Как производят магниты: Из чего сделан магнит?

Производство магнитов в России

Компания «Магнитные системы» занимается разработкой и производством высококачественной магнитной продукции более 10 лет. Для сложных проектов привлекаются консультанты из Германии и США, владеющие инновационными технологиями. Помимо собственного производства, мы предлагаем продукцию от наших партнеров из Китая.

Ассортимент

Компания не ограничивается стандартным производством товаров. Команда активно поддерживает сотрудничество со своими партнерами, находит новых клиентов. Постоянно проводятся следующие разработки:

• поиск новых материалов и их применения;
• исследование сырья;
• изучение инструментов для производства;
• разработка инновационного дизайна.

Наша организация оснащена высокотехнологичным оборудованием, имеется собственная лаборатория. Тестовый центр работает для проверки состава готовых магнитов на атомарном уровне. Проводятся исследования их микрокомпонентов, тестирование в заданной среде.

Ежегодно компания реализует около 50 тонн редкоземельных магнитов из металлических сплавов в модификациях:

• неодим-железо-бор
• самарий — кобальт;
• ЮНДК (Альнико).

Каждый год мы производим от 100 тонн образцов, созданных из сплавов на ферритовой основе:

• с барием BaO.6Fe2O3;
• со стронцием SrO.6Fe2O3;
• с кобальтом CoO.Fe2O3.

Изготовление магнитов из неодима

Самый популярный вид магнитов. Обладают отличными характеристиками при весьма малых размерах. Производятся путём спекания порошкообразной смеси Неодима, Железа и Бора. Доступны разные варианты форм: цилиндр, шар, плоская форма, параллелепипед, диск, блок.

Виниловые изделия

Магниты на виниловой основе также пользуются большим спросом. Они отличаются высокой гибкостью, подходят для применения в рекламной продукции. Бывают на клеевой основе или без нее, поставляются в разноразмерных рулонах. Это красочные наклейки на автомобили, холодильники.

«Магнитные системы» – это компания, которая помнит об экологии, поэтому мы стараемся делать наши изделия безопасными для природы и человека.

Мы сотрудничаем как с крупными оптовыми клиентами, так и с частными розничными покупателями и предлагем низкие цены, своевременную доставку, приятное обслуживание.

Контакты ООО «Магнитные Системы» в Москве (Россия), +7(499) 290-36-37 [email protected]

Разработка технологии получения магнитотвердых магнитных материалов и магнитных систем на их основе для нового поколения низкопольных магнитно-резонансных томографов

Соглашение о предоставлении субсидии от 26 сентября 2017 года № 14.578.21.0255 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития
научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» (уникальный идентификатор соглашения RFMEF157817X0255)

ПНИЭР «Разработка технологии получения магнитотвердых магнитных материалов и магнитных систем на их основе для нового поколения низкопольных магнитно-резонансных томографов.»

Цель

Разработка инновационной технологии получения магнитотвердых магнитных материалов и постоянных магнитов с пониженной себестоимостью.

Разработка высокотехнологичных конструкций и изготовление макетов магнитных систем для нового поколения низкопольных магнитно-резонансных томографов для замещения импорта и обеспечения экспортного потенциала высокотехнологичного здравоохранения.

Описание проблемы, обоснование актуальности исследований

Магнитно-резонансная томография — это один из самых эффективных диагностических методов современной медицины. С помощью магнитно-резонансного томографа производится диагностика рака, рассеянного склероза, болезней опорно-двигательного аппарата и суставов на ранних стадиях.

Как почти все в нашем мире, магнитно-резонансные томографы (МРТ) появляются самых разных размеров: особо-малые, малые, средние, большие и особо-большие. В силу технической природы МРТ их называют приборами с ультраслабым, слабым, средним, сильным и сверхсильным магнитными полями. Эти эпитеты относятся к напряженности постоянного магнитного поля соответствующего прибора. Эта напряженность измеряется в тесла (Тл), в единицах, несколько лет назад заменивших прежнюю единицу Гаусс (Гс), хотя Гаусс по-прежнему иногда используют (10000 Гс=1 Тл). Приборы со сверхслабым полем работают при напряженности менее 0.1 Тл, со слабым — от 0.1 до 0.5 Тл, средним — от 0.5 до 1 Тл, сильным — от 1 до 2 Тл, а со сверхсильным — более 2 Тл.

Из аналитических приложений МР было известно, что отношение сигнал/ шум возрастает с ростом поля. Чем больше это отношение, тем лучше будет изображение. Но более сильное поле требует больших градиентов, чтобы снизить влияние артефактов, обусловленных химическими сдвигами, растущими вместе с полем. Сильные градиенты увеличивают пространственное разрешение. Эти простые соображения заставили некоторых изготовителей под давлением своих разработчиков и специалистов по маркетингу сделать решительный выбор в пользу сверхпроводящих магнитных систем. Они были дорогими, сложными в изготовлении, дорогими в эксплуатации, но с их помощью было реализовано выдающееся качество изображения.

Разумеется, томографы с сильными полями остаются хорошим диагностическим средством и сохраняют свой рынок. Определенные преимущества за ними сохранялись: сверхбыстрые экспозиции, например, все-таки легче обеспечить в сильных полях за счет роста аппаратурной чувствительности.

Но и в будущем большинство МРТ будут работать в слабых и средних полях. Новое поколение пользователей МРТ, небольшие больницы и частные врачи, будут предпочитать более дешевые МРТ, которые обеспечивают возможность проведения подавляющего большинства наиболее часто встречающихся диагностических обследований. Большие госпитали, в особенности те из них, которые интересуются локальной спектроскопией и исследованиями в области функциональной томографии, сохранят интерес к сильным магнитным полям, но и они будут покупать томографы со слабыми и средними полями в качестве вторых и третьих установок для массовых обследований (и разгрузки от них большого томографа).

В настоящее время в России несколько компаний (НПФ «Аз», НПФ «МИП-Нано») производят низкопольные МРТ (НМРТ), но, к сожалению, основа томографа — магнитная система собрана на китайских предприятиях из местных постоянных магнитов. В России постоянные магниты и магнитные системы для НМРТ не производятся.

В рамках проекта создан макет магнитной системы полностью цифрового, облачного, экономичного и экологически чистого магнитно-резонансного томографа, на базе магнитотвердых магнитных материалов и компонентов, выпускаемых в России.

Для его эксплуатации не потребуется криогенная техника, жидкий азот, жидкий гелий и вода для охлаждения; он будет иметь границу поля рассеяния 1 м и низкий уровень шума при сканировании.

Потребляемая мощность этого томографа до нескольких кВт, что значит, что его можно будет питать даже от возобновляемых источников энергии, таких как солнечные батареи и ветрогенераторы.

За счет разработанной в рамках проекта технологии получения магнитотвердых магнитных материалов и постоянных магнитов с пониженной себестоимостью конструкция магнитной системы для нового поколения низкопольных магнитно-резонансных томографов имеет следующие характеристики:

• тип магнитной системы — открытый;
• индукция магнитного поля — не менее 0.45 Тл;
• направление магнитного поля — вертикальное;
• апертура Гентри — не менее 42 см.

Российские и зарубежные аналоги значительно уступают по величине индукции магнитного поля при большей стоимости магнита магнитной системы.

Проект направлен на обеспечение высокоэффективными ПМ и МС существующих и перспективных разработок приборов и устройств в высокотехнологичном российском здравоохранении. В XXI веке редкоземельные ПМ определяют развитие энергосберегающих технологий, экологически чистых видов транспорта, альтернативной энергетики, робототехники и бытовой техники. Уровень разработок, состояние производства и объёмы применения ПМ являются индикатором уровня научно-технического развития страны и её производительных сил.

