Ученые давно пытаются создавать сверхсильные магниты на основе различных сплавов. Но в большинстве разработок приходилось использовать материалы, которые могли представлять опасность для человека. Наконец удалось получить состав на основе неодима. Этот не представляет потенциальной угрозы для здоровья. Познакомившись с уникальными свойствами такого материала, многие задумываются, можно ли изготовить неодимовые магниты своими руками. По идеи - это сложный в технологическом плане процесс. А может можно это сделать из переработанного вторичного сырья?

Неодимовые магниты: что это за материал?

Как утверждают ученые, на эту разработку ушло около 20 лет исследований и испытаний. При выборе материалов учитывались многие факторы: доступность, технологичность, безопасность, высокие магнетические свойства, стойкость к условиям окружающей среды. Перспективным направлением ученые посчитали использование редкоземельных металлов. И неодим для этих целей подошел как раз идеально.

Магниты на его основе обладают удивительной силой сцепления. Даже небольшой объем материала позволяет удерживать вес во много раз, превышающий свою массу. Магнетические свойства сохраняются долго (теряют не более 2% за 10 лет использования). Сейчас неодимовые магниты можно приобрести в специализированных магазинах. Цены на них доступны практически любому желающему.

Состав

Магниты на основе этого редкоземельного металла обозначаются формулой Nd2Fe14B. В состав входит неодим (Nd), железо (Fe), бор (B). Особенность технологии заключается в том, что этот редкоземельный металл в чистом виде сложно выделить. Процесс спекания с остальными компонентами в порошкообразном виде должен проходить в условиях инертной среды. В противном случае происходит его быстрое окисление с потерей свойств.

Технология для обычных условий сложная, поэтому пытаться изготовить неодимовые нецелесообразно. Изделия при производстве маркируются. Число после буквы N (25, 30, 45) обозначает код. Чем выше показатель, тем сильнее материала. От числа также зависит максимальная рабочая температура магнита.

Особенности

Для предотвращения от воздействия условий среды магниты покрываются защитным составом. Обычно это два слоя никеля или улучшенный вариант с промежуточным дополнительным слоем меди. Другая важная особенность - неодимовые магниты при температуре свыше 70 °C начинают размагничиваться. Превышение предельных показателей может привести к полной потере свойств и превращения сплава просто в кусок металла.

Специфика материала предполагает особые меры безопасности при работе. Так, неодимовые магниты 50х30 мм обладают силой сцепления 100 - 115 кг, а 70х50 мм до 300 кг. При неосторожном обращении они могут причинить вред: прищемить пальцы, поранить кожные покровы, повредить кость. При неконтролируемом столкновении двух магнитов возможно крошение материала с образование острых осколков, способных поранить глаза.

Применение

Традиционно они используются в электронных приборах и устройствах, где нужно создавать постоянное магнитное поле. Свойства материала дают возможность с успехом применять их при поиске и подъеме металлических предметов со дна водоемов. Такие конструкции кроме проушины для крепления троса оборудуются рым-болтом, который просто необходим, так как при ввинчивании позволяет рассоединить две сильно сцепленные поверхности.

Магниты выпускаются с размерами от 1 до 120 мм в диаметре и разной толщины и формы. Самые тонкие из них находят широкое применение в кожгалантерейной и мебельной промышленности. Их можно встретить в забавных игрушках и приспособлениях для подвешивания различной утвари. Мощные магниты незаменимы при фильтрации сыпучих и жидких материалов. Их используют для улавливания в конвейерном потоке металлических примесей и посторонних предметов.

Высокая сила сцепления побуждает людей использовать их и для получения «экономии» при пользовании водой и газом. Приобретая неодимовые магниты для счетчиков, они, таким образом, пытаются добиться остановки или замедления вращения их механизма. Такая возможность теоретически имеется в устройствах, где внутри применяется стальные элементы. Мощный магнит, установленный в определенном месте на корпусе, может замедлить вращение крыльчатки.

Можно ли изготовить неодимовые магниты своими руками?

Промышленная технология, кроме спекания массы в сплав, предполагает еще сложный и недоступный для домашних условий процесс намагничивания полученного вещества. Для этого используются очень мощные силовые поля. Если велико желание самим добыть неодимовые магниты, своими руками это можно сделать, разобрав «отжившую» свой век электронику.

В некоторых старых винчестерах можно найти внутри один - два небольших элемента. Пытаться сверлить или дробить такие магниты нецелесообразно. Поверхностный защитный слой повреждается, материал вступает в реакцию со средой и теряет свойства. Кроме того, как уверяют специалисты, стружка обладает большой возгораемостью и может воспламенить окружающие поверхности.

Магниты издавна известны человеку, а их свойства используются для решения определенных видов задач. Существует огромное количество таких изделий, среди который выделяются неодимовые продукты.

