Магнит неодимовый где применяется: Применение неодимовых магнитов, неодимовые магниты в быту

11 марта 2011 г. 3 ноября 2017 г.

Об авторе: Андрей Су

Эндрю был старшим специалистом по машиностроению. Эндрю родился и вырос в Сан-Хосе, штат Калифорния. В свободное время Эндрю занимается спортом или видеоиграми.

Изобретен в 1983, неодимовый магнит, хотя и малоизвестный, является самым мощным постоянным магнитом в мире. Состоящие примерно из 70% железа, 5% бора и 25% неодима, неодимовые магниты используются в электродвигателях, смартфонах, жестких дисках, наушниках, динамиках и многих других устройствах. По сравнению со своим предшественником, самарий-кобальтовым магнитом, он в 1,5-2 раза прочнее при меньшей плотности. В последнее время Китай, крупнейший производитель неодима, ограничил экспорт, что вызвало опасения по поводу дефицита. Это вызвало возрождение отечественной добычи полезных ископаемых и увеличило возможности снижения зависимости от иностранного импорта, что, как мы надеемся, привлекло внимание к ограниченным ресурсам.

Введение

Современный генеральный директор путешествует по городу в своем гибридном автомобиле, печатая на своем смартфоне и слушая музыку в наушниках. Все предметы, которые он использует, содержат один общий элемент: неодимовый магнит. Неодимовый магнит был изобретен в 1983 г. [21], но до сих пор не получил должного внимания. Несмотря на то, что эти магниты сегодня являются важной частью электроники, многие люди понятия не имеют, что они собой представляют и каково их назначение. Изобретенные и разработанные General Motors и Sumitomo Special Metals неодимовые магниты или магниты NIB состоят из 70% железа, 5% бора и 25% неодима [2]. Ключевым компонентом этого соединения является редкоземельный металл неодим, его тезка. Вместе эти три элемента образуют самый сильный тип постоянного магнита, известный человеку. Магниты достаточно сильны, чтобы лететь по воздуху и ломать пальцы. Однако, несмотря на присущую им опасность, при правильном использовании неодимовые магниты могут быть чрезвычайно полезными для общества.

История

Неодимовый (или нео) магнит был создан, потому что прежний отраслевой стандарт магнита из самария-кобальта (SmCo) становился слишком дорогим. Нужен был более экономичный магнит. Неомагнетики одновременно были открыты и созданы в 1983 г. компаниями General Motors и Sumitomo Special Metals [1]. Две компании использовали разные процессы при создании магнита. General Motors создала их в форме порошковой сварки, а Sumitomo сделала их в спеченной форме. Эти два разных метода производства привели к несколько различающимся свойствам магнитов, при этом спеченная форма проявляла несколько более сильные магнитные свойства.

До появления самариево-кобальтового магнита стандартом был комбинированный магнит из сплава алнико или алюминий-никель-кобальт. Магнит из этого сплава использовался до 1970-х годов, когда редкоземельные металлы начали проникать в магнитную промышленность. Несмотря на то, что неодим называют «редкоземельным металлом» из-за его положения в периодической таблице элементов, он в изобилии присутствует в земной коре. На самом деле, в современном электронном устройстве редко отсутствует магнит Neo. Свойство «постоянный магнит» не означает, что он будет намагничиваться до скончания века. Скорее, эта фраза используется для описания куска металла, который естественным образом намагничивается и теряет свой магнетизм с чрезвычайно низкой скоростью. Как только магнетизм исчез, его нельзя повторно намагнитить. С другой стороны, непостоянный магнит можно бесконечно повторно намагничивать, хотя его магнитные свойства не сохранятся в течение длительного времени.

Свойства

Неодимовые или нео-магниты очень мощные для своего размера. Так же, как муравьи могут поднимать вес, во много раз превышающий их собственный, неомагнит может удерживать вещество, вес которого в 1300 раз превышает его собственный (рис. 1). Различные процессы, используемые (порошковое соединение и спекание) для создания магнита, также могут привести к различным свойствам, при этом ни один из них не имеет явных преимуществ перед другим, хотя некоторые могут утверждать, что процесс склеивания лучше [3]. Некоторые из свойств, используемых для оценки эффективности магнита, — это остаточная намагниченность, мера силы магнитного поля; коэрцитивность, сопротивление размагничиванию; и температура Кюри, температура, при которой магнит размагничивается.

