Ímãs NdFeB

Many customers may have a question: do magnets of the same performance and volume have the same suction force? It is said on the Internet that the suction force of NdFeB magnets is 640 times its own weight. Is this credible?   First of all, it should be made clear that magnets only have adsorption force on ferromagnetic materials. At room temperature, there are only three types of ferromagnetic materials, they're iron, cobalt, nickel, and their alloys. They have no adsorption force on non-ferromagnetic materials.   There are also many formulas on the Internet for calculating suction. The results of these formulas may not be accurate, but the trend is correct. The strength of the magnetic suction is related to the magnetic field strength and the adsorption area. The greater the magnetic field strength, the larger the adsorption area and the greater the suction.   The next question is, if the magnets are flat, cylindrical, or elongated, will they have the same suction force? If not, which one has the greatest suction force?       First of all, it is certain that the suction force is not the same. To determine which suction force is the greatest, we need to refer to the definition of the maximum magnetic energy product. When the working point of the magnet is near the maximum magnetic energy product, the magnet has the greatest work energy. The adsorption force of the magnet is also a manifestation of work, so the corresponding suction force is also the greatest. It should be noted here that the object to be sucked needs to be large enough to completely cover the size of the magnetic pole so that the material, size, shape, and other factors of the object to be sucked can be ignored.   How to judge whether the working point of the magnet is at the point of maximum magnetic energy product? When the magnet is in a state of direct adsorption with the material being adsorbed, its adsorption force is determined by the size of the air gap magnetic field and the adsorption area.    Taking a cylindrical magnet as an example, when H/D≈0.6, its center Pc≈1, and when it is near the working point of maximum magnetic energy product, the suction force is the largest. This is also in line with the rule that magnets are usually designed to be relatively flat as adsorbents. Taking the N35 D10*6mm magnet as an example, through FEA simulation, it can be calculated that the suction force of the adsorbed iron plate is about 27N, which almost reaches the maximum value of magnets of the same volume and is 780 times its own weight.   The above is only the adsorption state of a single pole of the magnet. If it is multi-pole magnetization, the suction force will be completely different. The suction force of multi-pole magnetization will be much greater than that of single-pole magnetization (under the premise of a small distance from the adsorbed object).     Why does the suction force of a magnet of the same volume change so much after being magnetized with multiple poles? The reason is that the adsorption area S remains unchanged, while the magnetic flux density B value through the adsorbed object increases a lot. From the magnetic force line diagram below, it can be seen that the density of magnetic force lines passing through the iron sheet of a multi-pole magnetized magnet is significantly increased. Taking the N35 D10*6mm magnet as an example, it is made into a bipolar magnetization. The suction force of the FEA simulation adsorbing the iron plate is about 1100 times its own weight.     Since the magnet is made into a multi-pole magnet, each pole is equivalent to a thinner and longer magnet. The specific size is related to the multi-pole magnetization method and the number of poles.        

O transporte aéreo tem certas particularidades. Para garantir a segurança, tanto as pessoas como as mercadorias devem ser submetidas a verificações de segurança antes do embarque. Se você carrega materiais magnéticos, como ímãs NdFeB, ou se os clientes estão com pressa para receber as mercadorias e esperam que o fabricante as envie por via aérea, podemos trazer os ímãs a bordo?   Como os campos magnéticos dispersos fracos podem interferir no sistema de navegação e nos sinais de controle da aeronave, a Associação Internacional de Transporte Aéreo (IATA) classificou a carga magnética como mercadoria perigosa Classe 9, que deve ser restrita durante o transporte. Portanto, algumas cargas aéreas com materiais magnéticos agora precisam passar por testes magnéticos para garantir o voo normal da aeronave. Materiais magnéticos, materiais de áudio e outros instrumentos com acessórios magnéticos devem passar por testes magnéticos.     As companhias aéreas ou empresas de logística que transportam materiais magnéticos obrigarão os clientes a se submeterem a testes magnéticos e emitirão um “Relatório de Identificação das Condições de Transporte Aéreo” para garantir o voo normal da aeronave. A identificação do transporte aéreo geralmente só pode ser emitida por uma empresa de identificação profissional qualificada e reconhecida pela administração da aviação civil do país, e geralmente é necessário enviar amostras à empresa de identificação para testes profissionais antes de emitir um relatório de identificação. Caso seja inconveniente o envio de amostras, os profissionais da empresa de identificação farão testes no local e em seguida emitirão um relatório de identificação. O período de validade do relatório de identificação é geralmente para o ano em curso, sendo geralmente necessário refazê-lo após o Ano Novo.   Durante os testes magnéticos, os clientes são obrigados a embalar as mercadorias de acordo com os requisitos de transporte aéreo. O teste não danificará a embalagem das mercadorias. Em princípio, as mercadorias não serão desembaladas para teste, mas apenas o campo magnético disperso dos seis lados de cada mercadoria será testado. Se a mercadoria falhar no teste magnético, atenção especial deve ser dada. Primeiro, com o consentimento do cliente, a equipe de inspeção magnética desembalará as mercadorias para inspeção e, em seguida, fará sugestões razoáveis relevantes com base na situação específica. Se a blindagem atender aos requisitos do transporte aéreo, a mercadoria será blindada de acordo com a confiança do cliente, e serão cobradas taxas pertinentes.

