Неодимовый магнит (также известный как NdFeB, NIB, или Neo магнит) - чрезвычайно мощный магнит, сделанный из редкоземельных металлов: как правило, это сплав неодима, бора и железа, образующий Nd2Fe14B тетрагональную кристаллическую структуру. Впервые был разработан в 1982 году компанией General Motors в партнерстве с Sumitomo Special Metals.

Это сильнейшие постоянные магниты из всех коммерчески доступных, их величина магнитной энергии превышает обычные магниты более, чем в 18 раз. Неодимовые магниты бывают нескольких классов, характеризующих силу их притяжения, например, N28, N35, N38, N40, N45. Самый сильный магнит из этого перечня - это N45, но бывают и более сильные. Хороший неодимовый магнит обладает магнитной индукцией не менее 12500 Гс (Гаусс - единица магнитной индукции).

Неодимовые магниты значительно мощнее обычных магнитов, но и стоят дороже обычных. Работать с ними надо максимально осторожно, соблюдая надлежащую технику безопасности. Их магнитные поля могут влиять друг на друга даже на расстоянии более 30 сантиметров. Обратите внимание, что неодимовые магниты являются хрупким сплавом. Как правило, они покрыты жестким никелированным защитным слоем. Нельзя позволить нескольким магнитам состыковываться в их полную силу, иначе возможно их повреждение и небольшие кусочки металла могут откалываться при ударе.

Интересный факт! Неодимовые супермагниты транспортируются только наземным транспортом. Они не могут быть отправлены по воздуху, поскольку будут создавать помехи навигационному оборудованию самолета. Все супермагниты упакованы либо в небольших деревянных ящиках или с большими блоками/панелями из пенополистирола в двустенных картонных коробках, чтобы минимизировать воздействие магнитного поля на технику во время их транспортировки.

Разрушительная сила неодимового магнита

Производство неодимового магнита

Краш-тест: человеческая рука между магнитами

Классификация неодимовых магнитов

Неодимовые магниты дифференцируются на классы в зависимости от величины их магнитного момента на единицу объема. Более высокие значения этого показателя указывают на более сильные магниты и варьируются от N35 до N52. Буквы, следующие за названием класса, указывают на его максимальные рабочие температуры (имеется в виду температура Кюри), которые варьируются от M (до 100 градусов по Цельсию) до EH (200 градусов по Цельсию).

Классы неодимовых магнитов:

• N35-N52
• N33M-N48M
• N30H-N45H
• N30SH-N42SH
• N30UH-N35UH
• N28EH-N35EH

Интересный факт! Каждый год в Китае официально производится 50000 - 80000 тонн неодимовых магнитов! Китай добывает более 95% редкоземельных элементов и производит около 76% от общего мирового количества редкоземельных магнитов.

Благодаря подобному составу магниты обладают невероятно большой сцепной силой. С ними ферритовые магниты по данному показателю просто не сравнятся. К примеру, если соединить два мощных ферритовых кольца между собой, то приложив определенное усилие, можно при помощи рук разъединить их. С неодимовыми магнитами выполнить подобное просто не получится. Два неодимовых магнита, соединившись между собой, разлепить голыми руками без применения приспособлений будет невозможно.

Цена первых неодимовых магнитов, которые появились в середине 90-х годов прошлого века в свободной продаже, была достаточно высока. На текущий момент их стоимость несколько снизилась, но она все равно остается высокой. Объясняется это сравнительно большой редкостью неодима, в том числе патентной борьбой разных производителей и разработчиков магнитов.

Существует большое разнообразие марок и форм неодимовых магнитов. Разнообразная форма неодимовых магнитов вызвана различным их назначением. Так они могут иметь форму конусов, цилиндров, колец, сфер, шаров, прямоугольников, дисков и тому подобное. С применением ингредиентов неодимовых магнитов также создаются пластичные материалы, которые имеют магнитные свойства. К примеру, это магнитный винил.

Применения и особенности

При использовании неодимовых магнитов следует учитывать их особенности.

