Jak kupić magnesy neodymowe?

Magnes z neodymu wykazuje silne oddziaływanie przede wszystkim żelazo i wszelkie stopy z jego domieszką oraz metale: gadolin, nikiel, erb, kobalt i dysproz. To, czy dany element zostanie łatwiej czy też trudniej przyciągnięty przez magnes, zależy też od kształtu tego elementu. W długim elemencie, np. w żelaznym gwoździu, kiedy zostanie on nasycony polem magnetycznym z magnesu stałego, szybko ustalą się miejsca biegunów magnetycznych, t.j. na jednym końcu gwoździa będzie „N” a na drugim „S”. Jeżeli ten sam gwóźdź przetopimy i uformujemy z niego kulę, to okaże się, szczególnie jeżeli kula będzie w ruchu, że będzie ją trudniej wychwycić za pomocą pola magnetycznego.

Nie, nie podwoi się.
Gęstość strumienia magnetycznego jest ilością strumienia magnetycznego w jednostce powierzchni. Chociaż gęstość strumienia stanie się nieco silniejsza, gdy dwa magnesy zostaną umieszczone pionowo jeden na drugim, ponieważ powierzchnia pozostanie taka sama, nie będzie znaczącej różnicy. Na przykład, jeśli dwa magnesy o rozmiarze MW 10mm x 10mm zostaną umieszczone jeden na drugim, gęstość strumienia magnetycznego będzie prawie taka sama jak dla magnesu o rozmiarze MW 10x10 mm.

Producenci magnesów z neodymu używają w nazwie materiału magnetycznego konkretne litery np. SH za różnymi, zawsze dwucyfrowymi liczbami np.: 42…. Liczba w oznaczeniu materiału określa gęstość energii magnetycznej (BH)max danego materiału magnetycznego i wynosi w układzie jednostek CGS odpowiednio 42 MGsOe (mega-gaussów-oersztedów). Litery w oznaczeniach materiałów magnetycznych odnoszą się do wielkości koercji (im wyższa koercja tym większa odporność magnesu na rozmagnesowanie magnesu w wyniku wysokiej temperatury lub w wyniku przyłożenia przeciwnego pola magnetycznego), i te oznaczenia literowe można rozwinąć i wyjaśnić następująco: M - "medium", H - "high", SH - "super high", UH - "ultra high", EH - "extra high". Czyli przykładowo materiał N35SH będzie posiadał literę N na początku nazwy materiału pochodzącą od pierwiastka neodymu, liczbę 42 określającą gęstość energii magnetycznej 38 MGsOe i litery SH od "super high" czyli z j. angielskiego "bardzo wysoki", chodzi o bardzo wysoką wartość koercji.

Magnesy neodymowe wytwarzane ze związku Nd2Fe14B to spiek złożony z żelaza, boru i neodymu. W rzeczywistości w skład magnesów neodymowych wchodzi tylko około 30% związku Nd2Fe14B, dzięki swojej budowie atomowej magnesy te są tak silne.

