купить неодимовый магнит 50х30 дешево. Выбирайте подходящие изделия с учетом эксплуатационных условий и заказывайте их с выгодными условиями доставки. Чтобы уточнить у специалиста любые технические вопросы относительно выбора подходящего магнита, свяжитесь с нами по телефону 8 (495) 662 49 15 или по email info@mirmagnitov.ru.
Происхождение и производство магнитов
История магнитов уходит корнями в глубокую древность. Название происходит от Магнезии или Магнисии — области в Древней Греции, где была найдена природная магнитная руда — магнетит. Существует легенда о старике Магнусе, который, якобы, и обнаружил, что некий черный камень притягивает железный наконечник его трости.
В Древнем Китае эта руда была известна еще 2 000 лет назад. Ее использовали для навигации и для предсказаний. Конечно, физическое понимание и производство магнитов значительно эволюционировали с тех времен.
Состав
Современные магниты состоят из химических элементов металлов и неметаллов. Самые распространенные из них — железо, никель и кобальт — являются ферромагнитными и способны удерживать свои магнитные свойства в течение продолжительного времени. Комбинация этих элементов формирует основу для различных типов магнитов.
На атомном уровне магнетизм возникает в результате выравнивания магнитных моментов в атомах материала. В постоянных магнитах, например тех, которые состоят из железа или сплавов, магнитные моменты выравниваются и создают сильное и длительное магнитное поле.
Помимо постоянных существуют также временные, например электромагниты. В них магнитные силы возникают вследствие пропускания электрического тока через виток провода. При этом индуцируется магнитное поле. Даже Земля действует как гигантский магнит благодаря движению расплавленного железа в ее внешнем ядре.
Ферриты
Магниты из ферритов (керамические) изготавливаются из смеси оксида железа и карбоната бария или стронция. Они экономичны, обладают высокой магнитной проницаемостью и малой магнитной силой. Часто применяются в таких устройствах как трансформаторы и индукторы, и находят применение в динамиках, микроволновых печах и уплотнениях дверей холодильников.
Сплавы Альнико
Альнико — это сплав, полученный из алюминия, никеля и кобальта, который в течение многих десятилетий был основным в производстве магнитов. Благодаря своему составу сплав имеет высокую магнитную силу и устойчивость к высоким температурам, что делает его подходящим для использования в инструментах, таких как электрогитары и датчики.
Неодимовые магниты
Неодим — это химический элемент семейства лантаноидов, относится к редкоземельным элементам. Неодимовые магниты (NdFeB) в свое время стали прорывом в технологии. Включая неодим, железо и бор, они являются самыми сильными постоянными магнитами, доступными на коммерческом рынке. Их сила и компактные размеры делают их незаменимыми в приложениях, таких как электрические двигатели и жесткие диски компьютеров. Широко используются в электронике, медицинских устройствах, а также в области возобновляемой энергии.
Самарий-Кобальт
Аналогично неодимовым, магниты из самария-кобальта являются редкоземельными. Комбинация самария и кобальта обеспечивает их высокой магнитной силой и устойчивостью к температуре, что позволяет применять их в аэрокосмической и военной отраслях, где стабильность в экстремальных условиях крайне важна.
Полимерные постоянные магниты
Они являются более современным дополнением к разнообразию магнитов. Создаются путем смешивания магнитных порошков с полимерной матрицей. Свойства этих магнитов предоставляют широкие возможности в изменении форм и размеров магнитов, благодаря чему активно применяются в дизайне.
Магнитный винил
Это также относительно новый материал. Этот вид гибких магнитов создается путем смешивания магнитных порошков с виниловой смолой, что позволяет создавать гибкие листы магнитного винила. Материал широко используется в различных областях от рекламных щитов, магнитных знаков и дисплеев, до магнитных досок и мелких бытовых предметов.
Производство
Производственный процесс включает в себя несколько ключевых этапов, каждый из которых критически важен для достижения нужных магнитных свойств.
Первый этап: Выбор материалов и компонентов
Перед началом производственного процесса тщательно выбираются подходящие материалы и компоненты в зависимости от желаемой магнитной силы, устойчивости к температуре и предназначения магнита.
Второй этап: Выплавка
Для сплавов, таких как альнико и магнитов редкоземельных металлов, производственный процесс часто начинается с плавления выбранных металлов в управляемой среде. Для обеспечения точной композиции, необходимой для желаемых магнитных свойств процесс выплавки строго контролируется. Затем расплавленная смесь охлаждается, образуя твердой слиток.
Третий этап: Измельчение
На следующем этапе производства твердой слиток измельчается до мелкого порошка. Размер и согласованность частиц играют ключевую роль в определении магнитных свойств конечного продукта.
Четвертый этап: Прессование
Далее порошок прессуется в желаемую форму с использованием гидравлических или механических прессов. Этот процесс выстраивает магнитные области материала, увеличивая его общую магнитную силу.
Пятый этап: Спекание
Спекание включает в себя подвергание прессованного порошка высоким температурам в контролируемой атмосфере. Этот процесс позволяет частицам объединяться, образуя прочный и стабильный магнит.
Завершение производства
После спекания магниты проходят окончательную обработку, которая может включать в себя нанесение покрытий, формирование и магнитизацию. Покрытия защищают от коррозии, а формирование гарантирует, что конечный продукт соответствует требованиям. Магнетизация представляет собой воздействие на магнит сильным внешним магнитным полем, выстраивая магнитные области и максимизируя его силу. Затем производится контроль качества, чтобы обеспечить надежность готового продукта.
Заключение
Трансформация магнита от его происхождения до завершения производства — впечатляющее сочетание древних принципов и передовых технологий. Разнообразие типов магнитов и сложности производственного процесса доказывают важность магнитов во всех сферах современных технологий.