Dalvin/Wikimedia Commons

Рис. 1. Неодимовый магнит, хотя и небольшой для своего размера, может удерживать вес, в 1300 раз превышающий его собственный.

Магнитное поле магнита измеряется в единицах СИ Тесла. Более высокое значение указывает на более сильный магнит. По данным Ассоциации производителей магнитных материалов (MMPA), неомагнит обладает напряженностью магнитного поля 1,0-1,4 Тл. Самарий-кобальт показывает только от 0,8 до 1,1 Тесла. Обычный керамический магнит обладает полем от 0,5 до 1,0 Тесла. Также, в отличие от своих предшественников, неомагниты имеют меньшую плотность: 7,3 г/см3 по сравнению с 8,3 г/см3 у самариево-кобальтовых магнитов [4].

По сравнению с другими магнитами неомагниты имеют более высокие значения остаточной намагниченности и коэрцитивной силы. Однако у них есть главный недостаток — более низкие температуры Кюри. Температура Кюри неомагнита обычно достигает максимума около 350°C. В то время как температура Кюри ниже, чем у других магнитов, 350°C более чем достаточный порог для использования магнита в подавляющем большинстве бытовой электроники и приложений. И наоборот, самариево-кобальтовый магнит имеет температуру Кюри 800°C, что делает его более применимым в промышленности [5]. После того, как магнит превысит температуру Кюри, его нельзя повторно намагнитить и использовать в качестве магнита.

Магниты Neo также относительно дешевы. Самарий-кобальтовый магнит стоит примерно 100 долларов за фунт, а неомагнит стоит примерно половину этой суммы. Очень распространенный керамический магнит стоит всего около 2 долларов за фунт [6]. Однако, исходя из относительной стоимости за BHmax (плотность магнитной энергии), неомагнит стоит 1,40 доллара за BHmax по сравнению с 6,00 доллара за BHmax для самарий-кобальта и 0,50 доллара за BHmax для керамики. Помимо экономической эффективности, сила неомагнита также позволяет использовать его в самых разных областях.

Применение

Прочность и долговечность неомагнита позволяют использовать его во многих электронных устройствах. Каждый магнит создает электромагнитное поле, которое можно использовать для перемещения катушки и создания звуковых волн [7]. Это свойство позволяет использовать его в динамиках, наушниках и телефонах. Неомагниты также встречаются на жестких дисках. В целом, поскольку неомагнит легче, прочнее и дешевле, чем когда-то использовавшийся магнит из самария-кобальта, он идеально подходит для повышения эффективности электроники.

Магниты также являются неотъемлемой частью электродвигателя. Электродвигатель опирается на концепцию «противоположности притягиваются, а противоположности отталкиваются» для получения механической энергии, необходимой для движения; два разных магнита расположены таким образом, что противоположные полюса магнита продолжают отталкиваться, позволяя одному магниту непрерывно вращаться (рис. 2). Это вращение создает электромагнитное поле, позволяющее преобразовывать электрическую энергию в механическую. Поскольку неомагнит настолько мощный и постоянный, он идеально подходит для использования в электродвигателе.

Isi/Wikimedia Commons

Рис. 2. Неодимовый магнит также можно использовать в двигателях для создания электромагнитных полей. Это преобразует электрическую энергию в механическую энергию.

Прочность и относительно малая плотность неомагнитов позволяют сделать электродвигатели легче, что снижает вес электромобилей. Например, двигатель гибридного автомобиля, такого как Toyota Prius (рис. 3), вмещает около 2,2 фунта нео [8].

Майкл Перекас/Wikimedia Commons

Рисунок 3: В Toyota Prius используется неодимовый магнит для уменьшения веса электродвигателя.