Сегодня основным производителем редкоземельных ПМ (до 80%) является Китай, который одновременно является основным поставщиком РЗМ (95% мирового производства). Однако в последние годы в РФ производство РЗМ постепенно восстанавливается, что создаёт уникальную возможность существенно увеличить производство ПМ и МС на их основе для нужд отечественной промышленности, поскольку более 90% редкоземельных ПМ, используемых в РФ, завозятся из Китая.

Разработанная в рамках проекта технология производства ПМ и МС на их основе, позволяет не только обеспечить отечественных производителей высокотехнологичной продукцией (импортозамещение), но также вернуться на зарубежные рынки. При этом цель проекта достигнута за счет комплексного подхода к разработке новых типов МТМ и одновременной оптимизации технологий изготовления из них ПМ и МС.

Особенностью работы МРТ является очень узкий температурный интервал их эксплуатации: 20-25ºС. Это позволило разработать специальные МТМ и ПМ на их основе с пониженной максимальной температурой эксплуатации и пониженной коррозионной стойкостью, что сделало возможным снижение содержания в них дорогостоящих легирующих элементов: тяжелых РЗМ (диспрозия, тербия), кобальта и т.д. Помимо вышесказанного, снижение себестоимости МТМ достигнуто за счет повторного использования твердых отходов производства МТМ и ПМ, а также частичного замещения неодима на более дешевые мишметаллы.

За счет снижения себестоимости МТМ увеличена масса магнита в НМРТ, что позволило повысить его магнитные характеристики.

Задачи и пути их решения

В целом в ходе данного проекта создана наукоемкая инновационная технология производства магнитотвердых магнитных материалов и постоянных магнитов с пониженной себестоимостью, изготовленных из сплавов отечественных редкоземельных металлов и их соединений, разработана конструкция магнитной системы нового поколения НМРТ для замещения импорта и обеспечения экспортного потенциала высокотехнологичного здравоохранения, в том числе:

магнитотвердых материалов на основе сплавов отечественных редкоземельных металлов и их соединений;

макетов магнитных систем на основе разработанных постоянных магнитов.

В процессе реализации проекта разработаны следующие современные методы и технологии с целью их промышленного внедрения, а именно:

• технологии получения магнитотвердых материалов на основе сплавов отечественных редкоземельных металлов и их соединений;
• математические методы расчета макетов магнитных систем нового поколения низкопольных магнитно-резонансных томографов;
• технологии переработки техногенных отходов магнитных производств;
• методы контроля, средств и систем стандартизации и сертификации, соответствующие международным требованиям.
• Уникальность (новизна) проекта состоит в разработке:
• нового уникального состава магнитотвердых материалов, позволяющий повысить эксплуатационные характеристики постоянных магнитов и магнитных систем при одновременном снижении их себестоимости;
• новой высокотехнологичной конструкции магнитной системы для нового поколения НМРТ.

Сочетание перечисленных выше особенностей наряду с использованием в качестве исходных материалов более дешевых лигатур редкоземельных металлов с железом и других соединений РЗМ позволяет производить новые магнитотвердые материалы с существенно повышенными, по сравнению с зарубежными и отечественными аналогами, характеристиками, обеспечивая при этом экологичность и экономическую эффективность технологических процессов благодаря повторному использованию части отходов в производстве постоянных магнитов и магнитных систем.

Инновационный характер реализуемого проекта обеспечивается:

• разработкой макетов магнитных систем для нового поколения низкопольных магнитно-резонансных томографов с существенно повышенными, в сравнении с зарубежными и отечественными аналогами, характеристиками;
• использованием в качестве исходных материалов более дешевых лигатур на основе соединений РЗМ и отходов производства, что позволит за счет снижения себестоимости постоянных магнитов и магнитных систем на их основе создать условия для массового применения их в низкопольных магнитно-резонансных томографах.

Сочетание перечисленных выше особенностей делает проект уникальным в мировой практике и оптимально отвечающим потребностям отечественных производителей редкоземельных магнитов, направленным на сферы применения в высокотехнологичном здравоохранении.

Реализация проекта обеспечивает практическую возможность создания в России конкурентоспособного промышленного производства магнитных материалов с пониженной себестоимостью и получения импортозамещающих высокотехнологичных магнитных систем нового поколения низкопольных магнитно-резонансных томографов на основе отечественных сплавов редкоземельных металлов. Благодаря этому будут достигаться:

• Полное обеспечение потребностей отечественных потребителей постоянных магнитов и магнитных систем с пониженной себестоимостью для нужд высокотехнологичного здравоохранения;
• Выход на растущий мировой рынок НМРТ.

В качестве основных потребителей постоянных магнитов и магнитных систем, которые будут производиться с помощью разработанной технологии, выступают предприятия- производители НМРТ, медицинского оборудования и устройств широкого спектра назначения.

Как делают магниты — фото, видео, описание

Автор Анималов В.С. На чтение 4 мин Опубликовано 24.11.2017 Обновлено 06.03.2020

Уникальные свойства некоторых веществ, всегда удивляли людей своею необычностью. Особое внимание привлекла способность некоторых металлов и камней – отталкиваться или притягиваться друг к другу. На протяжении всех эпох это вызвало интерес мудрецов и огромное удивление простых обывателей.

Начиная с 12 – 13 веков его начали активно применять в производстве компасов и других инновационных изобретений. Сегодня можно увидеть распространённость и разнообразие магнитов во всех сферах нашей жизни. Каждый раз, когда мы встречам очередное изделие из магнита, мы часто задаёмся вопросом: «Так как же делают магниты?»

Виды магнитов

Существует несколько видов магнитов:

• Постоянный;
• Временный;
• Электромагнит;

Отличие первых двух магнитов заключается в их степени намагниченности и времени удержания поля внутри себя. В зависимости от состава, магнитное поле будет слабее или сильнее и более устойчивым к воздействию внешних полей. Электромагнит не является настоящим магнитом, это всего лишь эффект электричества, которое создает магнитное поле вокруг металлического сердечника.

Интересный факт: впервые исследования об этом веществе были произведены нашим отечественным ученым Петром Перегрином. В 1269 году им была выпущена «Книга о магните», в которой описывались уникальные свойства вещества и его взаимодействия с окружающим миром.

Из чего делают магниты?

Неодим

Для производства постоянных и временных магнитов используют железо, неодим, бор, кобальт, самарий, альнико и ферриты. Они в несколько этапов измельчаются и вместе плавятся, пекутся или спрессовываются до получения постоянного или временного магнитного поля. В зависимости от вида магнитов и требуемых характеристик, меняется состав и пропорции компонентов.

Такое производство позволяет получить три вида магнитов:

• Прессованные;
• Литые;
• Спеченные;

Изготовление магнитов

Электромагнит принцип работы

Электромагниты производятся с помощью обмотки проволоки вокруг металлического сердечника. Меняя размеры сердечника и длину проволоки меняют мощность поля, количество употребляемого электричества и размеры устройства.

Выбор компонентов

Постоянные и временные магниты производятся с разной силой полей и устойчивостью к окружающим воздействиям. Перед началом производства, заказчик определяет состав и форму будущих изделий в зависимости от места применения и дороговизны производства. С точностью до грамма подбираются все компоненты и отправляются на первый этап производства.

