Редкоземельный магнит

Феррожидкость на отражающей стеклянной пластине под воздействием сильного магнитного поля

Редкоземе́льные магни́ты — сильные постоянные магниты, сделанные из сплавов редкоземельных элементов. Наиболее часто используемыми редкоземельными металлами, применяемыми в магнитах, являются неодим и самарий. Существует большое количество смесей и сплавов с использованием этих элементов, но чаще всего используются сплавы Nd2Fe14B и SmCo5. Магнитное поле, обычно создаваемое редкоземельными магнитами, может превышать 1,2 тесла, тогда как ферритовые или керамические магниты обычно демонстрируют поля от 0,5 до 1 тесла.

Магнитные свойства

Магнитотвёрдые материалы на основе редкоземельных металлов обладают более высокими магнитными параметрами по сравнению с литыми и ферритовыми материалами при значительно меньших размерах и массе. Магнитная энергия магнитов на основе самария в 6 раз выше, а на основе неодима — в 10 раз выше, чем у ферритовых магнитов.

Стандартная технология производства

Слитки магнитных сплавов из редкоземельных металлов получают прямым сплавлением компонентов. Процесс ведётся в инертной атмосфере в вакуумной индукционной печи.

Полученный материал подвергается раздроблению шаровыми мельницами до размера частиц в 1—3 мкм. Порошок формуется в магнитном поле методом изостатического или линейного прессования в специальных пресс-формах и спекается при 1000—1200oC. Изделия проходят процесс шлифования и финального отжига (для повышения коэрцитивной силы).

Особенности редкоземельных магнитов

Материал (марки) магнита Остаточная индукция, Br(T) Коэрцитивная сила, Hci(кА/м)
Nd-Fe-B (марки E-28, E-30, E-33, E-38, E-42) от 1,0-1,1 (Е-28) до 1,28-1,35 (Е-42) от 500-1000 (Е-42) до 1440-2000 (Е-33)
Sm-Co (марки ES-1, ES-2) <=0,82 (ES-1), <=0,72 (ES-2) 1200
Sm(Co,Fe,Cu,Zr)7 0,9–1,15 450–1300
Альнико 0,6–1,4 275
Гексаферрит стронция SrFe12O19 0,2–0,4 100–300

Nd-Fe-B

  • коммерческое производство осуществляется с 1984 г.
  • высокая стабильность и стойкость к размагничиванию
  • относительно низкая коррозионная стойкость
  • относительно высокая стойкость к механическим воздействиям
  • рабочая температура до 180 °C

Sm-Co

  • более высокие магнитные параметры по сравнению с литыми и ферритовыми магнитами
  • возможность создания сильных магнитных полей при малых габаритах.
  • высокая температурная и временная стабильность
  • относительно высокая устойчивость к процессам коррозии
  • относительно низкая стойкость к механическим воздействиям
  • рабочая температура до 250 °C

Область применения редкоземельных магнитов

  • космические аппараты
  • авиационная техника (в первую очередь - БПЛА)
  • миниатюрные электрические машины и устройства
  • компьютерная техника
  • устройства для удержания плазмы
  • магнитные муфты и подшипники
  • акустические системы
  • головоломки
  • обезличенная розничная торговля химическими препаратами

Литература

  • Плетнев С.В. Магнитное поле, свойства, применение. — СПб.: Гуманистика, 2004. — 624 с. — ISBN 5-86050-198-6.