Obecnie na świecie neodymowe magnesy są produkowane przede wszystkim na kontynencie azjatyckim. Głównym wytwórcą, a także dystrybutorem takich produktów są Chiny, z uwagi na posiadanie większości pokładów niezbędnych do tego pierwiastków. Do przemysłowego produkowania magnesów o dużej mocy zastosowanie znalazły przede wszystkim dwa związki: Sm₂Fe₁₇N₂ oraz Nd₂Fe₁₄B. Są to magnesyna bazie neodymu i magnesy posiadające strukturę nano krystaliczną, charakteryzujące się nie tylko wysokim namagnesowaniem, lecz także wysokim poziomem remanencji magnetycznej. Zastosowanie mocnych neodymowych magnesów jest naprawdę wszechstronne. Najważniejszymi grupami odbiorców zostały podmioty z branży produkcyjnej, projektujące urządzenia elektryczne, elektroniczne, w szczególności firmy zajmujące się motoryzacją, wykorzystujące wysoko wydajne silniki elektryczne i hybrydowe. Przy wytwarzaniu takich silników używa się neodymowych magnesów z mieszaniny z pierwiastkami redukujący spadki związane z wydajnością magnesów przy wysokiej temperaturze takimi, jak dysproz (Dy) oraz Terb (Tb). Przez użycie tych związków, znacznie powiększono koercję magnetyczną i całościową wydajność magnesów używanych w sprzęcie elektrycznym o większej mocy. Na terenie Stanów Zjednoczonych od wielu lat prowadzone są naukowe badania przez powołany do tego celu Instytut Rare Earth Alternatives in Critical Technologies (REACT), który ma zadanie opracowywać nowoczesnych stopów. W 2011 roku ARPA-E desygnowała prawie 32 miliony dolarów na wsparcie zaawansowanych projektów w programie Rare-Earth Substitute, czyli możliwości wynalezienia związków zastępujących metale ziem rzadkich jako zastępstwo dla naturalnych pokładów pierwiastków, występujących na terenie Azji.

Wytwarzanie magnesów neodymowych opiera się na dwóch metodach. W japońskich firmach używano metody spiekania mieszanin proszków, a na terenie Stanów popularność zyskała technika opierająca się o szybkie chłodzenie. Zależnie od oczekiwań, magnesy neodymowe wytwarza się przy użyciu innych stopów, między innymi miedzi, aluminium czy galu. Przez takie domieszki można w szerokim zakresie regulować parametry magnetyczne magnesu, jego zakres wytrzymałości oraz możliwość pracowania w wysokim zakresie temperatur . Można nawet sprawić, że struktura magnesu będzie odporna na atmosferyczne warunki, w tym wodę, która może spowodować zmiany korozyjne. Za to regularne dopracowywanie metalurgii proszkowej przyczyniło się do opracowania różnych stopów, które w znaczący sposób wpłynęły na podniesienie temperatury Curie. Stworzony w nowoczesny sposób neodymowy magnes, może osiągnąć poziom namagnesowania przekraczający 1,6T, czyli dużo wyższe na przykład od pola emitowanego przez Ziemię.

Najważniejszym kryterium w doborze magnesów wykonanych z neodymu będzie jego przeznaczenie. Należy wziąć pod uwagę temperaturę pracy, warunki atmosferyczne i wreszcie siłę magnetyczną z jaką ma działać magnes. Siła działania magnesów neodymowych często podawana jest jako udźwig w kilogramach. Należy wziąć pod uwagę, iż jest to wartość mierzona w laboratoriach, w idealnych warunkach, przy idealnym kontakcie magnesu z podłożem ferromagnetycznym i co istotne kierunek działania tej siły jest prostopadły do powierzchni kontaktu magnesu z podłożem. W razie wątpliwości proszę kontaktować się z doradcami firmy Dhit sp. z o.o. telefon w zakładce kontakt.

Oczywiście najsilniejszy będzie magnes wykonany z materiału najmocniejszego magnesu (np. N54. Jednocześnie jednak, takie materiały są dużo droższe od standardowych. Wyższy magnes będzie działał na większą odległość, linie sił pola magnetycznego będą wychodzić z płaszczyzny bieguna strzeliście do góry i istnieje szansa na przyciągnięcie elementu z żelaza lub innego magnesu z dalszej odległości. Natomiast płaski magnes w praktyce będzie miał większy udźwig, będzie w stanie przytrzymać i podnieść elementy o większej powierzchni i gabarytach.

Magnes neodymowy jest powszechnie wykorzystywany w wielu urządzeniach elektrycznych: licznikach, dzwonkach i zamkach elektrycznych, monitorach, silnikach. Do głównych gałęzi w których wykorzystuje się magnesy neodymowe zaliczamy: medyczny.