Выплавка

Электрическая вакуумная печь

Оператор загружает в электрическую вакуумную печь все компоненты будущего магнита. После проверки оборудования и соответствия количества материала, печь закрывают. С помощью насоса из камеры откачивают весь воздух и запускают процесс плавки. Воздух из камеры извлекают для того, чтобы предотвратить окисление железа и возможную потерю мощности полей. Расплавленная смесь самостоятельно выливается в форму, а оператор ожидает ее полного остывания. В результате получается брикет, уже имеющий магнитные свойства.

Измельчение

Однородный сплав в специальных дробилках измельчают в два этапа. В результате первичного дробления брикета, получают крупные частицы, размером в мелкую щебенку. После вторичного дробления образуется порошок с размером частиц в несколько микронов. Это необходимо, чтобы на следующем этапе, правильно выставить магнитные поля.

Прессование

Порошок загружают в специальный аппарат, где под воздействием магнитного поля и механического давления его прессуют в брикеты, требуемых размеров и форм. Во время воздействия магнитного поля, намагниченные частицы внутри порошка направляются в одну сторону. В результате выравнивается полярность будущего магнита. Готовые брикеты пакуют в герметичные пакеты и выкачивают изнутри воздух. Это необходимо, чтобы предотвратить окисление металла и потери магнитных свойств.

Спекание

Брикет помещают в специальную печь, из которой удаляют воздух и под воздействием высокой температуры спекают все компоненты в единый магнит. Изделие приобретает высокую прочность и увеличивает мощность магнитных полей.

Завершение производства

Готовые магниты

Магниты могут дополнительно нарезать, шлифовать и покрывать защитным слоем. Готовые изделия проходят контроль качества, упаковываются и отправляются заказчику.

Интересный факт: первая шахта по выработке магнитной руды была построена на холмах магнезии в Малой Азии. С ее недр было выработано множество тонн руды, которую использовали для производства компасов и других уникальных инструментов.

Технология производства магнитов заключается в смешивании нескольких компонентов и получении изделия, издающего магнитное поле. В зависимости от состава и пропорций, в каждом отдельном случае процесс будет немного отличаться. Готовые изделия будут использоваться в разных сферах нашей жизни, начиная от крупных электродвигателей и заканчивая сувенирами на холодильник.

Как и из чего делают магниты – интересное видео

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Неодимовые Магниты NdFeB — ООО «НПП «УКРМС»

Неодимовые магниты – супермагниты!

Неодимовые магниты славятся мощностью и долгим сроком эксплуатации, стойкостью к размагничиванию. Им не нужно электрическое действие для создания магнитного поля. Они постоянно действуют с одинаковой силой.

Благодаря уникальному сплаву, NdFeB магниты создают мощное магнитное поле и способны удерживать вес больше своего в 200 раз. Даже маленькая частица магнита способна удерживать большой вес.

К тому же с годами неодимы почти не теряют своей силы сцепления и служат  более 10 лет все с теми же характеристиками мощности, а специальное покрытие из  никеля, меди, цинка оберегает их от окисления и коррозии  многие годы.

Это делает их наиболее востребованными, поэтому используются они как в быту, электронике, так и в разных отраслях промышленности.

Отличительные характеристики неодимовых магнитов

Сплав неодим-железо-бор оказался очень эффективным для создания мощного поля  и так называемый NdFeB магнит считается одними из самых мощных и прочных.

Неодимовые магниты еще называют вечными или супермагнитами. Их магнитная сила больше чем, например, у ферритовых, в 7-10 раз. И даже при долгой эксплуатации она не ослабевает. Через несколько десятков лет NdFeB магнит может ослабеть лишь на пару процентов.  Даже если вы используете маленький по размерам магнит из этого сплава, он будет обладать высокой мощностью.

Еще одним преимуществом является ценовое соотношение.

Где используется

неодимовый магнит

Этот магнитный материал распространен во многих сферах, благодаря своим отличительным характеристикам.
Он используются как комплектующие на производстве бытовой и промышленной электронике, в автомобилестроении, станокостроении. В составе магнитных сепараторов неодимовые магниты очищают сырье от магнитных примесей. Также при строительных работах находят применение при перемещении предметов, поиске металлических деталей. Они способны удерживать большой вес при небольших габаритах, что делает работу легче.

Мы встречаем их даже в повседневной жизни, не замечая этого.

Этот сплав хорошо подходит для колонок или наушников.

Вы также можете купить неодимовый магнит в Украине для детских игрушек или украшений.

Что такое магнит? Свойства и характеристики магнитов

Чтобы понять суть магнетизма и веществ, называемых магнитами, необходимо несколько углубиться в теорию электромагнитного взаимодействия и внутренней структуры твердых веществ. Физиками установлен основополагающий закон: «Вокруг любого движущегося электрического заряда возникает магнитное поле, а магнитное поле действует на любой движущийся заряд». Закон подтвержден экспериментально опытами Эрстеда и Ампера и ему подчиняются все электрические заряды — электроны, протоны, ионизированные атомы и молекулы.

Из курса школьной физики известно, что вся материя состоит из атомов и молекул, представляющих сложную структуру из нуклонов и вращающихся вокруг них электронов. То есть, в каждом физическом теле, независимо от его фазового состояния, находится огромное количество движущихся зарядов. Значит, должно возникать и магнитное поле. Почему же у одних веществ оно есть, у других его нет?

Почему вещества намагничиваются?

Дело в том, что движение электронов по орбитах носит хаотический характер, а магнитное поле имеет направленное действие. Если взять любой магнит, то у него легко заметить два полюса — северный и южный. Магниты взаимодействуют наподобие электрических зарядов «плюс» и «минус». Одноименные притягиваются, разноименные отталкиваются. Так же и магнитные полюса — северный притягивается к южному, но отталкивается от северного, и наоборот.

Внутри обычного вещества вокруг каждого атома возникают магнитные поля с определенной ориентацией силовых линий. Направление их такое же хаотичное, как и вращение электронов. Поля взаимно погашаются и вокруг массивного тела их нет.

Но есть ряд веществ, у которых значительная часть атомов выстраивается в определенном порядке. Атомы образуют пространственные структуры, домены, с ориентированным магнитным полем. Полюса доменов направлены в одну сторону, и вещество превращается в магнит на макроскопическом уровне. Что мы называем магнитом? Предмет, который может притягивать некоторые металлы, действовать на проводник с током, или другой магнит на расстоянии. Магнитное поле, как и электрическое, дистанционно. Для начала взаимодействия тела не должны касаться друг друга, а только находится вблизи. Величина расстояния различна — от нескольких миллиметров, до сотен и тысяч километров.

Виды магнитов

Необходимо отметить, что магнитное поле возникает вокруг любого твердого тела. Но большинство таких полей столь мало по интенсивности, что мы их не обнаруживаем даже при помощи специальных приборов. В то же время в природе есть вещества, у которых расположение атомов в кристаллической решетке отличается определенной направленностью и магнитное поле их окружает постоянно. Одно из таких веществ — магнитных железняк, или магнетит.

В процессе развития техники необходимость в магнитах возрастала. Ученые разработали рецептуры сплавов на основе железа, которые обладали более высокими магнитными свойствами — это стали с содержанием вольфрама, кобальта, хрома, никеля, алюминия, меди. Такие вещества, помещенные в электромагнитное поле, легко намагничиваются, а после отключения поля, сохраняют намагниченность. Изделия из такого материала получило название постоянного магнита. Широкое распространение получили ферритовые магниты на основе оксида железа и окислов бария и стронция.

Неодимовые магниты обладают более сильным полем. Они производятся из сплава железа, неодима и бора. Отличаются небольшими размерами, но очень большой силой сцепления на близком расстоянии.