Магниты такого типа обладают уникальными свойствами, которые значительно выше, чем у обычных изделий. Приобрести неодимовый магнит дешево можно на различных сайтах, где сразу указываются все его основные характеристики.

Основные характеристики

Получают такие продукты из 3 основных компонентов:

• железа;
• неодима;
• бора.

Неодимовые магниты обладают намного большей силой притягивания, чем их аналоги из других материалов. Существует несколько классов таких продуктов, которые разделяют изделия по их основным характеристикам.

Магниты данного типа очень стойкие и теряют 1% своей мощности только через 10 лет, что делает их практически незаменимыми. Сфера их применения довольно широка, от использования в качестве фильтров металла, до изготовления DVD дисков.

Методика изготовления

Процесс изготовления неодимовых магнитов можно разделить на несколько последовательных этапов:

1. Получение сырья. Это происходит в специальной индукционной печи, где все компоненты плавятся и получают все основные свои будущие свойства.
2. На следующем этапе происходит измельчение полученной массы в порошок.
3. Затем происходит процесс изготовления заготовок из полученного сырья. Также во время этой процедуры обозначается направление магнитного поля.
4. Когда заготовки готовы, специальным методом их поддают спеканию при температуре около 1000-1100 градусов.
5. Следующим шагом является шлифование полученных изделий. Происходит это при помощи специального инструмента. После чего все заготовки отжигают, чтобы повысить коэрцитивную силу.
6. Практически в самом конце все полученные изделия поддают намагничиванию в специальных установках.
7. Завершающим этапом производства является нанесение защитного покрытия на магнит, чтобы уберечь его от разрушения. В большинстве случаев для этого используют так называемые гальванические элементы (никель, медь и др.).

Процедура получения неодимовых магнитов довольно сложная, позволяющая получать изделия с разными свойствами.

В будущем они могут применяться специальным образом, но все они очень мощные и в процессе производства упаковываются в определенную упаковку, позволяющую их оптимально транспортировать.

Это видео наглядно демонстрируют, как делают неодимовые магниты:

Чтобы понять, как увеличить силу магнита, нужно разобраться в процессе намагничивания. Это произойдет, если магнит расположить во внешнем магнитном поле противоположной стороной к исходной. Увеличение же мощности электромагнита происходит тогда, когда увеличивается подача тока или умножаются витки обмотки.

Увеличить силу магнита можно с помощью стандартного набора необходимого оборудования: клея, набора магнитов (нужны именно постоянные), источника тока и изолированного провода. Они понадобятся для осуществления тех способов увеличения силы магнита, которые представлены ниже.

Усиление с помощью более мощного магнита

Этот способ заключается в использовании более мощного магнита для усиления исходного. Для осуществления надо поместить один магнит во внешнее магнитное поле другого, обладающего большей мощностью. Также с этой же целью применяют электромагниты. После удержания магнита в поле другого, произойдет усиление, но специфика заключается в непредсказуемости результатов, поскольку для каждого элемента такая процедура будет работать индивидуально.

Усиление с помощью добавления других магнитов

Известно, что каждый магнит имеет два полюса, причем каждый притягивает противоположный знак других магнитов, а соответствующий – не притягивает, лишь отталкивает. Как увеличить мощность магнита, используя клей и дополнительные магниты. Здесь предполагается добавление других магнитов с целью увеличения итоговой мощности. Ведь, чем больше магнитов, тем, соответственно, будет больше сила. Единственное, что нужно учесть, - это присоединение магнитов одноименными полюсами. В процессе они будут отталкиваться, согласно законам физики. Но задача состоит в склеивании, несмотря на сложности в физическом плане. Лучше использовать клей, который предназначен для склеивания металлов.

Метод усиления с использованием точки Кюри

В науке есть понятие точки Кюри. Усиление или ослабление магнита можно произвести, нагревая или охлаждая его относительно самой этой точки. Так, нагревание выше точки Кюри или сильное охлаждение (гораздо ниже нее) приведет к размагничиванию.

Надо заметить, что свойства магнита при нагревании и охлаждении относительно точки Кюри имеют скачкообразное свойство, то есть, добившись правильной температуры можно усилить его мощность.

Метод №1

Если возник вопрос, как сделать магнит сильнее, если его сила регулируется электрическим током, то сделать это можно с помощью увеличения тока, который подается на обмотку. Здесь идет пропорциональное увеличение мощности электромагнита и подачи тока. Главное, ⸺ постепенная подача, чтобы не допустить перегорания.

Метод №2

Для осуществления этого метода надо увеличить количество витков, но длина должна оставаться неизменной. То есть, можно сделать один-два дополнительных ряда провода, чтобы общее количество витков стало больше.

В этом разделе рассмотрены способы, как увеличить силу магнита в домашних условиях, для экспериментов можно заказать на сайте МирМагнитов .

