Что неодимовые магниты делают с вашим телом?

Неодимовые магниты , также известные как магниты NdFeB, не представляют опасности для человеческого организма при нормальном обращении и использовании. ; ежедневное воздействие их магнитного поля, например, в наушниках, крепежных изделиях или компонентах двигателя, не считается вредным, поскольку напряженность поля быстро уменьшается с расстоянием. Реальный риск почти полностью связан со случайным проглатыванием небольших магнитов, особенно детьми, и с механическими опасностями, связанными с их сильной силой притяжения, такими как защемление или повреждение кожи во время обращения, а не с самим магнитным полем, причиняющим внутренний вред взрослым в нормальных условиях. В этой статье объясняется, из чего сделаны магниты NdFeB, как работает система классификации от N35 до N52, какое значение имеют доступные покрытия и классы для производительности, а также как специальные неодимовые магниты применяются в двигателях, промышленной автоматизации и бытовой электронике.

Понимание как технических свойств, так и практических соображений безопасности Магниты NdFeB помогает командам по закупкам, инженерам-конструкторам и производителям двигателей выбирать марку и форму, подходящую для их применения. В разделах ниже рассматривается состав, сравнение сортов, температурные характеристики и реальные рекомендации по выбору поставщиков для покупателей, оценивающих продукт. производитель неодимовых магнитов или завод редкоземельных магнитов для индивидуального производства.

Что неодимовые магниты делают с телом человека

Магнитное поле, создаваемое неодимовыми магнитами при обычном потребительском или промышленном использовании, не считается вредным для тканей человека. В эталонном материале по безопасности постоянно отмечается, что напряженность магнитного поля быстро уменьшается с расстоянием, поэтому обычное использование таких устройств, как наушники или магнитные застежки, не представляет значительного риска для здоровья людей, стоящих рядом или обращающихся с готовым продуктом.

Вместо этого основные документально подтвержденные опасности связаны с физическим обращением и случайным проглатыванием. В руководстве по безопасности подчеркивается, что если два магнита или магнит и металлический предмет с силой соприкасаются друг с другом, они могут вызвать защемление, а небольшие магниты легко проглатываются, что создает риск непроходимости кишечника при одновременном проглатывании нескольких магнитов. Вот почему готовые магнитные изделия, предназначенные для потребительских товаров, обычно проектируются в безопасные сборки, а не оставляются в виде отдельных мелких компонентов.

Дополнительные меры предосторожности применяются к лицам с имплантированными медицинскими устройствами. В справочной документации по безопасности рекомендуется держать сильные магниты подальше от людей с кардиостимуляторами или другими имплантированными устройствами, поскольку магнитное поле может помешать работе устройства. Для большинства промышленных, автомобильных и инженерных применений, где магниты надежно закреплены внутри узла, эти риски эффективно устраняются за счет правильной конструкции изделия и корпуса.

Состав магнита NdFeB и значение кода класса

Неодимовый магнит, химически называемый Nd2Fe14B, представляет собой спеченный сплав, состоящий из неодима, железа и бора. Согласно рекомендациям по материаловедению, регулирование соотношения этих элементов, а также плотности спекания и чистоты сырья позволяет производителям настраивать силу и стабильность магнита в соответствии с определенным классом производительности.

Сам код оценки, например N35 или N52, кодирует две отдельные части информации. Число указывает максимальное энергетическое произведение (BHmax), измеренное в мегагаусс-Эрстедах (MGOe), где большее число означает более сильное магнитное поле для данного объема. Любой буквенный суффикс после числа, например M, H, Ш.Х., Э-э, ЭХ или АХ, указывает на класс коэрцитивности магнита, который определяет его максимальную рекомендуемую рабочую температуру, а не его чистую силу.

