Jakie magnesy neodymowe kupić?

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

Aktualnie wytwarza się neodymowe magnesy głównie w krajach azjatyckich. Podstawowym producentem i eksporterem tego typu wyrobów są Chiny, z uwagi na kontrolę większości złóż pierwiastków ziem rzadkich na świecie. Do przemysłowego produkowania silnych magnesów stosowane są przede wszystkim dwa rodzaje związków: Nd₂Fe₁₄B i Sm₂Fe₁₇N₂. Są to magnesy neodymowe oraz magnesy posiadające strukturę nano krystaliczną, charakteryzujące się nie tylko najwyższym stopniem namagnesowania, ale także wysokim poziomem remanencji magnetycznej. Zastosowanie magnesów o dużej mocy jest naprawdę szerokie. Najważniejszymi grupami odbiorców zostały podmioty zajmujące się produkcją, wytwarzające sprzęt elektroniczny i elektryczny, szczególnie firmy zajmujące się motoryzacją, wykorzystujące wysoko wydajne elektryczne i hybrydowe silniki. Do wytwarzania silników tego typu stosuje się magnesy neodymowe z mieszaniny z pierwiastkami redukujący spadki związane z wydajnością magnesów w podwyższonych temperaturach takimi, jak dysproz (Dy) oraz Terb (Tb). Poprzez zastosowanie tych substancji, znacząco zwiększono magnetyczną koercję, a także wydajność całkowitą silnych magnesów stosowanych w sprzęcie elektrycznym o dużej mocy nominalnej. W USA już od kilkudziesięciu lat prowadzi się badania przez specjalnie do tego celu powołany Instytut Rare Earth Alternatives in Critical Technologies (REACT), który ma zadanie opracowywać nowoczesnych stopów i materiałów. Kilka lat temu zostało przyznane blisko 32 miliony dolarów na finansowanie projektów i badań w zakresie programu Rare-Earth Substitute, czyli możliwości opracowania związków zastępujących metale ziem rzadkich jako alternatywę dla naturalnych pokładów pierwiastków, które znajdują się pod kontrolą Chin.

Produkowanie magnesów z neodymu opierało się o dwie technologie. Japońskie firmy stosowano metody spiekania mieszanin proszków, a na terenie Stanów Zjednoczonych popularność zdobyła metoda oparta na bardzo szybkim chłodzeniu. W zależności od wymagań, magnesy neodymowe wytwarza się przy użyciu innych pierwiastków, na przykład aluminium, galu lub miedzi. Dzięki takim domieszkom można korygować magnetyczne parametry samego magnesu, jego wytrzymałość oraz odporność na wysokie temperatury. Da się nawet sprawić, że struktura magnesu będzie odporna na niekorzystne atmosferyczne warunki, na przykład wodę, która powoduje korodowanie żelaza. Natomiast ciągłe ulepszanie metalurgii proszkowej przyczyniło się do opracowania nowych stopów, które w znaczący sposób wpłynęły na zwiększenie temperatury Curie. Wytwarzany w nowoczesny sposób magnes neodymowy, osiąga namagnesowanie na poziomie 1,6Tesli, czyli dużo wyższe chociażby od ziemskiego pola magnetycznego.

Magnesy na bazie neodymu to dziś najmocniejsze magnesy, jakie do tej pory stworzono. Pod koniec XX wieku w dublińskim instytucie Trinity College Michaelowi Coeyowi udało się stworzyć nieznany do tej pory materiał magnetyczny o bardzo interesującym wzorze Sm₂Fe₁₇N₂. Proces jego produkcji wykorzystywał syntezę rozdrobionego żelaza i samaru, które sprasowane w mocnym polu magnetycznym wraz z nowym składnikiem – azotem, uzyskały temperaturę Curie aż do 470°C oraz poziom namagnesowania 0,9T. Nie osiągnięto tu wprawdzie parametrów magnesu neodymowego, jednak nowo opracowany skład samaru faktycznie sporo przewyższał pierwsze z produkowanych magnesów. Końcówka lat dziewięćdziesiątych przyniosła odkrycia w zakresie silnych magnesów oraz technologii ich produkowania.
Opracowany został stop posiadający nano-krystaliczną strukturę, składający się z mikroskopijnych ziaren o rozmiarze mniejszym niż 100 nm. Nowo odkryte ziarna nano-krystaliczne, w odróżnieniu od do struktury monokrystalicznej są od siebie oddzielone o wiele większymi granicami o wyższej mocy powierzchniowej oraz bardziej nierównomiernej strukturze wewnętrznej. Poprzez zastosowanie, na etapie wytwarzania stopów pierwiastków z rodziny ziem rzadkich wraz z dodatkiem żelaza, charakteryzują się remanencją magnetyczną na wysokim poziomie. Tak dobre magnetyczne właściwości wynikają również z jednej istotnej rzeczy, to znaczy połączenia magnetycznych momentów żelaza oraz neodymu. Jest dzięki temu możliwe bardzo dobre magnesowanie przedstawianych magnesów.