Усиление обычного магнита

Множество вопросов возникает, когда обычные магниты перестают выполнять свои прямые функции. Это часто происходит из-за того, что бытовые магниты таковыми не являются, ведь, по сути, они намагниченные металлические части, которые теряют свойства с течением времени. Усилить мощность таких деталей или вернуть им свойства, которые были изначально, невозможно.

Надо заметить, что прикреплять к ним магниты, даже более мощные, не имеет смысла, поскольку, при их соединении обратными полюсами, внешнее поле становится гораздо слабее или вообще нейтрализуется.

Это можно проверить с помощью обычной бытовой занавески-москитки, которая должна закрываться посередине при помощи магнитов. Если на слабые исходные магниты сверху прикрепить более мощные, то в результате штора вообще потеряет свойства соединения с помощью притяжения, потому что противоположные полюса нейтрализуют внешние поля друг друга на каждой из сторон.

Эксперименты с неодимовыми магнитами

Неомагнит довольно популярен, его состав: неодим, бор, железо. Такой магнит обладает высокой мощностью и отличается стойкостью к размагничиванию.

Как усилить неодим? Неодим очень подвержен коррозии, то есть быстро ржавеет, поэтому неодимовые магниты покрывают никелем, чтобы повысить срок службы. Также они напоминают керамику, их легко разбить или расколоть.

Но пытаться увеличивать его мощность искусственным способом нет смысла, потому что это постоянный магнит, он имеет определенный для себя уровень силы. Поэтому, если вам необходимо иметь более мощный неодим, лучше приобрести его, учитывая нужную силу нового.

Заключение: в статье рассмотрена тема, как увеличить силу магнита, в том числе, как увеличить мощность неодимового магнита. Получается, что существует несколько способов увеличить свойства магнита. Потому что бывает просто намагниченный металл, увеличить силу которого невозможно.

Наиболее простые способы: с помощью клея и других магнитиков (они должны быть приклеены идентичными полюсами), а также – более мощного, во внешнем поле которого должен находится исходный магнит.

Рассмотрены способы увеличения силы электромагнита, которые заключаются в дополнительной обмотке проводами или усилении поступления тока. Единственное, что нужно учитывать - это силу поступления тока в целях безопасности и сохранности аппарата.

Обычные и неодимовые магниты не способны поддаваться на увеличение собственной мощности.

Есть несколько способов сделать магнит в домашних условиях. Первый и второй способ подойдут для простых домашних экспериментов и для показа детям. Третий и четвертый способы несколько сложнее и требуют внимательности и осторожности.

Варианты изготовления простейших магнитов своими руками

Способ 1

Для создания магнита потребуются самые простые материалы, имеющиеся под рукой:

• Медная проволока.
• Источник постоянного тока.
• Металлическая заготовка — это и есть будущий магнит.

В качестве заготовки используются элементы из сплавов различных металлов. Проще и дешевле достать ферриты - они представляют собой смесь порошкового железа с различными добавками. Используют и закаленную сталь, поскольку в отличие от ферритов она дольше сохраняет магнитный заряд. Форма заготовок не имеет значения - круглая, прямоугольная или любая другая, так как это не повлияет на ее конечные магнитные свойства.

Самый простой электромагнит из проволоки, батарейки и гвоздя

Берем металлическую заготовку и обматываем ее медной проволокой. В общей сложности должно получиться 300 витков. Концы проволоки присоединяем к батарейке или аккумулятору. В результате металлическая заготовка намагнитится. Насколько сильным будет ее поле, зависит от мощности тока, поступающего из источника электропитания.

Способ 2

Сначала нужно сделать индукторную катушку. Внутрь нее и помещается будущий магнит, поэтому используется заготовка компактных размеров. Порядок действий точно такой же, за исключением того факта, что количество витков проволоки должны быть не 300, а 600. Этот метод хорош, если нужно сделать магнит повышенной мощности.

Медная проволока на ферритовом магните

Способ 3

Подразумевает использование сетевого электричества. Метод довольно сложен и опасен, поэтому манипуляции должны быть выверенными и осторожными. К стандартному набору приспособлений добавляется плавкий предохранитель, без которого создать магнит не получится. Он-то и подключается к индукторной катушке, внутри которой расположена металлическая заготовка. Предохранитель подключается в сеть. В результате он сгорает, но при этом успевает зарядить находящийся внутри катушки предмет до высоких показательный.

Будьте осторожны! Подобные эксперименты представляют опасность для жизни и нередко приводят к короткому замыканию в электросети! Выбирая подобный способ изготовления магнитных элементов, выполняйте необходимые меры предосторожности и подготовьте огнетушитель, который позволит оперативно погасить возможное возгорание.

Оценить результат работы поможет специальный магнитометр - он покажет, насколько сильно полученное изделие.

