В 2023 году неодимовые магниты отмечают 40-летний юбилей. По меркам истории, это очень молодое изобретение, хотя сейчас и представить невозможно, как раньше обходились без него многочисленные промышленные отрасли, в числе которых и наиболее технологичные: электронная, металлургическая, энергетическая.
Историческая сводка
Разработка была презентована в 1983 году двумя организациями, японским концерном Sumitomo Special Metals и американским – General Motors. Интересно, что рабочие группы трудились независимо друг от друга, но примерно в одно время смогли достичь близких результатов.
Инновационный магнит оказался невероятно мощным, при этом компактным и недорогим. Несмотря на определение “неодимовый”, при производстве применяется не только редкоземельный металл неодим, но также железо и бор, а для защиты от коррозии часто наносится покрытие на основе никеля. Производственная методика основана на спекании порошка, состоящего из всех указанных базовых компонентов, в специальной печи при термическом воздействии в 1200 градусов и огромном давлении.
Готовая деталь характеризуется множеством преимуществ, недоступных аналогам. Она компактна, при этом обладает огромной магнитной силой, ее характеристики не ухудшаются с течением времени или при выраженных внешних термических воздействиях. Эти и другие достоинства обеспечивают стабильно высокий спрос на неодимовые магниты во многих промышленных отраслях. В каких именно?
Электроника
Список электронных, компьютерных устройств, в конструкции которых используются неодимовые магниты, очень обширен. В первую очередь, нужно отметить следующую технику:
- Акустическая техника, от миниатюрных наушников и динамиков портативных устройств до массивных колонок;
- Жесткие диски для стационарных компьютеров, ноутбуков, серверов;
- CD, DVD и другие дисковые приводы, где миниатюрные неодимовые магниты обеспечивают корректную фокусировку лазерного луча, использующегося для записи, чтения данных.
Металлургическая отрасль
Магнитные системы используются в грузоподъемном оборудовании, являются более конструктивно простыми, в сравнении с механическими аналогами, при этом максимально надежными. Удерживающего усилия, создаваемого неодимовым магнитом, вполне достаточно для перемещения в пределах цеха металлической заготовки, масса которой измеряется не просто сотнями килограмм, но целыми тоннами. Востребованы также магнитные тиски, прочно удерживающие детали в процессе обработки, обеспечивающие ее точность.
Второй вариант применения неодимовых магнитов – системы фильтрации и очистки воздуха. Сверление, шлифовка, полировка, резка металлических деталей – все эти манипуляции сопряжены с образованием больших объемов мелкофракционной пыли и стружки, что доставляет дискомфорт персоналу, заставляет использовать средства защиты органов дыхания и другую спецодежду. Грамотное расположение неодимовых магнитов позволяет очищать воздух, они притягивают металлические частицы, исключают их свободное распространение.
Пищевая промышленность
Попадание металлических частичек в напитки или продукты питания недопустимо, грозит производителю огромными штрафами и репутационными потерями. К сожалению, такие ситуации зачастую происходят, если производственный процесс в достаточной мере не отлажен, не сопряжен с использованием специального оборудования, сепаратора. Сепаратор – это барабан, укомплектованный несколькими неодимовыми магнитами, улавливающими все металлические фракции при прохождении сырья, которым может быть крупа, комбикорм, различные зерновые смеси.
Сепарация актуальна не только в пищевой промышленности, но и других сферах, где требуется тщательная подготовка, очистка сырья, например, в химической отрасли или нефтепереработке.
Кстати, подобным принципом можно пользоваться и в быту. Если вдруг на ковер с длинным ворсом упала иголка, то самый простой способ отыскать ее – просто поводить неодимовым магнитом над предполагаемой областью падения!
Энергетика и электротехника
Классическая конструкция электромоторов, турбин предполагает использование обмоток возбуждения, щеток и других деталей, достаточно дорогих, но не отличающихся надежностью, высоким эксплуатационным ресурсом, нуждающихся в регулярной замене. Сейчас на смену им пришли неодимовые магниты, встречающиеся как в небольших электроприводах, так и в массивных ветряных генераторах, водяных турбинах.
Замена щеток на неодимовые магниты не просто повышает общую надежность устройства, но позволяет использовать современные алгоритмы дистанционного, автоматизированного управления, сделать конструкцию более компактной, увеличить объемы генерируемой мощности.
Автомобилестроение
Самый простой вариант использования неодимового магнита в автомобилестроительной отрасли – производство различных систем крепления, например, замков, блокирующих бардачок, фиксаторов для номерных знаков, рамок и других салонных, кузовных элементов, не находящихся под большой нагрузкой. Востребованы они и при сборке более сложных механизмов и систем, миниатюрных электроприводов, датчиков.
Опытные водители знают, что установка неодимового магнита на топливный или масляный фильтр помогает повысить его эффективность. В процессе работы масло загрязняется мельчайшими металлическими частицами, образующимися из-за естественного износа механизмов, трения между их деталями. Это негативно сказывается на смазывающей способности, эффективности отвода тепловой энергии, заставляет чаще проводить замену, что достаточно дорого. Неодимовый магнит притягивает эти частицы, не дает им распространяться по циркуляционной системе, попадать в двигатель и другие уязвимые агрегаты.
Легкая промышленность
В данной категории можно выделить сразу несколько производственных направлений:
- Текстильная промышленность. Вместо классических кнопок на многих аксессуарах и предметах одежды используются более удобные магнитные застежки. Это характерно, например, для кошельков, рюкзаков, косметичек;
- Производство сувениров и подарков. Самый простой и популярный пример – знаменитый магнитик на холодильник, который многие стараются привезти из очередного путешествия;
- Производство учебных пособий. Наиболее удобный способ закрепить на металлической доске таблицу умножения, правописания или другое пособие – сделать его магнитным! Неодимовые элементы также могут использоваться при выпуске более сложных изделий, анатомических пособий, глобусов.
Прочие отрасли промышленности
Обязательно нужно обратить внимание и на другие промышленные направления. Неодимовые магниты, к примеру, незаменимы в мебельном производстве, причем востребованы как на стадии сборки, позволяют прочно фиксировать заготовки, так и при конечной комплектации, именно они зачастую являются основой замковых систем, фиксаторов, исключающих случайное открытие дверцы шкафа или ящика.
Выделяются и более технологичные направления. Магниты применяются при сборке современной диагностической медицинской техники, аппаратов МРТ, различных сканеров. Невозможно вообразить без них и ядерную промышленность, где они устанавливаются в центрифугах, разделяющих изотопы ядерного топлива.