Tak, w naszym sklepie można kupić magnesy neodymowe. Są one dostępne w różnych rozmiarach i kształtach, a także w różnych cenach, w zależności od ich mocy i jakości. Zachęcamy do zapoznania się z naszą ofertą i wybrania odpowiednich magnesów dla siebie.

Magnetyzm jest trwały. Ścisłe mówiąc, magnetyzm osłabia się przez lata, jednak demagnetyzacja jest tak niewielka, że nawet po kilkudziesięciu latach nie odczuwa się znacznego osłabienia. Dlatego magnesy neodymowe są powszechnie uważane za niewrażliwe na demagnetyzację i nazywane magnesami trwałymi. Demagnetyzacja częściej występuje z powodu zmian temperatury i obciążenia odpychającego, a nie ze względu na upływ czasu. Magnesy z materiału Alnico mogą wymagać ponownego namagnesowania, ponieważ łatwo ulegają demagnetyzacji z powodu obciążenia odpychającego.

Tak, istnieje kilka sposobów na zdemagnesowanie magnesów z neodymu. Najprostszym z nich jest ogrzanie magnesu najpierw powyżej zdefiniowanej dla materiału magnetycznego maksymalnej temperatury pracy, co spowoduje częściowe odmagnesowanie, a później rozgrzanie powyżej temperatury Curie, czyli takiej powyżej której ferromagnetyk staje się paramagnetykiem, będzie to skutkowało całkowitym rozmagnesowaniem. Innymi sposobami na rozmagnesowanie magnesy neodymowe są: działanie odpowiednio dużym stałym i przeciwnym polem magnetycznym lub poddanie magnesu zanikającym i przemiennym polem magnetycznym.

Magnes neodymowy to najsilniejszy magnes stały dostępny na rynku. Jego niezwykle wysoka siła magnetyczna wynika z użycia stopu z żelaza, neodymu oraz boru w celu uzyskania tetragonalnej struktury krystalicznej związku Nd2Fe14B. Taki skład stopu daje niespotykane wcześniej własności magnetyczne, w tym wyjątkowo wysoką anizotropię magnetokrystaliczną.
Magnesy neodymowe są zazwyczaj produkowane w postaci spieków, ale istnieje również możliwość produkcji magnesów neodymowych jako tzw. magnesy wiązane, używając jako spoiwa tworzyw sztucznych lub żywic.

Magnesy neodymowe to spiek wykonany z żelaza, boru, neodymu i innych dodatków. Proces produkcji zaczyna się od dobrania odpowiednich ilości każdego z komponentów, które zostają stopione, a następnie odlane. Powstałe arkusze zostają kruszone metodą wodorową, a następnie mielone na proszek. Otrzymany w ten sposób proszek jest poddawany procesowi zagęszczania. Materiał zostaje prasowany metodą pseudo-izostatyczną pod dużym ciśnieniem, co pozwala na uzyskanie dużego stopnia gęstości i jednorodności. W czasie procesu formowania, materiał jest namagnesowany przy użyciu pola magnetycznego, które wyznacza kierunek magnesowania, jeśli produkowane są magnesy anizotropowe, lub bez użycia pola magnetycznego, jeśli potrzebne są magnesy izotropowe. Następnie, kształtki są spiekane, a po tym zabiegu przechodzą obróbce mechanicznej i powierzchniowej (w tym pokrywane są warstwami ochronnymi). Na koniec, wynikający produkt zostaje zmagnesowany w magneśnicy, a finalnie staje się magnesem.

Magnes neodymowy wynalazł japoński naukowiec Sagawa Masato. Pierwsze badania związane z magnetycznymi własnościami pierwiastków ziem rzadkich wykonywał w Fujitsu Laboratories przez około dziesięć lat. Później przeniósł się do Sumimoto Special Metals i uważa się, że właśnie tam, na początku lat 80-tych w końcu opracował technologię i stworzył współczesny spiekany magnes neodymowy oparty na związku Nd2Fe14B. Odtąd obserwuje się bardzo szybki rozwój w tej dziedzinie.