Tak, istnieje kilka sposobów na zdemagnesowanie magnesów neodymowych. Najprostszym z nich jest ogrzanie magnesu najpierw powyżej zdefiniowanej dla materiału magnetycznego maksymalnej temperatury pracy, zazwyczaj jest to 80 stopni C - 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 zdemagnesowanie magnesów z neodymu są: działanie odpowiednio dużym stałym i przeciwnym polem magnetycznym lub poddanie magnesu zanikającym i przemiennym polem magnetycznym.

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 magnesów są firmy wytwarzające urządzenia pomiarowe, elektroniczne, elektryczne, firmy z branży motoryzacyjnej czy też wytwarzające najróżniejsze przemysłowe urządzenia. Zalety magnesów dużej mocy ceni też od dawna branża meblowa, odzieżowa, w szczególności związana z odzieżą medyczną, podmioty dystrybuujące zapięcia do galanterii oraz rzecz jasna reklama i marketing.

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.

Oczywiście najsilniejszy będzie N54 magnes). 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.

Magnesy neodymowe to stop Fe, B, Nd oraz innych dodatków. Proces produkcji zaczyna się od dobrania odpowiednich ilości każdego z komponentów, które zostają stopione, a następnie odlane. Powstałe blachy zostają kruszone metodą wodorową, a następnie mielone na proszek. Otrzymany w ten sposób proszek jest poddawany procesowi zagęszczania. Materiał zostaje uformowany 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 określa kierunek magnesowania, jeśli produkowane są magnesy anizotropowe, lub bez użycia pola magnetycznego, jeśli potrzebne są magnesy izotropowe. Następnie, kształtki zostają spiekane, a po tym zabiegu przechodzą obróbce mechanicznej i powierzchniowej (w tym chronione są warstwami ochronnymi). Na koniec, gotowy produkt jest zmagnesowany w magneśnicy, a finalnie staje się magnesem.

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.

Magnesy neodymowe zazwyczaj są dostępne w bardzo nieskomplikowanych kształtach takich jak: pierścień. Potocznie mówimy wtedy o magnesach pierścieniowych 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

Magnes z neodymu przyciąga silnie 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, zwłaszcza jeżeli kula będzie w ruchu, że będzie ją trudniej wychwycić za pomocą pola magnetycznego.

Magnesy 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”.

Magnes neodymowy to jeden z najmocniejszych magnesów stałych dostępnych na rynku. Jego niezwykle wysoka siła magnetyczna wynika z użycia stopu z żelaza, neodymu oraz boru w celu uzyskania tetragonalnej struktury krystalicznej związku Nd₂Fe₁₄B. Takie połączenie składników daje niespotykane wcześniej własności magnetyczne, w tym wyjątkowo wysoką anizotropię magnetokrystaliczną.
Magnesy neodymowe mogą być wytwarzane jako spieki, ale istnieje również możliwość produkcji magnesów neodymowych jako tzw. magnesy wiązane, używając jako spoiwa żywic bądź tworzyw sztucznych.

Magnes neodymowy wynalazł japoński naukowiec Sagawa Masato. On jako pierwszy podjął badania związane z magnetycznymi własnościami pierwiastków ziem rzadkich wykonywał w Fujitsu Laboratories przez około 10 lat. Później przeniósł się do Sumimoto Special Metals i twierdzi się, że właśnie tam, na początku lat 80-tych w końcu opracował technologię i stworzył współczesny spiekany magnes neodymowy oparty na związku Nd₂Fe₁₄B. Odtąd widzimy bardzo szybki rozwój tej dziedziny nauki.

Oznaczenia magnesów neodymowych zawierają cyfry i litery, gdzie litery jak M ("medium"), H ("high"), SH ("super high"), UH ("ultra high"), EH ("extra high") odnoszą się do wartości koercji magnesu na utratę magnetyzmu spowodowane wysokiej temperatury lub oddziaływania przeciwnego pola magnetycznego, a numery jak 35, 38, 42, 45, 48, 50, 52 wskazują na gęstość energii magnetycznej magnesu wyrażoną w MGsOe. Na przykład, symbol N52SH oznacza, że jest to magnes neodymowy z gęstością energii wynoszącą 52 Mega Gauss Oerstedach - (MGsOe) i nadzwyczajną odpornością na rozmagnesowanie (SH oznacza "super high").