Помимо использования в электронных устройствах, неомагниты используются во многих других областях. Их можно использовать в качестве инструментов по дому, в медицинских или оздоровительных целях, в образовательных целях или даже просто для развлечения. В качестве инструментов неомагниты также можно использовать для поиска гвоздей в стенах, удаления металлических примесей из автомобильного масла, формирования магнитного стеллажа для хранения различных металлических предметов, таких как ножи или инструменты [9].], или даже образуют обычный магнит на холодильник. Одним из примеров медицинского устройства, в котором используются неомагниты, является аппарат магнитно-резонансной томографии (МРТ). Магнитные свойства магнитов также можно использовать в терапевтических целях, создавая магнитный поток по телу, который может помочь облегчить боль при артрите [10]. Магниты также в настоящее время продаются как игрушки, предназначенные для использования в магнитных конструкторах, в качестве новизны на рабочем столе или для создания скульптур для эстетического удовольствия (рис. 4).

Clarence Risher/Wikimedia Commons

Рис. 4. Эти магниты также можно использовать в качестве игрушек и придавать им любую желаемую форму или скульптуру.

Будущее

В последнее время огромный интерес к тому, чтобы стать «более экологичными» или более экологичными, привел к увеличению продаж гибридных автомобилей. В основе каждого гибридного автомобиля лежит электрический двигатель, который требует использования сильного магнита, такого как неодим. Новые смартфоны также создают нагрузку на поставки неодима. В настоящее время большая часть мирового неодима добывается в Китае. Однако недавно Китай начал ограничивать экспорт неодима, что вызвало опасения по поводу его нехватки во всем мире [11]. Без другого крупного источника неодима Америка больше не сможет производить смартфоны или гибридные автомобили, продаваемые каждый день. Хотя есть и другие шахты, расположенные внутри страны и в Канаде, их нехватка вызывает беспокойство.

Прошло 28 лет с момента открытия неомагнитов, и, возможно, новая комбинация материалов может быть объединена для создания магнита со свойствами, которые могут соперничать с неомагнитом. Если нынешний спрос на электронику сохранится, мировые запасы неодима могут оказаться под угрозой истощения. Мы надеемся, что эти нехватки и проблемы могут пролить свет на ограниченные ресурсы Земли и, возможно, привлечь некоторое внимание.

Каталожные номера

• • [1] Сполдинг, ГОРДОН ГРАФФ в Нью-Йорке, с Б. Дж. «Новые супермагниты: большее притяжение и меньший вес». Chemical Week, том. 61, (1985, 20 ноября).
  • [2] Сэм Вида. (1992). «Неодимовые магниты». Учитель естественных наук . [В сети]. Том. 59 (1), стр. 28-31. Доступно через Research Library Core, ProQuest: http://proquest.umi.​com.libproxy.usc.edu​/pqdlink?did=1875261​&Fmt=2&clientId=5239​&RQT=309&VName=PQD.
  • [3] Дж. Дж. Хорват. (1997). «Текущее состояние и перспективы на будущее для связанных неодимовых постоянных магнитов». Журнал прикладной физики.  [Онлайн]. Том. 81 (8). Доступно через ProQuest: http://jap.aip.org.l​ibproxy.usc.edu/reso​urce/1/japiau/v81/i8​/p4804_s1 [10 марта 2011 г.].
  • [4] «K&J Magnetics — информация о неодимовом редкоземельном магните». K&J Magnetics – сильные неодимовые магниты, редкоземельные магниты.  Интернет: http://www.kjmagneti​cs.com/neomaginfo.asp [10 марта 2011 г.].
  • [5] «Стандартные спецификации для материалов с постоянными магнитами». Ассоциация производителей магнитных материалов.  Интернет: http://www.intl-magn​etics.org/pdfs/0100-​00.pdf [10 марта 2011 г.].
  • [6] «Часто задаваемые вопросы». Добро пожаловать на цифровой ресурс Magnet Sales&Manufacturing!  Интернет: http://magnetsales. c​om/Design/FAQs_frame​s/FAQs_3.htm#cost [10 марта 2011 г.].
  • [7] «HowStuffWorks: как работают динамики» Howstuffworks. Интернет: http://electronics.h​owstuffworks.com/speaker6.htm [10 марта 2011 г.].
  • [8] Стив Горман. «По мере того, как гибридные автомобили поглощают редкие металлы, нарастает дефицит». Деловые и финансовые новости, последние американские и международные новости | Reuters.com. Интернет: http://www.reuters.c​om/article/2009/08/3​1/us-mining-toyota-i​dUSTRE57U02B20090831​ 31 августа 2009 г. [10 марта 2011 г.].
  • [9] Дэниел Раттер. «Редкоземельные магниты для удовольствия и прибыли». Данные Дэна – Обзоры оборудования и гаджетов для ПК! Интернет: http://www.dansdata.com/magnets.htm [10 марта 2011 г.].
  • [10] Маюри Кулкарни. «Неодимовые магниты». Веб-портал Buzzle: интеллектуальная жизнь в Интернете.  Интернет: http://www.buzzle.co​m/articles/neodymium​-magnets.html [10 марта 2011 г.].
  • [11] «Китай сокращает ключевой экспорт редкоземельных элементов; сокращение на 11% усугубит нехватку полезных ископаемых, необходимых для гибридных автомобилей и смартфонов». The Toronto Star  (декабрь 2010 г.), B4.

