Неодим — это металл, который является ферромагнетик (более конкретно, он показывает антиферромагнитные свойства), что означает, что, как и железо, его можно намагнитить, чтобы стать магнитом, но его температура Кюри (температура, выше которой исчезает его ферромагнетизм) составляет 19 К (-254,2 ° C; -425,5 ° F), поэтому в чистом виде его магнетизм проявляется только при чрезвычайно низких температурах. Однако соединения неодима с переходными металлами, такими как железо, могут иметь температуру Кюри значительно выше комнатной температуры, и они используются для изготовления неодимовых магнитов. Больше информации на сайте http://supermagnit.net/и описания.
Свойство
Сила неодимовых магнитов является результатом нескольких факторов. Наиболее важно то, что кристаллическая структура тетрагональной Nd2Fe14B имеет исключительно высокую одноосную магнитокристаллическую анизотропию (HA≈ 7 T — напряженность магнитного поля H в единицах А / м по сравнению с магнитный момент в А · м). Это означает, что кристалл материала предпочтительно намагничивается вдоль определенной оси кристалла , но его очень трудно намагничивать в других направлениях. Как и другие магниты, сплав неодимового магнита состоит из микрокристаллических зерен, которые выровнены в мощном магнитном поле во время производства, так что все их магнитные оси направлены в одном направлении. Сопротивление кристаллической решетки изменению направления намагничивания придает соединению очень высокую коэрцитивную силу или сопротивление размагничиванию.
Атом неодима может иметь большой магнитный дипольный момент, потому что он имеет 4 неспаренных электрона в своей электронной структуре, в отличие от (в среднем) 3 в железе. В магните именно неспаренные электроны, выровненные так, что они вращаются в одном направлении, создают магнитное поле. Это дает соединению Nd 2Fe14B высокую намагниченность насыщения (Js≈ 1,6 T или 16 кГс ) и остаточную намагниченность, как правило, 1,3 тесла. Следовательно, поскольку максимальная плотность энергии пропорциональна J s, эта магнитная фаза имеет потенциал для накопления большого количества магнитной энергии (BH max ≈ 512 кДж / м или 64 MG · Oe ). Это значение магнитной энергии примерно в 18 раз больше, чем у «обычных» ферритовых магнитов по объему и в 12 раз по массе. Это свойство магнитной энергии выше у сплавов NdFeB, чем у магнитов самарий-кобальт (SmCo), которые были первым типом редкоземельных магнитов, которые были коммерциализированы. На практике магнитные свойства неодимовых магнитов зависят от состава сплава, микроструктуры и технологии изготовления.
Кристаллическая структура Nd 2Fe14B может быть описана как чередующиеся слои атомов железа и соединения неодима с бором. диамагнитные атомы бора не вносят непосредственного вклада в магнетизм, но улучшают когезию за счет прочной ковалентной связи. Относительно низкое содержание редкоземельных элементов (12% по объему) и относительное содержание неодима и железа по сравнению с самарием и кобальтом делает неодимовые магниты более низкими по цене, чем самарий-кобальт. магниты.
Неодимовые магниты (маленькие цилиндры), поднимающие стальные сферы. Такие магниты могут легко поднимать вес, в тысячи раз превышающий их собственный.Феррожидкость на стеклянной пластине отображает сильное магнитное поле неодимового магнита под ним.
Марки
Неодимовые магниты классифицируются в соответствии с их максимальный энергетический продукт, который относится к выходному магнитному потоку на единицу объема. Более высокие значения указывают на более сильные магниты. Для спеченных магнитов NdFeB существует широко признанная международная классификация. Их значения варьируются от 28 до 52. Первая буква N перед значениями является сокращением от неодима, что означает спеченные магниты NdFeB. Буквы, следующие за значениями, указывают на внутреннюю коэрцитивную силу и максимальные рабочие температуры (положительно коррелированные с температурой Кюри ), которые варьируются от значений по умолчанию (до 80 ° C или 176 ° F) до AH (230 ° C или 446 ° F).