1. Длительность службы неодимовых магнитов составляет минимум 30 лет, в случае надлежащего применения и хранения он может быть на порядок больше. Но в некоторых условиях их можно легко вывести из строя, а также безвозвратно испортить их. Неодимовые магниты являются совершенно не гибкими. Они могут ломаться при определенной нагрузке и даже трескаться, в том числе терять свои свойства.
2. Падение магнита или удар по нему может привести к откалыванию частиц магнита, что может привести к снижению сцепных свойств. К тому же достаточно сильный удар способен привести к потере свойств магнита. Поэтому следует избегать падений неодимовых магнитов, в том числе там, где возможны удары друг о друга частей и деталей или падения.
3. Магнитные свойства магнита при воздействии высокой температуры теряются безвозвратно. В зависимости от текущей марки магнита, предел нагревания может находиться в пределах 80-250 градусов Цельсия. В случае нагревании выше нормативной температуры у магнита теряются все свойства. Саморазмагничивание неодимовых магнитов составляет порядка 1% за 10 лет. Данный показатель является довольно высоким.
4. Обработка неодимового магнита почти невозможна. При создании серийных образцов магнитов после покупки для какой-нибудь цели будет практически невозможно придать магниту какую-либо иную форму. Обусловлено это тем, что сверление сплава, резка режущим инструментом или шлифовка может привести к возгоранию сплава. В том числе высокая температура, которая будет выделяться при трении, будет вызывать вредное воздействие на сам магнит, а также его свойства.

Ученые идентифицировали участки магнитного поля Земли, которые эволюционировали в течение периодов порядка 1000 лет. Это открытие позволит глубже понять механизмы работы магнитного поля нашей планеты и добавит точности прогнозам изменений этого поля.

Магнитное поле нашей планеты имеет большое значение для жизни, предоставляя «щит» от заряженных солнечных частиц («солнечного ветра») и помогая в навигации судов. Сотни лет наблюдений за магнитным полем, а также геологические находки показали, что поле существенно изменяется с течением времени.

В самом грубом приближении структуру магнитного поля нашей планеты можно представить в форме диполя, объекта, имеющего два полюса – северный и южный. При этом давно известно, что магнитные полюса нашей планеты не совпадают точно с географическими; кроме того, с интервалом порядка нескольких сотен тысяч лет происходит смена магнитных полюсов Земли: северный магнитный полюс становится южным и наоборот.

«Нам уже давно известно, что Земля не является идеальным магнитным диполем, и мы видим эти отклонения от идеальности в геологических источниках, - сказал Маурин «Мо» Вальчак (Maureen "Mo" Walczak), исследователь из Университета штата Орегон, США, и главный автор нового исследования. – Мы видим, что элементы, не соответствующие структуре диполя, носят отнюдь не мимолетный, непредсказуемый характер. Они имеют устойчивый характер, сохраняя свое положение в течение свыше 10000 лет в период Голоцена».

Исследуя образцы магнитных горных пород, отобранные со дна моря в заливе Аляска, а также в других точках поверхности планеты, команда Вальчака показала, что структура магнитного поля нашей планеты имела несколько областей повышенной магнитной активности, помимо магнитных полюсов, и «переключалась» между этими «дополнительными полюсами» с интервалами в несколько десятков тысяч лет, в то время как основные магнитные полюса планеты продолжали сохранять свое положение неизменным. Наличие всего лишь нескольких крупных областей повышенной геомагнитной активности, между которыми происходит периодическое «переключение», существенно упрощает картину изменений структуры магнитного поля нашей планеты, ранее представлявшуюся значительно более сложной.

Исследование вышло в журнале Earth and Planetary Science Letters.

Коммент:

"Здравствуйте, друзья. Спасибо, что не забываете временно отсутствующих коллег.

Смысл статьи вот в чём. Земля, как известно, имеет основное магнитное поле дипольного типа (два полюса), которое со временем меняет напряженность и положение оси диполя. Вплоть до "переворота", смены полюсов; это происходит непериодически, через примерно 100000 - несколько млн. лет. Что доказывается наличием чередования полосовых магн аномалий разной полярности в породах дна океанов и др. местах.
Кроме основных магнитных полюсов, на планете есть магнитные аномалии с меньшей напряжённостью, но тоже не хилые - Бразильская, Восточно-Сибирская и др. О напряжённости поля их говорит тот практический факт, что при пролете над ними спутников и станций приходится принимать меры по стабильности орбит и защите от радиации.
В настоящее время учёные всего мира озабочены тем, что магнитное поле Земли уже более 10 лет нестабильно, ослабевает; скорость движения магнитных полюсов резко возросла. Считается, что скоро грядёт смена полярности магнитного поля, но когда точно и как - науке неизвестно. Поэтому учёные, в данной статье тоже, пытаются угадать методом тыка, как пойдёт процесс. Мне их идея о переключении полюсов через
эти промежуточные магнитные аномалии кажется не убедительной, Основное поле вызывается токами проводящего вещества в нижней мантии; указанные же аномалии ("крупные области геомагнитной активности") вызываются наличием В ЗЕМНОЙ КОРЕи кровле верхней мантии крупных масс пород с повышенной намагниченностью; они статичны и вовсе не так активны, как пытаются доказать авторы. Породы, которые дают эти локальные аномалии, изливались, намагнитились и остыли сохранив намагниченность, десятки и сотни млн. лет назад.