Podczas gdy były projektowane następne silne magnesy oparte o samar, w 1983 roku zostały odkryte nieznane dotychczas właściwości magnetyczne związku neodymu z dodatkiem boru i żelaza. Firma General Motors rok po odkryciu stworzyła związek o strukturze chemicznej Nd₂Fe₁₄B, w proporcji ponad 70% żelaza, 15% neodymu, 6% boru. Technologia wytwarzania magnesów neodymowych o dużej mocy polega na dwóch metodach. Zakład Sumitomo z Japonii, znajdujący się w strukturach Hitachi, tak samo jak procesie tworzenia magnesów na bazie samaru, stosował metodę spiekania odpowiednio przygotowanego proszku, dzięki czemu uzyskiwano magnes o pełnej gęstości.

W Ameryce silne magnesy neodymowe były tworzone w firmie General Motors sposobem dynamicznego obniżania temperatury upłynnionej mieszaniny proszków. Dlaczego połączenie neodymu z żelazem i borem dało znacznie lepsze rezultaty? Wykorzystanie neodymu okazało się o wiele tańsze, niż samar, a poza tym neodym charakteryzuje się znacznie lepszymi parametrami magnetycznymi. Ale temperatura Curie tego pierwiastka była zdecydowanie za niska, z tego też powodu postanowiono podnieść tę temperaturę do 530°C. Taki poziom dało się uzyskać przez dodatek do składu magnesu neodymowego niewielkiej ilości boru. Oprócz tego da się też w szerokim zakresie regulować parametry magnetyczne, poprzez wprowadzenie do magnesu pomocniczych pierwiastków, takich jak gal Ga, miedź Cu, niob Nb i glin Al.

Magnesy neodymowe wyposażane są też w powłoki ochraniające przed rdzewieniem i mające zabezpieczające działanie przed oddziaływaniem niekorzystnych warunków pogodowych. Realizuje się to poprzez dołożenie cieniutkiej warstwy miedzi albo niklu na przykład w uchwytach wykorzystywanych w poszukiwaniach, czyli mocnych magnesach stosowanych przy przeszukiwaniu dna akwenów wodnych. Cały czas są opracowywane nowe rodzaje magnesów, a dzięki postępowi w technologii metalurgicznej proszków, wymyślane są coraz to nowe łączenia metali o podwyższonej koercji, jak też magnesy posiadające znacznie wyższą temperaturę Curie oraz możliwości namagnesowania stopów, przekraczające 1,6T.

Magnes neodymowy jest powszechnie wykorzystywany w wielu urządzeniach elektrycznych: i miernikach, dzwonkach i zamkach elektrycznych, głośnikach, dronach. Do głównych gałęzi w których wykorzystuje się magnesy neodymowe zaliczamy: zabawkarski.

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.

Pierwsze znane badania laboratoryjne nad nowoczesnymi materiałami jakie można by było wykorzystać do wytwarzania bardzo mocnych magnesów miały miejsce ponad 50 lat temu. Właśnie w tamtym okresie G. Hoffer i K. Strnat z laboratorium Air Force Materials , rozpoczęli pracę nad nowymi materiałami, wykonanymi z metali należących do ziem rzadkich. Na początku badań testowane materiały, które planowano zastosować do produkcji mocnych magnesów, były oparte o żelazo, kobalt i lekkie lantanowce, w skład których wchodzą: neodym Nd, cer Ce, prazeodym Pr, itr Y, samar Sm i lantan La. Te mało znane metale mają nietypowe właściwości, takie jak magnesowanie do dużych wartości, ale ich temperatura Crie była bardzo niska. Obecnie tworzone mocne neodymowe magnesy mają w składzie obok żelaza także domieszkę odpowiednio dobranych lantanowców, co daje strukturze wysoki poziom anizotropii magneto-krystalicznej, a oprócz tego uzupełnia się ten skład o kobalt żeby podnieść poziom temperatury Curie. Debiutanckie neodymowe magnesy opracowano w 1970 roku wykorzystując sproszkowane ziarna samaru wraz z innymi związkami z grupy lantanowców. Został stworzony pierwszy, silny magnes typu SmCo₅. Produkcja opierała się na ukierunkowaniu ziaren rozdrobnionego stopu przy udziale pola magnetycznego podczas spiekania. Wypiekanie gotowych magnesów odbywało się w wysokiej temperaturze około 1120°C wraz z ostatecznym wyżarzanie w temperaturze 850°C. Ostatnim z procesów produkowania magnesu neodymowego było namagnesowanie materiału w wysokim polu magnetycznym 2T. Po zastosowaniu tej technologii temperatura Curie magnesów SmCo5 podwyższyła się do 745°C.