Pierwsze znane badania laboratoryjne nad stopami metali jakie można by było wykorzystać do produkcji silnych magnesów miały miejsce w 1966 roku. Wtedy to właśnie naukowcy K. Strnat oraz G. Hoffer z Air Force Materials Laboratory w Dayton, zaczęli badania nad magnetykami, składającymi się z metali należących do tak zwanej grupy metali ziem rzadkich. Na samym początku testowane stopy metali, jakie planowano zastosować do produkcji magnesów o dużej mocy, opierały się na bazie żelaza, kobaltu i lekkich lantanowców, do których zaliczamy: cer Ce, prazeodym Pr, neodym Nd, lantan La, itr Y oraz samar Sm. Wymienione powyżej lantanowce mają szczególne właściwości, takie jak silne namagnesowywanie, ale problemem była niska temperatura Curie. Wytwarzane dzisiaj magnesy neodymowe o dużej sile zawierają prócz żelaza też lekkie lantanowce, zapewniając im dużą anizotropię magneto-krystaliczną, a dodatkowo uzupełnia się ten skład o niewielką ilość kobaltu żeby podnieść poziom temperatury Curie. Debiutanckie neodymowe magnesy opracowano około 50 lat temu ze sproszkowanych ziaren samaru wraz z kilkoma dodatkowymi pierwiastkami z rodziny lantanowców. Został stworzony pierwszy, magnes o dużej mocy SmCo₅. Samą produkcję oparto na ukierunkowaniu ziaren stopu w formie proszku przy udziale pola magnetycznego podczas spiekania. Tworzenie wyprasek wykonywano w temperaturze powyżej 1100°C przy końcowym wyżarzaniu w temperaturze 850°C. Ostatnim etapem produkcji silnego magnesu było namagnesowanie materiału przy użyciu pola magnetycznego 2T. Po zastosowaniu tej technologii temperatura Curie nowatorskich magnesów została podniesiona do 745°C.

Magnesy z pierwiastkami ziem rzadkich to magnesy, które zawierają przynajmniej w jakiejś części metale nazywane pierwiastkami ziem rzadkich. Do tej grupy pierwiastków zaliczamy: skand, itr, lantan, cer, prazeodym, neodym, promet, samar, europ, gadolin, terb, dysproz, holm, erb, tul, iterb i lutet. Najbardziej znane z tych pierwiastków dla każdego użytkownika magnesów to oczywiście neodym, który jest wykorzystywany do produkcji magnesów NdFeB, oraz samar, który jest wykorzystywany do produkcji magnesów SmCo. Pierwiastki ziem rzadkich wcale nie występują w małych ilościach w skorupie ziemskiej. Tak naprawdę występują dosyć obficie, ale zazwyczaj ich złoża są rozproszone i skąpe, co uniemożliwia opłacalne ich wydobycie. W związku z tym, zostały nazwane „pierwiastkami ziem rzadkich”.

Magnesy neodymowe zazwyczaj są dostępne w bardzo nieskomplikowanych kształtach takich jak: walec. Potocznie mówimy wtedy o magnesach walcowych ale trzeba też dodać, że magnesy zarówno płytkowe jak i pierścieniowe mogą być wykonywane ze specjalnie fazowanymi otworami ułatwiającymi schowanie, zlicowanie z powierzchnią magnesu łba śruby lub wkrętu. Istnieje także możliwość wykonania magnesów neodymowych w kształcie kuli oraz tzw. magnesów segmentowych (łukowych) będących wycinkami pierścienia. Można również zamówić magnesy w kształcie np. trapezu lub innych figur geometrycznych, pod warunkiem, że da się taki kształt wyciąć za pomocą elektrodrążarki i nie pokruszyć przy tej operacji kształtki magnesu. Kruchość magnesów neodymowych jest cechą ograniczającą wykonywanie skomplikowanych kształtów, przykładowo, nie da się wykonać gwintu bezpośrednio w samym magnesie

