Magnesy neodymowe i ich zastosowanie

Najsilniejszym i najmocniejszym magnesem trwałym dostępnym obecnie na rynku są magnesy neodymowe. Mają wzór chemiczny Nd2Fe14B i mają wyjątkową gęstość energii magnetycznej do 512 kJ / m3. Jeśli wcześniejsze magnesy samarowo-kobaltowe (SmCo) były uważane za najsilniejsze z dostępnych, wówczas stopniowo, od 1986 r., Były one stopniowo zastępowane magnesami neodymowymi, o wiele bardziej ekonomicznymi pod względem kosztów produkcji, choć o niższej temperaturze Curie.

Wraz z rozwojem przemysłu elektronicznego od lat 90. do chwili obecnej Magnesy neodymowe zyskały wszędzie dużą popularność, a wielu wciąż zaskakuje ich niezwykłymi właściwościami, ponieważ taki magnes może podnieść ładunek tysiące razy większy niż ciężar samego magnesu.

Wszystko zaczęło się od tego, że w 1982 roku japońska firma Sumitomo Special Metals, współpracując z amerykańskim General Motors nad problemem znalezienia alternatywy dla drogich magnesów samarowo-kobaltowych (SmCo), znalazła związek neodymowo-żelazowo-borowy, który został opatentowany przez General Motors w 1985 rok. W 1986 roku otwarto Magnequench, specjalizującą się w produkcji magnesów neodymowych i sprzedaży surowców do ich produkcji.

Magnequench stał się później częścią Molycorp w USA, a Sumitomo częścią Hitachi Corporation w Japonii, a teraz Hitachi posiada ponad 600 patentów związanych z produkcją magnesów neodymowych poprzez spiekanie i licencjonowanie wielu producentów na całym świecie.

Ostatecznie Chiny stały się liderem w produkcji magnesów neodymowych, ponieważ kraj ten kontroluje ogromną część światowych rud metali ziem rzadkich.

Chiny produkują rocznie 50 000 ton magnesów neodymowych. Tymczasem jedna tona oryginalnej rudy zawiera około 700 kg żelaza, a neodym - maksymalnie 450 gramów.

Do produkcji magnesów neodymowych stosuje się technologię proszkową do produkcji trzech rodzajów magnesów: magnesów wytłaczanych, odlewanych materiałów magnetycznych i spiekanych materiałów magnetycznych.

Przed wytworzeniem magnesów materiał magnetyczny jest wytapiany, w tym celu pierwiastki (żelazo, neodym, bor) stapiają się w piecu indukcyjnym, a następnie powstały stop jest kruszony, przyjmując proszek do dalszych etapów procesu technologicznego, aby już pracować z proszkiem.

W zależności od mikrostruktury elementów wyjściowych właściwości magnetyczne produktu końcowego mogą się do pewnego stopnia różnić. Często stosuje się bezpośrednio związek Nd2Fe14B. To jego struktura zapewnia maksymalną anizotropię jednoosiową magnetokrystaliczną. Ale możliwe są bardziej złożone reakcje chemiczne.

Spiekane tworzywa sztuczne magnetyczne są otrzymywane przez prasowanie proszku neodymowo-żelazowo-borowego, spiekanie go w środowisku obojętnym lub próżniowym, a następnie szlifowanie na maszynie w celu uzyskania pożądanego kształtu. Podczas prasowania proszku działa pole magnetyczne pożądana intensywność i kierunek, który ustawia magnetyzację.

Tworzywa sztuczne Magnet są uzyskiwane przy użyciu polimerów, które są mieszane z proszkiem neodymowo-żelazowo-borowym, a następnie wyciskane w formie, i tutaj można uzyskać dowolny kształt, jednak energia produktu jest ograniczona do 5 mgseksek.

Wytłaczane magnesy z tworzyw sztucznychz kolei otrzymuje się w następujący sposób: początkowy proszek neodymowo-żelazowo-borowy miesza się z polimerem, a następnie prasuje do formy, ogrzewa i magnesuje. Nie jest wymagana dodatkowa obróbka, a energia sprasowanych materiałów magnetoplastycznych jest ograniczona do 10 MGE.

Tak więc magnesy neodymowe mają następujące charakterystyczne właściwości:

• W ciągu 10 lat utracono tylko 1% magnetyzacji;

• Dostępne są wszystkie rozmiary i kształty;

• Niska temperatura Curie (patrz tabela powyżej);

• Wysoka odporność na korozję;

• Maksymalne namagnesowanie resztkowe;

• Maksymalna siła przymusu;

• Maksymalna właściwa energia magnetyczna.

Magnesy neodymowe są oznaczone w następujący sposób, są to tak zwane klasy magnesów neodymowych:

• N35-N52

• 33–48 mln

• 30H-45H

• 30SH-42SH

• 30UH-35UH

• 28EH-35EH

Tutaj liczba oznacza energię magnetyczną wyrażoną w MSE (MegaGauss-Oersted), a litera (znak) - dopuszczalny zakres temperatur:

• N (Normalny) - do 80 stopni Celsjusza;

• M (średni) - do 100 stopni Celsjusza;

• H (wysoka) - do 120 stopni Celsjusza;

• SH (Super High) - do 150 stopni Celsjusza;

• UH (Ultra High) - do 180 stopni Celsjusza;

• EH (Extra High) - do 200 stopni Celsjusza.

Zwykle sprzedawca jest zawsze gotowy udzielić wyczerpujących informacji na temat właściwości technicznych magnesów neodymowych, które oferuje.

• w dyskach głowic dysków twardych komputerów;

• w ramach usuwania głowic niedrogiego sprzętu;

• w rezonansie magnetycznym (MRI);

• w magnetycznych przetwornikach gitar;

• w papierosach elektronicznych;

• w zamkach do drzwi;

• w głośnikach i słuchawkach;

• w łożyskach magnetycznych;

• w spektrometrach NMR;

• w silnikach elektrycznych;

• w narzędziach bezprzewodowych;

• w siłownikach;

• w silnikach podnoszenia i sprężarek;

• w silnikach krokowych;

• w elektrycznym wspomaganiu kierownicy;

• w pojazdach hybrydowych i elektrycznych;

• w generatorach i turbinach (turbiny z napędem bezpośrednim wymagają 600 kg magnesów na megawat mocy, a 31% tej masy to neodym);

Ponadto magnesy neodymowe o unikalnych właściwościach magnetycznych zainspirowały twórców zabawek i biżuterii. Wszyscy znają magnetyczne zestawy neokubowe i inni, różni projektanci, różnorodne dekoracyjne zapięcia i wiele innych.

Zatem magnesy neodymowe są zdolne nie tylko do rozwiązywania złożonych problemów produkcyjnych, ale także do prostych, wygodnych rozwiązań.

Ostatnio potężne magnesy zaczęły być aktywnie reklamowane do użycia w nielegalnych działaniach. Reklama zachęca do zakupu magnesów, za pomocą których można korzystać z energii elektrycznej, ciepła i gazu bez uwzględnienia zużytych zasobów poszczególnych liczników. Zaniedbane wykorzystanie takich zasobów jest nielegalne, zgodnie z kodeksem wykroczeń administracyjnych!

Zobacz także na naszej stronie internetowej:Lewitacja magnetyczna - co to jest i jak to możliwe