Постоянные магниты презентация

Постоянные магниты.

Понятие постоянного магнита. Постоянный магнит — изделие из магнитотвёрдого материала с высокой остаточной магнитной индукцией, сохраняющее состояние намагниченности в течение длительного времени. Постоянные магниты изготавливаются различной формы и применяются в качестве автономных (не потребляющих энергии) источников магнитного поля.

История развития магнитных материалов. Постоянные магниты, изготовленные из магнетита, применялись в медицине с древнейших времен. В древнем Китае затрагивался вопрос применения магнитных камней для коррекции в теле энергии. В более поздние времена о благотворном влиянии магнитов высказывались великие врачи и философы: Аристотель, Авиценна, Гиппократ. В средние века придворный врач Гилберт, опубликовавший сочинение «О магните», лечил от артрита королеву Елизавету I при помощи постоянного магнита. Русский врач Боткин прибегал к методам магнитотерапии.

Гипотеза Ампера. Андре Ампер объяснил намагниченность железа и стали существованием электрических токов, которые циркулируют внутри каждой молекулы этих веществ.

Исследования свойств магнита. Свойства магнитов первым исследовал русский ученый Петр Перегрин в 1269 году. Но по преданию еще раньше некий пастух по имени Магнус заметил, как его палка прилипла металлической частью к какому-то камню. Его именем и назвали новое открытие. Еще в 6 веке до н.э. греческий физик Фалес упоминал о свойстве магнитов. По еще одной версии магнит с греческого переводится, как "камень из магнесии", от названия города Магнесия, возле которого были найдены залежи магнита.

Свойства магнита. Свойства магнита определяются характеристиками размагничивающего участка петли магнитного гистерезиса материала магнита: чем выше остаточная индукция Br и коэрцитивная сила Hc, тем выше намагниченность и стабильность магнита. Индукция постоянного магнита Bd не может превышать Br: равенство Bd = Br возможно лишь в том случае, если магнит представляет собой замкнутый магнитопровод, то есть не имеет воздушного промежутка, однако постоянные магниты, как правило, используются для создания магнитного поля в воздушном (или заполненном другой средой) зазоре, в этом случае Bd < Br, величина разности зависит от формы магнита и свойств среды.

Магнитные свойства. Толчком к совершенствованию магнитных свойств природного материала магнетита послужило открытие Эрстеда о взаимодействии электрического тока с магнитной стрелкой компаса и дальнейшие исследования Араго, Ампера, Фарадея о взаимодействии электрических и магнитных полей. Чем сильнее магнитное поле, тем эффективнее оказывалось это взаимодействие.

Свойства постоянного магнита. Магнит имеет два полюса: северный (N) и южный (S). Магнитные полюсы существуют только парами. Разноименные магнитные полюса притягиваются, одноименные отталкиваются. Магнитные линий магнитного поля магнита – замкнутые линий. Вне магнита магнитные линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный, замыкаясь внутри магнита.

Производство. 1.Бариевые и стронциевые магнитотвердые ферриты. Имеют состав Ba/SrO·6 Fe2O3 и характеризуются высокой устойчивостью к размагничиванию в сочетании с хорошей коррозионной стойкостью. Несмотря на низкие по сравнению с другими классами магнитные параметры и высокую хрупкость, благодаря низкой стоимости магнитотвердые ферриты наиболее широко применяются в промышленности.

2. Магниты NdFeB (неодим-железо-бор). Редкоземельные магниты, изготавливаемые прессованием или литьем из интерметаллида Nd2Fe14B. Преимуществами этого класса магнитов являются высокие магнитные свойства (Br, Hc и (BH)max), а также невысокая стоимость. В связи со слабой коррозионной устойчивостью обычно покрываются медью, никелем или цинком.

3.Редкоземельные магниты SmCo (Самарий-Кобальт). Изготавливаются методом порошковой металлургии из композиционного сплава SmCo5/Sm2Co17 и характеризуются высокими магнитными свойствами, отличной коррозионной устойчивостью и хорошей стабильностью параметров при температурах до 350 °C, что обеспечивает им преимущества на высоких температурах перед магнитами NdFeB.

4. Магниты Альнико (российское название ЮНДК) Изготавливаются на основе сплава Al-Ni-Co-Fe. К их преимуществам можно отнести высокую температурную стабильность в интервале температур до 550 °C, высокую временную стабильность параметров в сочетании с большой величиной коэрцитивной силы, хорошую коррозионную устойчивость. Важным фактором в пользу их выбора может являться значительно меньшая стоимость по сравнению с магнитами из Sm-Co.

5. Полимерные постоянные магниты (магнитопласты). Изготавливаются из смеси магнитного порошка и связующей полимерной компоненты (например резины). Достоинством магнитопластов является возможность получения сложных форм изделий с высокой точностью размеров, а также высокая коррозионная устойчивость в сочетании с большой величиной удельного сопротивления и малым весом.

Магнитное поле постоянных магнитов. Согласно гипотезе французского ученого Ампера внутри вещества существуют элементарные электрические токи ( токи Ампера ), которые образуются вследствие движения электронов вокруг ядер атомов и вокруг собственной оси. При движении электронов возникает элементарные магнитные поля. При внесении куска железа во внешнее магнитное поле все элементарные магнитные поля в этом железе ориентируются одинаково во внешнем магнитном поле, образуя собственное магнитное поле. Так кусок железа становится магнитом.