Электромагниты — класс веществ, у которых магнетизм проявляется только при прохождении тока по катушке, намотанной вокруг сердечника из этого материала. Это так называемые ферромагниты. Они отлично намагничиваются, но не сохраняют остаточного поля после отключения тока. Пример — стали Э1, Э2, Э3, Э4.

Читайте также

Что из себя представляют редкоземельные магниты

К этому типу относятся постоянные магниты, выполненные из сплавов редкоземельных элементов. Металлы, которые используются для создания конечного продукта, — неодим и самарий. Сплавы на их основе — Nd-Fe-B и Sm-Co.

Редкоземельные магниты на основе неодима и самария отличаются более высокими параметрами, чем литые и ферритовые. Это позволяет уменьшить вес и размеры готовых изделий, сохраняя их качественные характеристики. Магнитная энергия магнитов из самария в 6, а из неодима в 10 раз превышает показатели ферритовых аналогов.

Магнитотвердые материалы этого типа производятся двумя методами: спекания и литья. Литые изделия (или магнитопасты) получаются в результате смешивания магнитного порошка со связывающими полимерами. Эта технология позволяет получить изделия замысловатых форм.

Недостаток спеченных материалов — хрупкость и подверженность коррозии при высоких магнитных свойствах. Далее мы рассмотрим технологию производства продуктов методом спекания.

Производство редкоземельных магнитов

Этап 1. Перемешивание сырья. Чтобы получить редкоземельные магниты с запланированными характеристиками, компоненты соединяют в строгой пропорции. Для этого сырье перемалывают в мелкую фракцию, смешивают и расплавляют в печах при 1100 °C. После этого смесь охлаждают — полученный сплав сырья готов к следующей фазе обработки.

Этап 2. Помол слитков. Проходит в две стадии. Крупный помол производится в барабане. Затем крупную фракцию переводят в состояние пыли. С мелкодисперсной мельницы сырье забирают в резервуары для последующей обработки. До однородности сырье доводят в центрифугах. Затем емкости со смесью подключают к системе подачи азота.

Этап 3. Прессование. Для формования заготовок на производстве используют пресс-формы. Прессовка происходит в магнитном поле на прессах. На этой стадии задается направление магнитного поля магнита. Спрессованные заготовки пакуют в пленку и помещают в вакуум. Затем будущий редкоземельный магнит направляют в изостатический пресс, где он равномерно обжимается.

Этап 4. Спекание. Производится в печах при температуре 1100 °C. Для стандартных объемов сырья подходят печи средней мощности (300–500 кг). Время отжига неодимовых слитков составляет 24 часа, самариевых — 48 часов. После окончания отжига заготовки вынимают из печи и оставляют остыть до температуры +20–23 °C. Затем их отвозят на склад ожидать очереди на обработку.

Этап 5. Механическая обработка. Магнитные слитки нарезают для получения нужной геометрической формы и шлифуют. В процессе шлифования на станках с заготовок снимают окалину, устраняют дефекты и шероховатости.

Этап 6. Окончательная обработка. На этом этапе проверяют качество редкоземельных магнитов. Вначале оценивают верность геометрических размеров. Затем производят антикоррозийную обработку. Слитки покрывают защитным слоем цинка, меди или никеля. Если планируемая среда применения агрессивная, используют несколько видов покрытий. После этого заготовки проходят контрольное намагничивание, затем их тестируют, упаковывают и складируют для отправки потребителям.

Применение редкоземельных магнитов

• Автомобилестроение. Каждый современный автомобиль укомплектован электромагнитными устройствами, в составе которых есть редкоземельные магниты, — датчиками, электродвигателями и т. п.
• Электроника. Однородное магнитное поле материалов обеспечивает работу высокоточных электронных устройств: медицинских приборов, мобильных телефонов.
• Компьютерная техника. Важность магнитных свойств изделий можно оценить на одном компоненте компьютера — жестком диске, конструкция и принцип действия которого целиком основаны на применении магнитов.
• Системы сигнализации. В сигнальных системах разных типов также не обойтись без элементов, обладающих магнитными свойствами.
• Системы фильтрации и сепарации. Изделия используются при производстве фильтров и сепараторов. С помощью магнитных фильтров очищают технические жидкости, мелкодисперсные смеси, а также питьевую воду.

Перспективы применения

К перспективным сферам применения редкоземельных магнитов Nd-Fe-B относят гибридные автомобили и электромобили. Интенсивная работа над экологичным транспортом ведется компаниями Toyota, Fiat, Peugeot.

Еще одна растущая область спроса — производство генераторов и электродвигателей, работающих на экологичном топливе. Специалисты прогнозируют, что на одно подобное изделие потребуется до нескольких тонн слитков Nd-Fe-B.

Роторы на постоянных магнитах, магнитные роторы

Компания ВЭЛМА производит роторы на основе постоянных высокоэнергетических магнитов на заказ, учитывая специфические особенности конкретных задач и дополнительные требования Заказчиков.

Специалистами компании ВЭЛМА разработаны технологии производства высокоскоростных роторов электрических машин. Основные отличия магнитных роторов нашего производства — формирование магнитных систем заданной Заказчиком топологии на базе РЗМ магнитов и изготовление бандажей из различных материалов — никелевых, титановых сплавов и армированных композитов.

Ротор на постоянных магнитах не имеет обмотки возбуждения, полюса ротора задаются направлением намагниченности постоянных магнитов.

Роторы на основе постоянных магнитов и магнитопластов обладают рядом преимуществ по сравнению с аналогичными изделиями:

• благодаря использованию постоянных магнитов разрабатываемые и производимые изделия обладают высокими эксплуатационными свойствами;
• возможность функционирования в самых жестких условиях эксплуатации: при повышенной температуре, в химически агрессивной среде и даже в вакууме;
• применение роторов на основе постоянных магнитов позволяет упростить конструкцию двигателей и снизить производимый ими шум;
• использование роторов на постоянных магнитах позволяет снизить энергопотребление и обеспечить высокие показатели по коэффициенту полезного действия.

Контроль намагниченности магнитной системы ротора при намагничивании ротора в сборе

Компания ВЭЛМА занимается как серийным выпуском магнитных роторов, так и совместной разработкой изделий, исходя из индивидуальных потребностей Заказчика. Роторы проходят поверку на специально разработанных стендах с контролем намагниченности магнитной системы ротора.

Консультация по услугам

Персональный менеджер подробно ответит на ваши вопросы и подготовит индивидуальное коммерческое предложение.

Задать вопрос

магнетизм | Национальное географическое общество

Магнетизм — это сила, проявляемая магнитами, когда они притягиваются или отталкиваются друг от друга. Магнетизм вызывается движением электрических зарядов.

Каждое вещество состоит из крошечных единиц, называемых атомами. В каждом атоме есть электроны, частицы, несущие электрические заряды. Вращаясь, как волчки, электроны вращаются вокруг ядра или остова атома. Их движение генерирует электрический ток и заставляет каждый электрон действовать как микроскопический магнит.

В большинстве веществ одинаковое количество электронов вращается в противоположных направлениях, что нейтрализует их магнетизм. Вот почему такие материалы, как ткань или бумага, считаются слабомагнитными. В таких веществах, как железо, кобальт и никель, большинство электронов вращаются в одном направлении. Это делает атомы в этих веществах сильно магнитными, но они еще не магниты.

Чтобы стать намагниченным, другое сильномагнитное вещество должно войти в магнитное поле существующего магнита.Магнитное поле — это область вокруг магнита, обладающая магнитной силой.

