Co to jest magnes trwały?

Odkryte pod koniec poprzedniego stulecia magnesy neodymowe są od 2009 roku najskuteczniejszym niedrogim typem magnesu trwałego. Ich moc, niewielki gabaryt oraz niewielki koszt zapewniły wielki rozwój technik audio, w budowie napędów elektrycznych oraz wielu innych branżach.

Magnesy neodymowe zbudowane są ze konglomeratu określanego jako NdFeB - neodym, żelazo oraz bor. Są w grupie magnesów metalicznych wykonanych z pierwiastków ziem rzadkich. Rozkład elektronów w pierwiastkach ziem rzadkich pozwala im wytwarzać silne magnetyczne pole. Pierwiastki ziem rzadkich są cenne, ale magnetyczne pola są tak niezwykle mocne, że wystarczy tworzyć wyjątkowo niewielkie magnesy, zaś subtelniejsze magnesy są w ostatecznym bilansie tańsze.

Analogicznie niczym w wypadku innych silnie magnetycznych budulców, magnesy neodymowe są kruche, zatem wzbogaca się je o specyficzną warstwę przeciwrdzewną z twardszego metalu, takiego jak nikiel, bądź szczególnie plastycznego surowca, takiego jak plastik.

Dzisiaj magnesy neodymowe występują w bogatych klasach wytrzymałości od najniższej N24 do N55. Magnes N45 będzie miał pole 1,25 Tesli. Przybliża się to do skuteczności magnetycznej leczniczych maszyn do rezonansu magnetycznego, jakie wymagają specjalnego, wolnego od metalu lokum. Urządzenia takie wykorzystują magnesy, które działają z energią mniej więcej 3 Tesli.

Wszelkie wyroby ferromagnetyczne gubią swój magnetyzm w rezultacie ogrzewania; temperaturę, w jakiej trwonią macierzysty magnetyzm, nazywa się Punktem Curie. Neodymowe magnesy tracą swoją siłę w szczycie temperatur od 80 ^oC do 230 ^oC i jest to zależne od gatunku magnesu. Wprawdzie skrajna temperatura jest wyższa niż temperatura pokojowa (25 stopni C), jest przecież niższa niż przy podobnych parametrach wielu innych materiałów magnetycznych.

Neodymowe magnesy umożliwiły skonstruowanie wysokogatunkowych słuchawek dousznych. Aby mała wkładka słuchawkowa miała wystarczającą siłę, aby dźwięk rozbrzmiewał idealnie, magnesy w przetwornikach audio potrzebują silnego pola magnetycznego. Wprawdzie douszne słuchawki występowały wcześniej niż neodymowe magnesy, nie przydawały się jednak do odsłuchu o idealnej jakości. Niewielki gabaryt oraz dobra wierność przetwarzanego dźwięku wkładek dousznych przyczyniły się do sukcesu odtwarzacza MP3.

Niemało zastosowań magnesu neodymowego mają na koncie Hobbyści. Są stosowane nawet do sprzęgów w modelowych wagonach kolejowych i w silnikach elektrycznych, które wyręczają silniki spalinowe w konstrukcjach samolotów, łodzi i samochodów. Rzekomo to modelarze wpadli na praktyczny koncept, żeby przymocowane do półki w warsztacie magnesy służyły jako trzymaki do narzędzi.

Mocniejsze gatunki neodymowych magnesów powodują pewne ryzyka, o których należałoby powiedzieć. Dwa magnesy mogą przysunąć się nawzajem z wystarczającą mocą, aby się rozłupać lub nawet złamać palce, gdy ręka znajdzie się na drodze ich przybliżania. Gdy dochodzi do połknięcia, dwa magnesy mogą ścisnąć przewód pokarmowy, wywołując dyskomfort i poważne zranienia. Mocne magnetyczne pola potrafią zakłócać funkcjonowanie rozruszników serca. Ich pole magnetyczne jest jednocześnie dostatecznie mocne, aby anulować informacje z nośnika na przykład z paska magnetycznego karty kredytowej bądź z dysku. Neodymowe magnesy o znacznych rozmiarach nie powinny być przesyłane transportem lotniczym gdyż potrafią upośledzać pracę urządzeń nawigacyjnych samolotu.