Инженеры, выбирающие класс, должны рассматривать номер и суффикс как два отдельных решения: число определяет исходную напряженность поля, а суффикс определяет термическую стабильность. Магнит, такой как N42SH, сочетает в себе надежную прочность с устойчивостью к нагреву, что объясняет, почему в двигателях часто используются суффиксные классы среднего класса, а не всегда по умолчанию используется наивысший доступный числовой класс.

N35–N52: сравнение прочности и температурных характеристик

N35 и N52 — две наиболее часто упоминаемые марки, и их сравнение иллюстрирует компромисс при выборе неодимового магнита. Данные спецификации материала показывают, что N35 имеет максимальное энергетическое произведение от 33 до 36 MGOe, а N52 достигает примерно от 48 до 51 MGOe, что означает, что N52 генерирует значительно больший магнитный поток для того же объема магнита.

Несмотря на преимущество в прочности, более высокие марки не являются автоматически лучшим выбором для каждого применения. Технические сравнения показывают, что магниты N35 обычно сохраняют стабильную работу примерно до 80°C, в то время как стандартный N52 без суффикса температуры имеет сравнительно меньшую термостойкость и более высокий риск размагничивания в горячих средах, если не указан соответствующий суффикс класса. Именно поэтому магниты двигателя, устойчивые к высоким температурам предназначенные для таких сред, как тяговые электродвигатели или промышленные серводвигатели, обычно обозначаются с использованием комбинации цифр и суффиксов, например N42SH, а не только с использованием простого высокого номера класса.

На этой горизонтальной гистограмме сравнивается приблизительная максимальная энергия пяти распространенных марок неодимовых магнитов, от N35 до N52. Диаграмма показывает устойчивое, почти линейное увеличение магнитной энергии по мере увеличения номера класса, подтверждая, что каждый шаг вверх по N-шкале обеспечивает измеримый прирост силы для того же объема магнита. N52, находящийся в верхней части диаграммы, производит почти на 48 процентов больше магнитного потока, чем N35 при эквивалентном размере, поэтому более высокие марки позволяют использовать меньшие и более легкие конструкции магнитов в приложениях с ограниченным пространством, таких как миниатюрные двигатели или датчики. Однако эта диаграмма представляет прочность только при комнатной температуре и не учитывает термическую стабильность, которая определяется отдельной буквой суффикса. Покупателям следует рассматривать это сравнение прочности вместе с приведенной выше таблицей суффиксов температур, а не изолированно, поскольку марка с наивысшей прочностью не всегда является самым надежным выбором для жарких рабочих сред. Для применений, требующих как высокой прочности, так и устойчивости к повышенным температурам, комбинированная марка, такая как N48H или N42SH, обычно является более сбалансированным инженерным выбором.

Покрытия и коррозионная стойкость

Необработанный материал NdFeB химически активен и склонен к окислению, поэтому готовые магниты практически всегда поставляются с защитным покрытием поверхности. В справочном материале по спецификациям неодима отмечается, что для предотвращения коррозии неодимовые магниты обычно покрывают такими материалами, как никель, медь или эпоксидная смола, при этом никель-медь-никель (Ni-Cu-Ni) является широко используемой многослойной системой для общепромышленного использования.

Выбор покрытия зависит от условий эксплуатации магнита. Цинковые покрытия обеспечивают хорошую адгезию при склеивании или наклеивании ленты, а обработка никель-эпоксидной смолой обычно рекомендуется для магнитов, подвергающихся влажным или влажным условиям, поскольку эпоксидная смола обеспечивает дополнительный герметичный барьер от проникновения влаги. Для двигателей и промышленной автоматизации, работающих при повышенных температурах, долговечность покрытия при термоциклировании становится дополнительным фактором, наряду с температурным индексом основного материала.