Все магниты имеют северный и южный полюса. Противоположные полюса притягиваются друг к другу, а одни и те же полюса отталкиваются. Когда вы протираете кусок железа по магниту, северные полюса атомов в железе выстраиваются в одном направлении. Сила, создаваемая выровненными атомами, создает магнитное поле. Железка стала магнитом.

Некоторые вещества могут намагничиваться электрическим током.Когда электричество проходит через катушку с проволокой, создается магнитное поле. Однако поле вокруг катушки исчезнет, ​​как только отключится электрический ток.

Геомагнитные полюса

Земля — ​​это магнит. Ученые не до конца понимают, почему, но они думают, что движение расплавленного металла во внешнем ядре Земли порождает электрические токи. Токи создают магнитное поле с невидимыми силовыми линиями, протекающими между магнитными полюсами Земли.

Геомагнитные полюса не совпадают с Северным и Южным полюсами. Магнитные полюса Земли часто перемещаются из-за активности далеко под поверхностью Земли. Смещение геомагнитных полюсов регистрируется в породах, которые образуются, когда расплавленный материал, называемый магмой, проникает сквозь земную кору и изливается в виде лавы. Когда лава остывает и превращается в твердую породу, сильно магнитные частицы внутри породы намагничиваются магнитным полем Земли. Частицы выстраиваются вдоль силовых линий в поле Земли.Таким образом, камни фиксируют положение геомагнитных полюсов Земли в то время.

Как ни странно, магнитные записи горных пород, образовавшихся в одно и то же время, похоже, указывают на разные местоположения полюсов. Согласно теории тектоники плит, скальные плиты, составляющие твердую оболочку Земли, постоянно перемещаются. Таким образом, плиты, на которых застывала порода, переместились с тех пор, как породы зафиксировали положение геомагнитных полюсов. Эти магнитные записи также показывают, что геомагнитные полюса менялись на противоположный вид — сотни раз с момента образования Земли.

Магнитное поле Земли не движется быстро и часто не меняется. Следовательно, это может быть полезным инструментом, помогающим людям сориентироваться. Сотни лет люди использовали магнитные компасы для навигации по магнитному полю Земли. Магнитная стрелка компаса совпадает с магнитными полюсами Земли. Северный конец магнита указывает на северный магнитный полюс.

Магнитное поле Земли доминирует в области, называемой магнитосферой, которая охватывает планету и ее атмосферу.Солнечный ветер, заряженные частицы от Солнца, прижимает магнитосферу к Земле со стороны, обращенной к Солнцу, и растягивает ее в форме капли на теневой стороне.

Магнитосфера защищает Землю от большинства частиц, но некоторые из них просачиваются сквозь нее и попадают в ловушку. Когда частицы солнечного ветра сталкиваются с атомами газа в верхних слоях атмосферы вокруг геомагнитных полюсов, они создают световые эффекты, называемые полярными сияниями. Эти полярные сияния появляются над такими местами, как Аляска, Канада и Скандинавия, где их иногда называют «Северным сиянием».«Южное сияние» можно увидеть в Антарктиде и Новой Зеландии.

Как делают магниты? — Урок для детей — Видео и стенограмма урока

Как делаются магниты?

Давным-давно люди выкопали магнитный камень и использовали его как природный магнит. Если бы им понадобилось создать другие виды магнитов, они бы просто натерли им некоторые из этих металлов. Это более простой способ сделать магниты, которые мы все еще можем использовать, но мы также разработали множество других стратегий изготовления магнитов. Давайте подробнее рассмотрим более сложный способ изготовления магнитов сегодня.

Сегодня мы можем использовать фабрики для производства большого количества магнитов. Различные виды магнитов изготавливаются из разных материалов и с помощью разных процессов.

Один из способов — сделать магнит из смеси разных металлов. Металл нагревается и плавится, а затем помещается в отливку или контейнер, который используется для изготовления формы. Металл остывает в отливке. Затем к нему добавляется магнетизм, обычно с помощью мощного электромагнита, намагниченного электрическим током.Магнит также можно намагнитить, поместив в намагничиватель, который имеет мощное магнитное поле.

Другой способ изготовления магнитов на фабриках более сложен и включает превращение металлов в порошок в процессе изготовления магнитов. Различные металлы, в том числе железо, бор и неодим, нагреваются до чрезвычайно высоких температур, чтобы превратить их из твердого тела в жидкость. Затем они смешиваются вместе; когда жидкость остывает, она снова становится твердой. После этого твердую смесь металлов разбивают на более мелкие части, а затем измельчают до металлического порошка.Затем порошок помещают в контейнер, придавая ему форму, которой примет магнит, и используются мощные силы, заставляющие порошок слипаться, чтобы сформировать его форму.

После этого формованный порошок нагревают, чтобы сделать металл твердым и твердым, а затем металл снова охлаждают. Металл проходит еще один процесс нагрева и охлаждения, после чего сглаживается для придания окончательной законченной формы магнита. Последний шаг — превратить металл в магнит. Для этого чрезвычайно мощный электромагнит передает свою магнитную силу на профилированный металл, в результате чего металл также становится магнитом.Вот сколько магнитов делают на заводах.

Хотя это более сложный процесс, этот процесс изготовления магнитов из порошкового металла является наиболее часто используемым методом, поскольку он создает самые эффективные магниты с постоянным магнетизмом.

Краткое содержание урока

Магниты — это предметы, которые могут притягивать или притягивать другие материалы, например металлы. Их было проще сделать давно, когда люди просто нашли магнитов , которые являются естественными магнитами. Сегодня магниты сложными способами производятся на фабриках.Один из способов — собрать вместе разные металлы, нагреть и расплавить их, придать металлу форму , отливку , контейнер, используемый для придания формы расплавленным материалам, и подождать, пока он станет твердым, а затем добавить магнетизм. Другой способ — превратить смесь металлов в порошок, расплавить порошок с образованием смеси жидких металлов, придать смеси металлов твердую форму и добавить к ней магнетизм.

Как формируются магниты? | Sciencing

Обновлено 2 ноября 2019 г.

Автор: Кевин Бек

Практически каждый знаком с обычным магнитом и с тем, что он делает или может делать.Маленький ребенок при условии нескольких минут игры и правильного сочетания материалов быстро распознает, что определенные виды вещей (которые ребенок позже определит как металлы) притягиваются к магниту, в то время как другие не подвержены влиянию магнита. А если ребенку дать для игры больше одного магнита, эксперименты быстро станут еще интереснее.

Магнетизм — это слово, охватывающее ряд известных взаимодействий в физическом мире, которые не видны невооруженным глазом.Двумя основными типами магнитов являются ферромагнетики , которые создают вокруг себя постоянные магнитные поля, и электромагниты , которые представляют собой материалы, в которых может быть временно индуцирован магнетизм, когда они помещаются в электрическое поле, например, создаваемое катушкой. токоведущего провода.

Если кто-то задаст вам вопрос в стиле Jeopardy : «Из какого материала сделан магнит?» тогда вы можете быть уверены, что однозначного ответа не существует — и, вооружившись имеющейся информацией, вы даже сможете объяснить своему собеседнику все полезные детали, включая то, как формируется магнит.

История магнетизма

Как и многое другое в физике — например, гравитация, звук и свет — магнетизм всегда «присутствовал», но способность человечества описывать его и делать прогнозы на основе экспериментов и полученных моделей и frameworks развивались на протяжении веков. Целая отрасль физики возникла вокруг связанных понятий электричества и магнетизма, обычно называемых электромагнетизмом.