Os materiais ndfeb de neodímio têm baixa estabilidade térmica e seu coeficiente de alta temperatura pode facilmente causar desmagnetização irreversível (também conhecida como desmagnetização) quando os motores de ímã permanente estão funcionando. Por um lado, a corrente parasita dos motores de ímã permanente gera calor na superfície do ímãs permanentes, e as condições de dissipação de calor dentro do motor são ruins, o que excede a temperatura de trabalho dos ímãs permanentes, causando a desmagnetização do ímã permanente. Portanto, a estabilidade da temperatura dos ímãs permanentes é crucial para aplicações em motores. Por outro lado, o design irracional do ponto de trabalho do circuito magnético do motor de ímã permanente também está sujeito à desmagnetização irreversível. Quando o motor encontra uma grande desmagnetização durante a partida, reversão e parada, o ponto de trabalho do NdFeB pode cair abaixo do ponto de inflexão da curva de desmagnetização, causando desmagnetização irreversível. Portanto, o ponto de trabalho do circuito magnético do motor de ímã permanente deve ser projetado para ser superior ao ponto de inflexão do material NdFeB. Quando o motor para de funcionar, a intensidade de indução magnética residual Br do material magnético permanente permanece basicamente inalterada. O projeto de motores de ímã permanente também deve compreender o ambiente operacional real do motor e tomar as medidas necessárias na montagem para garantir que ele esteja em um estado estável sem desmagnetização em altas temperaturas.O Ímãs NdFeB de grau SH usados em motores que atendem aos requisitos padrão não podem garantir que o motor não perderá magnetismo durante a operação. Somente aumentando a força coercitiva intrínseca e a temperatura de Curie do Ímãs NdFeB a perda magnética irreversível dos ímãs NdFeB pode ser reduzida e a estabilidade de temperatura dos ímãs permanentes ser melhorada, prolongando assim a vida útil do motor de ímã permanente.  

Na vida diária, os ímãs são algo muito comum. Desde vários dispositivos eletrônicos especiais até materiais didáticos e brinquedos diários, os ímãs podem ser vistos com frequência.   Sabemos que o principal componente dos ímãs é o óxido ferroférrico. Um pequeno ímã comum é feito de óxido ferroférrico preto. No entanto, devido à natureza do próprio óxido ferroférrico, a sua atração por objetos de ferro não é muito forte e o seu magnetismo enfraquecerá gradualmente com o tempo. Neste caso, como podemos fazer um íman com atração mais forte e menos propenso a decair? Sob essa premissa, surgiram os ímãs de neodímio, ferro e boro.     Este tipo de ímã com superfície brilhante após tratamento anticorrosivo é um ímã de neodímio boro e sua fórmula química é Nd2Fe14B. O ímã de neodímio ferro boro mais comumente usado é feito de neodímio, ferro e boro em sinterização de alta temperatura e é o ímã artificial mais forte até o momento. Se o elemento central do óxido ferroférrico tradicional é o ferro, então a razão pela qual os ímãs de neodímio ferro boro têm um magnetismo tão forte é o papel do neodímio. As peças de metal da foto abaixo são de neodímio:     O neodímio é o quarto elemento da família dos lantanídeos de elementos de terras raras. Assim como o ferro, o cobalto, o níquel e o já citado gadolínio, também pode ser atraído por ímãs. Além disso, o neodímio é o mais ativo dos elementos lantanídeos, por isso é facilmente oxidado como o ferro, razão pela qual existe um revestimento na superfície do ímã NdFeB. Se o neodímio for usado para aumentar o magnetismo, o papel do boro não deve ser subestimado.   Na tabela periódica, o boro está localizado à esquerda do carbono, de modo que surgiu recentemente uma química do boro semelhante à química orgânica centrada no carbono. Nos ímãs NdFeB, o boro é o mediador entre o neodímio e o ferro. O boro expande muito o magnetismo máximo que uma substância pode produzir ao mesmo tempo que garante a estabilidade de sua estrutura molecular, tornando extremamente altas as propriedades magnéticas do neodímio de todo o ímã, permitindo até mesmo atrair objetos equivalentes a 640 vezes o seu próprio peso.