На этой линейной диаграмме показано, как риск размагничивания увеличивается с увеличением рабочей температуры для магнита NdFeB стандартного класса по сравнению с магнитом с индексом высокой температуры. Линия стандартного класса резко поднимается, когда температура превышает примерно 80°C, что соответствует документально подтвержденному поведению, когда марки без суффикса начинают терять магнитные характеристики, заметно превышающие номинальный порог. Граница высокотемпературного суффикса, напротив, повышается гораздо более постепенно, сохраняя более низкий риск размагничивания в диапазоне от 140°C до 180°C, прежде чем риск ускоряется вблизи своего верхнего предела. Это расхождение является практической причиной того, что разработчики двигателей, работающие с приложениями с высокой нагрузкой, такими как тяговые двигатели EV или промышленные серводвигатели, указывают материал с суффиксным классом, а не с самым высоким доступным исходным числом MGOe. Форма кривой также объясняет, почему вместе с печатным номиналом необходимо учитывать общую рабочую среду магнита, включая близость к другим источникам тепла и окружающей магнитной цепи. Выбор правильного суффикса марки для данной тепловой среды является одним из наиболее важных инженерных решений при разработке индивидуальных спецификаций магнитов.

Пользовательские формы и параметры намагничивания

Помимо марки и покрытия, физическая форма и характер намагничивания магнита имеют решающее значение для его работы в магнитной цепи. Неодимовые магниты по индивидуальному заказу обычно производятся в форме диска, блока, дуги или сегмента, кольца и стержня, каждый из которых подходит для различных топологий двигателей и методов сборки.

Дуговые и сегментные магниты

Магниты в форме дуги широко используются в узлах роторов бесщеточных двигателей постоянного тока, синхронных двигателей с постоянными магнитами и двигателей-концентраторов, где изогнутые сегменты расположены вокруг сердечника ротора для создания постоянного магнитного поля.

Многополюсные кольцевые магниты

Кольцевые магниты с многополюсной намагниченностью часто используются для компактных конструкций роторов и датчиков, что позволяет объединить несколько магнитных полюсов в один компонент, а не собирать их из нескольких отдельных частей.

Блочные и дисковые магниты

Форма блока и диска остается наиболее распространенной геометрией общего назначения, используемой в датчиках, динамиках и промышленном оборудовании, где приоритетными являются простой монтаж и предсказуемое направление поля.

На приведенной выше гистограмме показано иллюстративное распределение спроса на специальные магниты NdFeB по четырем основным секторам применения. Транспортные средства на новых источниках энергии составляют наибольшую долю, что соответствует быстрому росту количества электротяговых двигателей, ступичных двигателей и гибридных транспортных систем, которые зависят от устойчивых к высоким температурам магнитных материалов для обеспечения устойчивой производительности при непрерывной работе. За ними следует промышленная автоматизация, отражающая широкое использование серводвигателей, бесщеточных двигателей постоянного тока, роботизированных шарнирных двигателей и оборудования для магнитной сепарации, все из которых требуют постоянного выходного крутящего момента и долгосрочной магнитной стабильности. Бытовая техника и бытовая электроника также занимают значительную долю, особенно в двигателях компрессоров, двигателях стиральных машин и энергоэффективных вентиляторных системах, где компактные и надежные магниты уменьшают общий размер продукта. Медицинские и прецизионные устройства представляют собой меньший, но узкоспециализированный сегмент, где точность размеров и магнитная последовательность имеют решающее значение для таких приложений, как двигатели для зубных имплантатов и микродвигатели, используемые в медицинских инструментах. Такое распределение подчеркивает, почему производитель магнитов с широкой гибкостью формы и класса имеет хорошие возможности для обслуживания нескольких отраслей промышленности с помощью единой производственной платформы.

Выбор правильного магнитного решения для применения в двигателях

Выбор магнитов для двигателей требует совместной оценки четырех факторов: прочности, температурного индекса, системы покрытия и физической формы. Например, магнит двигателя, используемый в тяговой системе электромобиля, должен выдерживать устойчивые рабочие температуры, повторяющиеся термические циклы и механическую вибрацию, а это означает, что марка с высоким суффиксом и прочным покрытием обычно превосходит стандартную марку с более высоким номером по долгосрочной надежности.