Как самому сделать самый мощный магнит

Самые мощные магниты в мире делают из редкоземельного металла неодима. Железо, неодим и бор приводят в порошкообразное состояние, смешивают, формуют и спекают в СВЧ-печах. Затем заготовки намагничивают и наносят защитное покрытие из цинка или никеля. Повторить этот процесс дома очень сложно. Но есть и другой способ.

Способ 4

Первый шаг на пути к реализации цели заключается в поиске сломанных жестких дисков от компьютера. При отсутствии в хозяйстве сломанного винчестера можно попробовать отыскать неработающие устройства на авито, дарударе или на других площадках объявлений.

Магнитная головка в открытом жестком диске

В дисках есть магнитная головка, используемая для управления записью и чтением данных. Второй шаг - полностью разобрать жесткий диск и получить доступ к этой головке. На ней и находятся пластины изогнутой формы из сплава неодима-железа-бора. Их могут приклеить к стальным элементам, но часто они закреплены благодаря собственной магнитной силе. Самые крупные неодимовые магниты попадаются в самых старых винчестерах.

Конечно, проще всего купить неодимовый магнит нужной формы и силы. С другой стороны, если у вас в наличии есть несколько неработающих винчестеров, то было бы крайне неосмотрительно их просто выбросить.

Интернет-магазин «Мир Магнитов» предлагает вам купить неодимовые магниты по самым привлекательным ценам. Выбирайте в представленном каталоге подходящие изделия и оформляйте заказ. Покупка готовых изделий с необходимыми параметрами - это всегда проще, быстрее и выгоднее, чем попытки сделать неодимовые магниты самостоятельно.

РадиоМир 2006 №9

Известно, что заметное влияние магнитного поля отмечается лишь в железосодержащих материалах. Но и эти материалы различаются и делятся на магнитомягкие и магнитотвёрдые. Их основное отличие - способность сохранять намагниченность после окончания действия магнитного поля. Кроме железа и его сплавов, магнитными свойствами обладают ферриты, изготавливаемые из порошка двуокиси железа с различными присадками (барий, кобальт, стронций и др.) методом горячего прессования под большим давлением.

Из магнитомягких ферритов изготавливают сердечники трансформаторов и дросселей, магнитотвёрдые ферриты идут на изготовление постоянных анизотропных магнитов.

В бытовых условиях можно изготовить неплохие постоянные магниты из легированных сталей. Не вдаваясь в тонкости сортамента марок сталей, можно сказать, что для изготовления пригодны закаливающиеся стали. Под рукой всегда найдутся старые надфили, напильники, ножовочные полотна и др. Подобранный материал сначала необходимо "отпустить", нагрев до красного каления, а потом медленно охладить. После изготовления заготовки магнита её закаливают - нагревают до светло-красного каления и резко охлаждают в холодной воде. Чем сильнее закалка, тем лучше будет магнит.

Процесс намагничивания можно провести на несложной установке, состоящей из катушки индуктивности и предохранителя. Катушка намотана на каркасе такого диаметра, чтобы внутри помещалась заготовка магнита. Например, для изготовления катушки я использовал каркас от импортного припоя (h=40 мм, D=50 мм, d=22 мм).

Катушка намотана проводом ПЭВ-2 диаметром 2 мм и содержит около 500 витков. Она укреплена на основании и подключена к сети через плавкий предохранитель и выключатель. Заготовку помещают внутрь катушки, устанавливают предохранитель и замыкают выключатель. Предохранитель сразу же сгорает, но за это время заготовка успевает намагнититься.

Для предохранителя можно использовать тонкую медную проволоку. Для безопасности её нужно поместить в стеклянную трубку от сгоревшего предохранителя и засыпать чистым кварцевым песком (для надёжного гашения разряда).

Ток перегорания плавкого предохранителя из проволоки I пп можно приближённо рассчитать по эмпирической формуле:

I пп = (d-0,005)/K где d - диаметр проволоки, мм (до 0,2 мм);

К - постоянный коэффициент (для меди К=0,034). Из этой формулы следует, что диаметр проволоки для плавкого предохранителя

d = К*I пп +0,005.

Установка в предлагаемом варианте позволяет получить постоянные магниты силой до 200 мТл, что вполне достаточно для применения в конструкциях, содержащих микросхемы преобразователей магнитного поля (ПМП).

Эту же установку можно использовать для размагничивания радиомонтажного инструмента, включив катушку через понижающий трансформатор с выходным напряжением не более 6 В. Питание подаётся на катушку при её расположении на расстоянии не менее 1 м от размагничиваемого инструмента, её берут в руку, подносят к инструменту и медленно удаляют, описывая расширяющиеся круги.

При работе с индукционной катушкой при включении в сеть (220 В) соблюдайте правила техники безопасности.

И.СЕМЁНОВ, г.Дубна Московской обл.