Преимущества неодимовых магнитов в наушниках | Магниты Jobmaster

Автор: msilvestro Категория: Магниты Дата: 2019-01-30 Просмотров: 24917

Хотите лучшее качество звука? Узнайте о преимуществах неодимовых магнитов в наушниках и их преимуществах от Jobmaster Magnets.

Звуковые системы и технологически продвинутые наушники становятся все более популярными. Узнайте о преимуществах неодимовых магнитов в наушниках и их преимуществах.

Что такое неодимовые магниты?

Неодимовые магниты являются самыми сильными постоянными магнитами. Они в десять раз сильнее, чем занявшие второе место: керамические магниты. Некоторые сильные магниты могут мешать работе кардиостимуляторов и стирать дискеты или магнитную полосу на вашей кредитной карте.

Изобретенные в начале 1980-х неодимовые магниты сделали возможным усовершенствование персональных аудиосистем и электродвигателей. Совсем недавно они стали дешевле, поэтому их можно включать в большее количество продуктов.

Эти маленькие сильные магниты изготовлены из сплава под названием NIB (неодим, железо и бор). Это группа металлических магнитов, изготовленных из редкоземельных элементов, что позволяет им создавать сильные магнитные поля.

Для отделки магнитов металлы покрывают более прочным металлоподобным никелем или эластичным пластиком. Это делает их менее хрупкими и защищает от коррозии и ржавчины.

Возможности использования неодимовых магнитов безграничны. В настоящее время они используются для таких вещей, как больничные аппараты МРТ, самолеты, лодки, автомобили, акустические системы, наушники и наушники.

Преимущества неодимовых магнитов в наушниках

Неодимовые магниты легче и меньше других магнитов, что делает их идеальным выбором для вкладышей и головных телефонов. В конце концов, вы не хотите, чтобы что-то слишком тяжелое отягощало вас, независимо от того, носите ли вы наушники или отправляете их.

Эти магниты обладают большей магнитной энергией на унцию, чем другие магниты. Сюда входят феррит, самарий, кобальт и алюминий. Фактически, их звуковая четкость и базовые характеристики в восемь раз лучше, чем у ферритовых магнитов.

Неодимовые магниты обеспечивают более высокую чувствительность и значительный звуковой выход, используя для этого меньше энергии. Они могут помочь воспроизводить музыку на довольно высоком уровне SPL (уровень звукового давления) с использованием сильного магнитного потока.

Таким образом, они позволяют создать лучший наушник с отличным качеством звука без существенного увеличения цены.

Заинтересованы в неодимовых магнитах? Обратитесь в компанию Jobmaster Magnets. Просмотрите самый большой ассортимент редкоземельных элементов, керамики, альнико, гибкой полосы, гибкого листа или электромагнитов, которые можно отправить по всему миру. Мы также разрабатываем и производим специальные магниты по индивидуальному заказу.

Преимущества неодимовых магнитов в наушниках говорят сами за себя.