Древние культуры знали, что магнитный камень , редкий тип железо-кислородсодержащего минерала магнетита (химическая формула: Fe ₃ O ₄ ), может притягивать куски металла.К XI веку китайцы узнали, что такой камень, который оказался длинным и тонким, будет ориентироваться вдоль оси север-юг, если будет подвешен в воздухе, открыв путь для компаса .

Европейские путешественники, пользующиеся компасом, заметили, что направление, указывающее на север, незначительно менялось во время трансатлантических путешествий. Это привело к осознанию того, что Земля сама по себе является массивным магнитом, причем «магнитный север» и «истинный север» немного отличаются, и различаются в разной степени по всему миру.(То же самое относится к истинному и магнитному югу.)

Магниты и магнитные поля

Ограниченное количество материалов, включая железо, кобальт, никель и гадолиний, проявляют сильные магнитные эффекты сами по себе. Все магнитные поля возникают в результате движения электрических зарядов друг относительно друга. Было упомянуто об индукции магнетизма в электромагните путем размещения его рядом с катушкой с токоведущим проводом, но даже ферромагнетики обладают магнетизмом только из-за крошечных токов, генерируемых на атомном уровне.

Если постоянный магнит поднести к ферромагнитному материалу, компоненты отдельных атомов железа, кобальта или любого другого материала выровняются с воображаемыми линиями влияния магнита, расходящимися от его северного и южного полюсов, что называется магнитным. поле. Если вещество нагреть и охладить, намагничивание можно сделать постоянным, хотя оно также может возникать самопроизвольно; это намагничивание может быть отменено сильным нагревом или физическим разрушением.

Магнитного монополя не существует; то есть не существует такой вещи, как «точечный магнит», как это происходит с точечными электрическими зарядами.Вместо этого у магнитов есть магнитные диполи, и их силовые линии магнитного поля берут начало на северном магнитном полюсе и расширяются, прежде чем вернуться к южному полюсу. Помните, что эти «линии» — всего лишь инструменты, используемые для описания поведения атомов и частиц!

Магнетизм на атомном уровне

Как подчеркивалось ранее, магнитные поля создаются токами. В постоянных магнитах крошечные токи производятся двумя типами движения электронов в атомах этих магнитов: их орбита вокруг центрального протона атома и их вращение, или спина .

В большинстве материалов небольшие магнитные моменты , создаваемые движением отдельных электронов данного атома, компенсируют друг друга. Когда они этого не делают, сам атом действует как крошечный магнит. В ферромагнитных материалах магнитные моменты не только не компенсируются, но они также выравниваются в том же направлении и смещаются, чтобы быть выровненными в том же направлении, что и линии приложенного внешнего магнитного поля.

Некоторые материалы содержат атомы, которые ведут себя таким образом, что позволяют им намагничиваться в различной степени под действием приложенного магнитного поля.(Помните, что вам не всегда нужен магнит для присутствия магнитного поля; достаточно значительного электрического тока.) Как вы увидите, некоторые из этих материалов не требуют длительного магнетизма, в то время как другие ведут себя. более задумчивым образом.

Классы магнитных материалов

Список магнитных материалов, в котором приводятся только названия металлов, проявляющих магнетизм, был бы не так полезен, как список магнитных материалов, упорядоченный по поведению их магнитных полей и тому, как вещи работают на микроскопическом уровне .Такая система классификации существует, и она разделяет магнитное поведение на пять типов.

• Диамагнетизм: Большинство материалов демонстрируют это свойство, при котором магнитные моменты атомов, помещенных во внешнее магнитное поле, выравниваются в направлении, противоположном направлению приложенного поля. Соответственно, возникающее магнитное поле противостоит приложенному полю. Однако это «реактивное» поле очень слабое. Поскольку материалы с этим свойством не являются магнитными в каком-либо значимом смысле, сила магнетизма не зависит от температуры.
• Парамагнетизм: Материалы с этим свойством, такие как алюминий, имеют отдельные атомы с положительным суммарным дипольным моментом. Однако дипольные моменты соседних атомов обычно нейтрализуют друг друга, оставляя материал в целом не намагниченным. При приложении магнитного поля вместо прямого противостояния полю магнитные диполи атомов не полностью совпадают с приложенным полем, что приводит к получению слабо намагниченного материала.
• Ферромагнетизм: Этим мощным свойством обладают такие материалы, как железо, никель и магнетит (магнитный камень).Как уже упоминалось, дипольные моменты соседних атомов выравниваются даже в отсутствие магнитного поля. Их взаимодействие может привести к магнитному полю величиной, достигающей 1 000 тесла, или Тл (единица измерения напряженности магнитного поля в системе СИ; не сила, а что-то вроде нее). Для сравнения: магнитное поле самой Земли в 100 миллионов раз слабее!
• Ферримагнетизм: Обратите внимание на отличие одиночной гласной от предыдущего класса материалов.Эти материалы обычно представляют собой оксиды, и их уникальные магнитные взаимодействия проистекают из того факта, что атомы в этих оксидах расположены в структуре кристаллической решетки. Поведение ферримагнетиков очень похоже на поведение ферромагнетиков, но порядок расположения магнитных элементов в пространстве отличается, что приводит к различным уровням температурной чувствительности и другим различиям.
• Антиферромагнетизм: Этот класс материалов отличается особой температурной чувствительностью.Выше заданной температуры, называемой температурой Нееля или T _N , материал ведет себя как парамагнитный материал. Одним из примеров такого материала является гематит. Эти материалы также являются кристаллами, но, как следует из их названия, решетки организованы таким образом, что магнитные дипольные взаимодействия полностью отменяются при отсутствии внешнего магнитного поля.

Введение в магниты — Monroe Engineering

Магниты могут быть натуральными и искусственными.Природные магниты находятся в земле и богаты минералом железа, называемым магнетитом. Искусственные магниты разрабатываются в лаборатории путем обработки металлических сплавов для выравнивания заряда.

Существует четыре основных типа магнитов:

• Постоянные магниты
• Временные магниты
• Электромагниты
• Сверхпроводники

В четырех различных типах магнитов также есть разные типы магнитов.

Постоянные магниты используются в быту. После намагничивания постоянные магниты в определенной степени сохраняют свой магнетизм. Магниты состоят из различных атомов и молекул, которые являются ферромагнитным материалом. Эти атомы и молекулы обладают магнитным полем, которое позволяет им усиливать друг друга. Никель, кобальт, сталь и железо — это некоторые из ферромагнитных материалов, которые обладают сильными магнитными свойствами.

Постоянные магниты различаются по силе.Некоторые из них очень трудно размагнитить, но все же могут быть повреждены. Магнитное притяжение атомов может быть нарушено, если другие магниты и магнитный материал находятся в непосредственной близости. Экстремальные погодные условия с максимумами и минимумами также могут размагнитить магниты. Несмотря на то, что они выглядят солидно, очень важно обращаться с ними осторожно. Падение, удары, сотрясение и применение силы к магниту также могут размагнитить материал.

Постоянные магниты бывают разных форм и размеров, и им можно придавать различные формы.Они также могут быть гибкими, различной толщины и длины. Гибкие магнитные полоски или листы изготовлены из ферромагнитного порошка, смешанного с полимерным связующим. Эти высокоэнергетические полоски устойчивы к размагничиванию, не трескаются, не раскалываются и не раскалываются. Гибкий магнитный материал может быть намагничен двумя или более полюсами по длине грани, создавая концентрированную силу на поверхности магнита.