Для приложений в промышленной автоматизации, таких как серводвигатели и роботизированные шарнирные двигатели, точность размеров и постоянство магнитной мощности в рамках производственной партии часто столь же важны, как и исходная напряженность поля, поскольку различия между отдельными магнитами могут влиять на постоянство крутящего момента двигателя. Вот почему работа с производителем, способным осуществлять строгий контроль процесса на этапах намагничивания, механической обработки и нанесения покрытия, имеет такое же значение, как и основные характеристики марки.

На этой диаграмме сравнивается относительная важность шести характеристик магнитов тяговых двигателей электромобилей и магнитов, используемых в бытовой электронике. Тяговые приложения для электромобилей предъявляют постоянно повышенные требования практически по всем параметрам, при этом термостойкость и устойчивость к вибрации являются наиболее важными факторами, учитывая непрерывную работу с высокими нагрузками и воздействие механических напряжений в течение всего срока службы транспортного средства. В приложениях бытовой электроники, напротив, относительно большее внимание уделяется точности размеров, поскольку компактные корпуса устройств требуют жестких допусков, в то время как требования к виброустойчивости и долговечности покрытия сравнительно ниже из-за более мягких условий эксплуатации. Требования к напряженности поля различаются между двумя профилями менее существенно, что отражает то, что оба сектора выигрывают от сильных магнитных характеристик, хотя выбранный абсолютный класс по-прежнему будет различаться в зависимости от доступного пространства и тепловой среды. Это сравнение показывает, почему один и тот же сорт и форма не могут одинаково хорошо подходить для всех применений и почему сотрудничество с производителем магнитов, который поддерживает как стандартные, так и полностью индивидуальные магнитные решения, ценно для различных линеек продукции. Распознавание этих различных профилей требований на ранних стадиях проектирования продукта помогает избежать дорогостоящего изменения спецификации магнитов на более поздних стадиях разработки.

О компании Ningbo Tujin Magnetic Industry Co., Ltd.

Ningbo Tujin Magnetic Industry Co., Ltd. специализируется на производстве и продаже высокопроизводительные магниты NdFeB . Обладая многолетним опытом работы в области магнитных материалов, компания предлагает устойчивые к высоким температурам магниты для двигателей и индивидуальные магнитные решения, разработанные для обеспечения высочайшей точности и стабильности, выступая надежным долгосрочным партнером для ведущих компаний во многих отраслях.

Магниты NdFeB компании разработаны для поддержания превосходных магнитных характеристик в широком температурном диапазоне, от От -40°C до 200°C или выше , поддерживая требовательные приложения, включая тяговые двигатели транспортных средств на новых источниках энергии, ступичные двигатели и двигатели гибридных транспортных средств. В области промышленной автоматизации магниты Ningbo Tujin служат для серводвигателей, двигателей PMSM и BLDC, роботизированных совместных двигателей, промышленных роботов и оборудования магнитной сепарации, а также поддерживают приложения бытовой техники и бытовой электроники, такие как двигатели компрессоров переменного тока, двигатели стиральных машин и энергоэффективные вентиляторы.

Помимо стандартной продукции, компания поддерживает конструкции магнитов сложной и точной формы, включая диски, блоки, дуги или сегменты, кольца с многополюсным намагничиванием и геометрию стержня, удовлетворяющие широкому спектру требований к магнитным цепям. Передовые технологии нанесения покрытий, в том числе системы Ni-Cu-Ni и эпоксидные смолы, повышают стойкость к окислению и продлевают срок службы продукции, а оптимизированные процессы от проектирования до массового производства позволяют сократить сроки выполнения заказов и ускорить выход на рынок. Помимо двигателей, магниты Ningbo Tujin также широко используются в динамиках, датчиках и ветроэнергетических установках, что отражает роль компании как комплексного поставщика электроэнергии. изготовленные на заказ магниты NdFeB производитель и поставщик для инновационных отраслей.

Часто задаваемые вопросы