W czasie kiedy były projektowane następne magnesy o dużej mocy na bazie samaru, na początku lat osiemdziesiątych odkryto interesujące magnetyczne cechy neodymu w połączeniu z żelazem i borem. Amerykańska firma GM stworzyła w 1984 roku związek o strukturze chemicznej Nd₂Fe₁₄B, mające skład 15% neodymu, 6% boru i ponad 70% żelaza. Technologia wytwarzania magnesów neodymowych o dużej mocy wykorzystuje dwie metody. Zakład Sumitomo z Japonii, wchodzący w skład firmy Hitachi, podobnie jak procesie tworzenia magnesów na bazie samaru, wykorzystywał technikę spiekania odpowiednio przygotowanego proszku, co pozwalało uzyskać magnesy mające dużą gęstość.

W USA neodymowe magnesy były tworzone w zakładach firmy GM metodą szybkiego schładzania upłynnionej mieszaniny proszków. Z jakiego powodu połączenie neodymu z żelazem i borem zapewniło dużo większą wydajność? Wykorzystanie neodymu okazało się o wiele tańsze, niż związków samaru, a poza tym neodym posiada lepsze właściwości magnetyczne. Ale temperatura Curie neodymu była znacznie niższa, z takich też powodów zdecydowano się na podwyższenie tejże temperatury do 530°C. Tak wysoki poziom uzyskano dzięki dodaniu do składu magnesu neodymowego domieszki boru. Oprócz tego można też w szerokim zakresie zmieniać parametry magnetyczne, poprzez wprowadzenie do stopów pomocniczych pierwiastków, takich jak gal Ga, miedź Cu, niob Nb oraz aluminium Al.

Magnesy wykonane z neodymu mogą zostać również wyposażone w specjalne powłoki ochraniające przed rdzewieniem i zabezpieczające przed szkodliwymi warunkami atmosferycznymi. Jest to realizowane przez dołożenie cieniutkiej warstwy niklu lub miedzi na przykład w uchwytach wykorzystywanych w poszukiwaniach, to znaczy magnesach używanych do sprawdzania dna jezior, rzek i mórz. Inżynierowie cały czas opracowują nowocześniejsze typy magnesów neodymowych, a przez ciągły postęp w technologii metalurgicznej proszków, wymyślane są nowe stopy metali charakteryzujące się zwiększoną koercją, jak również magnesy dysponujące znacznie wyższą temperaturą Curie i możliwości namagnesowania stopów, większej niż 1,6T.

Do namagnesowania magnesów neodymowych stosuje się urządzenia magnetyczne, czyli maszyny, w których możliwe jest wytworzenie odpowiednio dużego stałego pola elektromagnetycznego. Po zwiększeniu pola (natężenie prądu) do punktu zwanego punktem nasycenia, dalsze jego zwiększanie nie ma sensu, gdyż nie zwiększa to indukcji magnetycznej magnesu. Następnie wartość zewnętrznego pola jest zmniejszana do zera. Właściwości magnesów neodymowych, wykonanych z materiałów magnetycznie twardych sprawiają, że po wyłączeniu pola wartość namagnesowania nie spada do zera tylko ustala się w punkcie Br, czyli indukcji remanencji, zwanej także punktem pozostałości magnetycznej (namagnesowaniem resztkowym). Proces magnesowania najlepiej opisuje pierwsza ćwiartka pętli histerezy magnetycznej.

W pierwszej kolejności najważniejszymi odbiorcami mocnych magnesów są firmy oferujące urządzenia pomiarowe, elektroniczne, elektryczne, przedsiębiorstwa motoryzacyjne czy dostarczające najróżniejsze maszyny dla przemysłu. Zalety magnesów dużej mocy doceniła również branża meblowa, odzieżowa, szczególnie związana z odzieżą medyczną, firmy wytwarzające zamykania do galanterii oraz rzecz jasna szeroko pojęta reklama.