Есть 4 основных типа или подкатегории постоянных магнитов.

Неодим, железо, бор, магниты — это редкоземельный магнитный материал.Эти магниты известны под разными названиями. Его можно увидеть как NdFeB, потому что он сделан из сплава трех различных материалов. Nd — это символ химического элемента неодима, Fe — символ химического элемента железа, а B — символ химического элемента бора. NIB и Neo — это просто аббревиатуры, NIB означает неодим, железо, бор, а Neo — просто сокращение для неодима.

Эти магниты представляют собой продукты с высокой энергией и очень сильными магнитными полями, которые трудно размагнитить.Они могут быть очень компактными и небольшими по размеру, поскольку обладают высоким уровнем энергии. Неомагниты хрупкие и коррозионные, потому что неодим реагирует на кислород и окисляется, если его не обработать. Вот почему необходимо защитное покрытие. Покрытие настолько тонкое, что не оказывает значительного влияния на силу магнита.

Неодимовые магниты используются в самых разных приложениях: от компьютерных жестких дисков и наушников до промышленных приложений, таких как генераторы, двигатели и ветряные турбины.Несмотря на то, что они очень прочные, легкие и доступные, они сделаны на основе неодима, поэтому при воздействии низких температур они могут потерять свой магнетизм.

Чтобы узнать больше об этих магнитах, ознакомьтесь с нашей неодимовой направляющей .

Самарий Кобальт или SmCo, что означает его химические элементы, также относятся к семейству редкоземельных магнитов. По силе они очень похожи на неомагниты, но неомагнит сильнее. Есть две разные серии магнитов SmCo, которые основаны на диапазоне энергии продукта.Первый — это Sm1Co5 или Series 1: 5, а второй — Sm2Co17 или Series 2:17. Sm1Co5 имеет диапазон энергетических продуктов от 15 до 22 MGOe, а Sm2Co17 имеет диапазон энергетических продуктов от 22 до 32 MGOe.

Большая разница, и в зависимости от марки в них мало железа или вообще нет, что означает, что они очень устойчивы к коррозии, в отличие от нео-магнитов, на которые обычно наносится покрытие. Другое большое отличие состоит в том, что они могут сохранять свои магнитные свойства в гораздо большем диапазоне температур. Это означает, что при высоких и низких температурах они очень устойчивы к размагничиванию.Несмотря на то, что они устойчивы к коррозии, они хрупкие и легко раскалываются.

Устойчивость к температуре и коррозии делает самариево-кобальтовые магниты идеальным выбором для приложений, работающих в условиях высоких температур и влажности, таких как двигатели и датчики, и часто используются в автомобильной, морской, аэрокосмической и медицинской промышленности.

Alnico изготовлен из сплавов алюминия, никеля и кобальта. Фактически, он получил свое название от первых двух букв каждого из сплавов.В отличие от двух других редкоземельных магнитов, Alnico можно легко размагнитить при неправильном обращении. Хотя они обладают хорошим диапазоном температурной стабильности и высокой энергии, во многих случаях их заменяют на редкоземельные магниты или керамические.

Магниты Alnico производятся двумя разными способами. Один из них отлит из Alnico, и это позволяет придавать материалу магнита множество различных форм. Литье также дает продукт с более высокой энергией, который часто используется в измерительных устройствах, измерителях и многих других инструментах.Спекание Alnicos делает магниты более прочными механическими характеристиками, но отрицательные — это снижает их магнетизм.

Чтобы узнать больше о магнитах Alnico, загляните в нашу направляющую для магнитов Alnico .

Керамические магниты также называют ферритовыми магнитами. Керамический магнит представляет собой неметаллическое соединение чистых сортов оксида железа и карбоната стронция, а также небольших количеств оксидов других металлов. Эти магниты очень хрупкие, легко ломаются и трескаются.Хотя они имеют более низкий уровень энергии, они имеют довольно хороший баланс магнитных сил и их нелегко размагнитить. Сегодня это одни из самых используемых магнитов.

Эти магниты можно изготовить двумя способами: спеканием или прессованием. Компаунд прокаливают, измельчают в шаровой мельнице до мелкого размера, добавляют связующие, затем смесь уплотняют в прессе. Прессованные формы обжигаются при высоких температурах в печах с строго контролируемым температурным циклом. После охлаждения детали алмазно распиливаются и шлифуются алмазным кругом в соответствии со спецификациями.

Чтобы узнать больше о керамических магнитах, ознакомьтесь с нашей направляющей для керамических магнитов .

Временные магниты — это именно то, что подразумевает их название, временные. Материал, в основном мягкое железо или железные сплавы, работает как магнит только тогда, когда они находятся в присутствии сильного магнитного поля. Как только они больше не находятся в магнитном поле, они теряют свою магнитную силу. Примером временного магнита могут служить гвозди. Когда они соприкасаются с магнитом для чистки ногтей, их магнитная сила входит в зацепление, и они цепляются за щетку для ногтей.Как только они снимаются с щетки для ногтей, они теряют свою магнитную силу.

Электромагниты должны пропускать через них электричество, чтобы они стали магнитными. Сила этих магнитов зависит от силы электрического тока, проходящего через них. Принцип его работы заключается в том, что провод плотно наматывается в катушку, часто с железным сердечником, и когда электрический ток проходит через катушку, он намагничивается и действует как постоянный магнит. Как только ток пропал, магнетизм исчезнет.В динамиках, компьютерах, радио и даже телевизорах используются электромагниты.

Сверхпроводники также сделаны из катушки с проволокой, подобной электромагнитам. В отличие от электромагнитов, специальные металлические сплавы, из которых сделаны катушки, не имеют металлического сердечника. Это самые сильные магниты из всех. Они создают чрезвычайно сильное магнитное поле, но их провода необходимо охладить до определенной температуры, чтобы специальные металлические сплавы стали сверхпроводниками.Эти магниты практически не потребляют энергии, потому что энергия нужна только для оборудования, которое охлаждает катушки. Они используются в аппаратах МРТ, ускорителях частиц и масс-спектрометрах.

Как сделаны современные магниты?

Современный магнит — это промышленный продукт, созданный под действием естественной силы. Современный магнит мощный и легкий. Он может изготавливаться в больших объемах и в уникальных, а также стандартных формах. Наука обнаружила ряд минералов, которые увеличивают силу магнитов, и поскольку эти минералы не многочисленны и распространяются по всей Земле, как уголь, их называют «редкоземельными минералами», производящими «редкоземельные магниты».Многие из этих месторождений полезных ископаемых находятся в Азии, и именно там происходит большая часть производства магнитов. Эта зависимость от Азии в отношении наиболее распространенных и полезных сегодня магнитов привела к усилиям в других странах по разработке других полезных ископаемых и веществ, которые также работают. Современные магниты сделаны из «коктейля» минералов, в который могут входить железо, неодим, самарий, кобальт и никель кобальт. Процесс производства этих «редкоземельных магнитов» исторически был запатентован, а затем лицензирован крупными корпорациями, такими как Sumitomo.По истечении срока действия этих патентов может произойти рост производства магнитов за пределами Азии. Магниты настолько важны для электронных продуктов, что их производство считается стратегическим интересом для большей части мира.

Вот как они сделаны.

1. Добытые металлы объединяются в определенную комбинацию, тогда плавятся в слитки с помощью вакуумной печи. Материал не имеет присущих магнетизм и не является магнитным на этой стадии, или только в умеренной степени.