Сейчас магнитное поле Земли находится под пристальным вниманием каждого, кому интересна астрономия, астрология, астрофизика. К тому же научные информационные сайты в последнее время так и пестрят различными новостями про магнитное поле Земли.

Например, есть новость, которая говорит о том, что магнитное поле Земли в последнее время существенно меняется, либо о том, что благодаря полю происходит утечка кислорода из земной атмосферы. Но мало, кто вообще представляет, что это такое магнитное поле Земли, что оно собой является и насколько оно важно для нас, как для людей, да и для всех живых организмов. По сути, магнитное поле представляет собой специальную область, которая находится вокруг всей нашей планеты, где происходит взаимодействие магнитных сил.

Правда, до сих пор ещё не нашли окончательного решения о происхождении магнитного поля. Существует масса мнений на этот счёт, причём одно противоречит другому, но всё же большая часть исследователей говорит о том, что магнитное поле Земли находится вокруг из-за ядра планеты. Собственно, в земном ядре внутри есть и твёрдая часть, и жидкая часть. Земля вращается и не останавливается, из-за этого в жидкой части ядра всегда происходят течения. Тут уж нужно вспомнить физику школы, когда электрические заряды создают во время своего движения магнитное поле.

Есть очень распространённая теория о том, как же всё-таки это поле появилось. Суть теории заключается в том, что это бы динамо-эффект. То есть, в жидкой части ядра происходят турбулентные движения, которые способствуют поддержанию поля стационарного состояния, при этом же оно само и возбуждается. Магнитное поле Земли определённо очень помогает Земле и всему живому на планете. Ведь различные космические частицы очень негативно влияют на планету Земля, а магнитное поле призвано защищать от этого губительного действия жителей и искусственные спутники планеты.

Эти частицы являются частичками солнечного ветра. Так получилось, что магнитному полю удаётся скорректировать их траекторию движения, изменяя её вдоль линии поля. Но если думать о том, что магнитное поле необходимо для того, чтобы формировалась жизнь на планете, то это существенно влияет на количество таких обитаемых планет. Ведь есть такие планеты, которые вовсе не имеют металлического ядра, а значит, нет у них и магнитного поля. Правда, и земляне могут потерять своего «магнитного защитника». Только пока нет официальных подтверждений, когда именно это может произойти.

Магниты и магнетизм известны человечеству очень давно. Однако и в современном мире удивительные свойства магнитов применяются повсеместно. Из нашего материала вы узнаете несколько любопытных фактов, связанных с постоянными магнитами.

Почему магнит называется именно так?

Есть две легенды происхождения этого слова. Одна из них достаточно поэтична и повествует о некоем пастухе Магнусе. В повествовании Плиния говорится о том, что этот пастух как-то пас стадо овец в новом месте. Наступив на большой черный камень, он с удивлением понял, что не может оторвать от него ног. Причиной тому стали гвозди, которыми была подбита его обувь.

Вторая легенда говорит о том, что в древние времена люди, жившие в греческой области Магнисии, нашли залежи необычного камня, притягивающего железные предметы. Сначала находку называли «камнем из Магнисии», а после наименование упростилось до магнита.

Под таким названием знали притягивающий железо камень китайцы. Они называли его цы-ши, что можно перевести как «любящий камень» или «камень материнской любви». Такое название появилось из-за того, что магнит притягивает металлические предметы подобно тому, как любящая мать старается приблизить к себе своих детей.

Сохранившиеся источники говорят о том, что еще за несколько веков до Рождества Христова в Китае использовалось некое подобие компаса, представляющее собой ложку из магнита. Что касается европейского региона, то упоминание о первом компасе для путешественников датируются 1300 годом. Автором изобретения является Иоанн Жира.