2.Слитки измельчаются в мелкодисперсный порошок с гранулы размером от 3 до 7 мкм. Думайте об этом порошке как о миллионах крошечных магниты просто ждут, чтобы их выровняли и включили.

3. Порошок помещают в пресс и формуют. в то время как магнитное поле применяется с помощью электрического тока. Такие формы, как прутки, блоки и полосы могут быть изготовлены. Добавление «электромагнитного поле заставляет все крошечные порошкообразные гранулы выравниваться в одном направлении создавая «полярность», необходимую для работы магнита, и значительно увеличивая сила, которую он может проявить.Хотя этот ток достаточно силен, чтобы выровнять частицы наш прессованный слиток порошка еще не магнит.

4. Независимо от силы воздействия на порошкообразные металлы. в рецепте необходимо нагреть до температуры чуть ниже точки плавления, чтобы полностью включены друг в друга. Это известно как «спекание».

5. Затем чугунный слиток «охлаждают» известным способом. как «тушение». После этого магнит становится очень твердым и хрупким. Дальнейшая обработка, такая как обрезка по длине, скругление кромок для снятия напряжений, или создание уникальных форм.Поскольку магнит тверже угольного инструмента стали, для этого требуются специальные инструменты, такие как алмазные фрезы и шлифовальные машины.

6. Почти все из-за того, что они очень хрупкие и подвержены ржавчине. магниты с покрытием. Это может быть металлическое покрытие, такое как никель, резина или ПТФЭ. пластмассы. Темный магнит покрыт резиной или пластиком, яркий магнит — Никль.

7. Наконец, магнит пропускается через электромагнитный поле, которое перемагнитило редкоземельные минералы. Магниты обычно «Заряжен» до силы, в 3 раза превышающей номинальную мощность магнита.

8. Затем магнит проходит испытания и упаковывается на отгрузка и продажа.

Промышленный процесс производства магнитов крупногабаритных объемы очень дороги. Современный магнит — это коммерческий товар, и они сделаны миллиардами. Поскольку эти процессы не гибкие, большинство магнитов изготавливаются стандартных форм и размеров. Магнит совершил квантовый скачок от Компаса, который позволил исследовать нашу Планету в 500 г. до н.э., до ключевая часть электроники, которая позволяет нам исследовать Вселенную и наши будущее.

Как работают магниты? | Quality Logo Products®

Ссылки

Магазин Магнитов. Магниты на протяжении всей истории. Получено с https://www.magnet-shop.com/magnets-throughout-the-history

Уильямс, М. (22 октября 2016 г.). Что такое магнитное поле? Получено с https://www.universetoday.com/76515/mintage-field/

Магниты Apex.8 странных фактов о магнитах и ​​магнетизме. Получено с https://www.apexmagnets.com/news-how-tos/8-strange-facts-about-magnets-and-magnetism/

Эмспак Дж. (15 августа 2014 г.). 9 интересных фактов о магнитах. Получено с https://www.livescience.com/47383-cool-facts-about-magnets.html

Уилсон, Т. Как работают магниты. Получено с https://science.howstuffworks.com/magnet.htm

Валлулис, К.(2018, 17 апреля). Список металлов, притягиваемых магнитами. Получено с https://sciencing.com/list-metals-attracted-magnets-7501815.html

BBC. Уильям Гилберт (1544 — 1603). Получено с http://www.bbc.co.uk/history/historic_figures/gilbert_william.shtml.

Science JR Rank. Магнетизм. Получено с https://science.jrank.org/pages/4081/Magnetism-History-magnetism.html.

Национальная география.Магнетизм. Получено с https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/magnetism/

Минутная физика. (2013, 23 сентября). Магниты: как они работают? Получено с https://www.youtube.com/watch?v=hFAOXdXZ5TM.

Льюис, Т. (12 августа 2017 г.). Что такое МРТ (магнитно-резонансная томография)? Получено с https://www.livescience.com/39074-what-is-an-mri.html

Магниты APEX. Как электромобили используют магниты? Получено с https: // www.apexmagnets.com/news-how-tos/how-do-electric-cars-use-magnets/

Норман, В. Почему магниты в телефонах? Получено с https://www.techwalla.com/articles/why-are-magnets-in-telephones

Джесса, Т. (31 октября 2010 г.). Как работает компас. Получено с https://www.universetoday.com/77072/how-does-a-compass-work/

Как это работает. Как работает магнитная полоса на обратной стороне кредитной карты? Получено с https: // деньги.howstuffworks.com/personal-finance/debt-management/mintage-stripe-credit-card.htm

Электрические замки. (2018, 27 июля). Как работает магнитный замок? Получено с https://www.electriclock.net/how-does-a-mintage-lock-work/

Эриксон М. Бытовая техника с магнитами. Получено с https://www.hunker.com/12412207/household-appliances-that-contain-magnets

Physics.org.Как работают спикеры? Получено с http://www.physics.org/article-questions.asp?id=54.

Вудфорд, К. (29 ноября 2018 г.). Наушники. Получено с https://www.explainthatstuff.com/headphones.html

Quarters, C. (2017, 25 апреля). Классификации магнитов. Получено с https://sciencing.com/classifications-magnets-6507310.html.

HSI Switching. (2017, 9 мая). Как температура влияет на магнетизм? Получено с https: // www.hsisensing.com/temperature-affect-magnetism/

CBS News. (2013, 9 июня). Пульс: у большинства американцев есть магниты на холодильник. Получено с https://www.cbsnews.com/news/pulse-most-americans-have-refrigerator-magnets/

Из чего сделаны магниты

[/ caption]

Магниты — незамеченные герои Нового времени. Однако большинство людей не понимают, из чего сделаны магниты и как они вообще работают.Проблема в том, что мы просто знаем, что магниты притягивают железо и никель. Однако магниты имеют очень интересное происхождение и могут рассматриваться как физическое проявление электромагнитной силы.

Все магниты изготовлены из группы металлов, называемых ферромагнитными металлами. Это такие металлы, как никель и железо. Каждый из этих металлов обладает особым свойством однородного намагничивания. Когда мы спрашиваем, как работает магнит, мы просто спрашиваем, как объект, который мы называем магнитом, проявляет свое магнитное поле.Ответ на самом деле довольно интересный.

В каждом материале есть несколько небольших магнитных полей, называемых доменами. В большинстве случаев эти домены независимы друг от друга и обращены в разные стороны. Однако сильное магнитное поле может расположить домены любого ферромагнитного металла так, чтобы они выровнялись, чтобы создать большее и более сильное магнитное поле. Так делают большинство магнитов.

Основное различие между магнитами заключается в том, являются они постоянными или временными. Временные магниты со временем теряют свое большее магнитное поле, поскольку домены возвращаются в исходное положение.Самый распространенный способ изготовления магнитов — нагрев их до температуры Кюри или выше. Температура Кюри — это температура, при которой ферромагнитные металлы приобретают магнитные свойства. Нагревание ферромагнитного материала до заданной температуры на некоторое время сделает его магнитным. При нагревании выше этой точки магнетизм может стать постоянным. Ферромагнитные материалы также можно разделить на мягкие и твердые металлы. Мягкие металлы со временем теряют свое магнитное поле после намагничивания, в то время как твердые металлы могут стать постоянными магнитами.

Не все магниты созданы человеком. Некоторые магниты встречаются в природе, например, магнит. Этот минерал использовался в древности для изготовления первых компасов. Однако у магнитов есть и другое применение. С открытием связи между магнетизмом и электричеством магниты теперь являются основной частью каждого электрического двигателя и турбины. Магниты также использовались для хранения компьютерных данных.