Как магнитному томографу удается видеть человека изнутри?

Многие знают о том, что в составе человеческого организма преобладает вода. Ее уровень может колебаться от 60% до 80%. Когда на атомы водорода, содержащиеся в воде, воздействует мощный магнит, происходит излучение особых волн. Они характеризуются разными свойствами и позволяют фиксировать изменения, происходящие в организме. Когда человека помещают внутрь магнитного поля, его тело начинает излучать множество разных волн, которые обрабатываются специальной аппаратурой и превращаются в цветное изображение.

Поезда на магнитной подушке

Скоростные поезда на магнитной подушке перемещаются благодаря особой технологии. Вагоны состава размещаются на направляющих, охватывающих рельс. За счет этого, вагоны постоянно находятся над поверхностью рельсов из-за вертикального магнитного поля. В свою очередь, горизонтальное магнитное поле продолжает сохранять центровку. Помимо этого, на рельсах размещаются электромагниты, взаимодействующие с двигателями поезда. Такой подход позволяет обеспечить разгон и торможение.

«Любящий камень» — Такое поэтическое название дали китайцы естественному магниту. Любящий камень (тшу-ши), – молвят китайцы, – притягивает железо, как теплая мать притягивает своих малышей. Интересно, что у французов, народа живущего на обратном конце Старого Света, мы встречаем схожее заглавие для магнита: фран­цузское слово «aimant» значит и «магнит» и «любящий». Сила этой «любви» у естественных магнитов малозначительна, и поэтому очень наивно звучит греческое заглавие магнита - «геркулесов камень». Если жители старой Эллады так поражались умеренной силой притяжения естественного магнита, то что бы они сказали, увидев на современном металлургическом заводе магниты, поднимающие глыбы в целые тонны весом! Правда, это не естественные магниты, а «электромагниты», т. е. железные массы, намагниченные электрическим током, проходящим по окружающей их обмотке. Но в обоих случаях действует сила одной и той же природы - магнетизм.

Не следует думать, что магнит действует лишь на железо. Есть ряд других тел, которые тоже испытывают для себя действие сильного магнита, хотя и не в такой степени как железо. Металлы: никель, кобальт, марганец, платина, золото, серебро, алюминий в слабой степени притягиваются магнитом. Ещё замечательнее характеристики так называемых диамагнитных тел, к примеру цинка, свинца, серы, висмута: эти тела отталкиваются от сильного магнита!

Жидкости и газы также испытывают на себе притяжение либо отталкивание магнита правда, в весьма слабой степени; магнит должен быть очень силен, чтоб проявить своё влияние на эти вещества. Чистый кислород, к примеру, парамагнитен т. е. притягивается магнитом; если наполнить кислородом мыльный пузырь и поместить его меж полюсами сильного электромагнита, пузырь заметно вытянется от 1-го полюса к другому, растягиваемый невидимыми магнитными силами. Пламя свечки между концами сильного магнита изменяет свою обычную форму, доказывая чувствительность к магнитным силам (рис.1).

Мы привыкли думать, что стрелка компаса всегда обращена одним концом на север, другим - на юг. Поэтому нам покажется не совсем понятным следующий вопрос:

Где на земном шаре магнитная стрелка указывает на север обоими концами?

И так же нелепо прозвучит вопрос:

Где на земном шаре магнитная стрелка обоими концами указывает на юг?

Вы готовы утверждать, что таких мест на нашей планетке нет и быть не может. Но они сущест­вуют.

Вспомните, что магнитные полюсы Земли не совпадают с ее географическими полюсами - и вы, возможно, сами ­догадаетесь, о каких местах нашей планеты идет речь. Куда будет указывать стрелка компаса, помещенная на южном географическом полюсе? Один её конец будет направлен в сторону наиблежайшего магнитного полюса, другой - в обратную. Но в какую бы сторону ни идти от южного географического полюса, мы всегда будем направляться на север; другого направления от южного географического полюса нет,- кругом него везде се­вер. Поэтому, помещенная там магнитная стрелка будет показывать север обоими концами.

Точно так же стрелка компаса, перенесенного на северный географический полюс, обоими концами должна указывать на юг.

Литература: 1936 г. Я. Перельман “Занятная физика” Книжка 2