Содержание
Самый мощный магнит в мире: Теслы
Как бы затормозить груженый локомотив на расстоянии четверть миллиона километров – как раз столько отделяет нас от Луны. Магнетар, то есть магнитная нейтронная звезда, которую называют SGR 1806-20, – самый сильный из известных нам источников магнитного поля во Вселенной.
Пол Эйзенштейн
Item 1 of 3
1 / 3
Для создания сверхмощных магнитных полей необходимы сверхнизкие температуры
Пока открыто всего десять таких звезд. Сила поля у этой звезды составляет 100 млрд Тл (в международной системе единиц магнитное поле измеряется в теслах). Для сравнения — у Земли всего 0,00005 Тл. Вряд ли мы когда-нибудь создадим магнит сопоставимой с магнетаром мощности. Но это не значит, что мы не пытаемся. Причины, по которым ученые упорно пытаются построить все более и более мощные магниты, варьируются от «а что будет, если?.
.» до реальной необходимости улучшить медицинское проекционное оборудование.
Рекорд пока принадлежит специалистам из Национальной лаборатории высоких магнитных полей (NHMFL), расположенной в городе Таллахасси (Флорида). В декабре 1999 года они запустили гибридный магнит. Он весит 34 т, высота его — почти 7 м, и он может создать магнитное поле в 45 Тл, что примерно в миллион раз больше, чем у Земли. Этого уже достаточно, чтобы свойства обычных электронных и магнитных материалов сильно изменились.
Этот магнит, разработанный NHMFL, представляет собой очень важную веху в строительстве МКС, считает руководитель лаборатории Джек Кроу.
Это вам не подкова
Если вы представили себе гигантскую подкову, вас ждет разочарование. Флоридский магнит (см. фото сверху) фактически представляет собой два, работающие в системе. Внешний слой — это сверхохлажденный, сверхпроводящий магнит. Он самый большой из когда-либо созданных такого рода.
Его все время охлаждают до температуры, близкой к абсолютному нулю. Используется для этого система со сверхтекучим гелием — единственная в США, специально созданная для охлаждения данного магнита. А в центре хитрой штуковины заключен массивный электромагнит, то есть очень большой резистивный магнит.
Несмотря на гигантские размеры системы, построенной в NHMFL, площадка для экспериментов чрезвычайно мала. Обычно эксперименты проводят над объектами размером не больше кончика карандаша. При этом образец заключают в бутылочку, вроде термоса, чтобы сохранить низкую температуру.
Когда материалы подвергаются воздействию сверхвысоких магнитных полей, с ними начинают твориться очень странные вещи. Например, электроны «танцуют» на своих орбитах. А когда напряженность магнитного поля превышает 35 Тл, свойства материалов становятся неопределенными. Например, полупроводники могут менять свойства туда-сюда: в один момент проводить ток, в другой — нет.
Кроу говорит, что мощность флоридского магнита в течение пяти лет будет постепенно увеличена до 47, затем 48 и в конечном счете до 50 Тл, а результаты исследований уже превзошли самые смелые его ожидания: «Мы получили все, на что надеялись, и гораздо больше. Наши коллеги теперь одолевают нас просьбами предоставить им возможность тоже экспериментировать».
Применение в медицине
В то время как NHMFL концентрирует свои усилия на «чистых» исследованиях, большая часть разработок в сфере мощных магнитов продиктована необходимостью развития медицинской техники. Институт мозга при Университете штата Флорида утверждает, что ему принадлежит самый большой магнит из всех используемых в томографии. Этот 24-тонный «бегемот» может обнаружить в мозгу и позвоночнике длинный список болезней и изъянов. Его мощность 11,7 Тл, что в 234 тысячи раз больше, чем у Земли.
Чем сильнее магнитное поле, тем точнее и детальнее результаты, которые можно получить при использовании технологий вроде ядерного магнитного резонанса (ЯМР).
Один из текущих проектов призван показать влияние паралича и лекарств, применяемых для его излечения, на клетки мозга. Исследование функционального ЯМР (фЯМР) покажет, сколько лекарства в точности потребили какие клетки.
Технологии ЯМР и фЯМР работают так. Сначала при помощи мощного магнитного поля ядра клеток выстраиваются в ряд, как иглы компаса. Затем менее мощный магнит поворачивает ядра. При этом вырабатывается измеримый сигнал, который фиксируется и при помощи компьютеров преобразуется в трехмерное изображение. Чем мощнее магниты, тем больше ядер среагируют на сигнал. В отличие от рентгеновских лучей, которые показывают кости и твердые ткани, ЯМР концентрируется на тканях мягких.
Все расширяющееся использование магнитов в медицине вызывает естественный вопрос — а полезно ли это? В последние годы было много споров на тему влияния близлежащих линий электропередач на людей и животных. Но изза того, что сила магнитного поля падает очень быстро, человек, живущий в какихнибудь 15 м от линии электропередач, получает всего два миллигаусса (мГс).
Последние исследования говорят в пользу версии, что это не оказывает никакого влияния на человека.
С другой стороны, не обнаружено и абсолютно никакого положительного влияния от «нательных» магнитов, которые часто продают как универсальное средство от всех болезней — в том числе, артрита. Но миллионы людей по всему земному шару это не останавливает.
Отличительные особенности неодимовых магнитов — неодимовые и поисковые магниты
Нам часто задают вопросы — «Что такое неодимовый магнит?», «Какова его сила?», «Как долго он сохранят свою намагниченность?», «Чем он лучше обычного, ферритового магнита?». Сейчас мы попробуем разобраться с этим и ответим на всё вопросы по порядку.
Неодимовые магниты NdFeB самые сильные на сегодняшний день постоянные магниты. Изготавливаются они из сплава, содержащего редкоземельный материал неодим Nd, а также железо и бор. Неодимовые магниты имеют очень высокие показатели остаточной магнитной индукции и устойчивости к размагничиванию.
По этим показателям они в разы превосходят обычные чёрные, ферритовые, магниты. Что делает их гораздо более привлекательными при использовании в изделиях и оборудовании, где требуются сильное магнитное поле. Единственный серьёзный недостаток этих магнитов — это довольно высокая цена. При чём, с течением времени, она имеет тенденцию к росту, так как потребности мировой промышленности в сильных магнитах так же постоянно растут. Технический прогресс ускорятся год от года, постоянно выходят новые модели смартфонов, телевизоров, компьютеров, навигаторов и тому подобных высокотехнологичных гаджетов, при производстве которых используются редкоземельные металлы. Основным же поставщиком, так сказать лидером глобального рынка, является Китайская Народная Республика, контролирующая до 95% поставок редкоземельных материалов, а соответственно и цены на них. Очередное резкое повышение цен было отмечено летом 2017 года, когда за 3 месяца цена на неодим выросла более чем на 50 процентов.
Технические характеристики неодимовых магнитов
Магнитные характеристики закладываются на стадии изготовления магнита и не могут быть изменены в последствии.
Основные же параметры это остаточная магнитная индукция и устойчивость к размагничиванию (коэрцитивная сила). Магнитная индукция измеряется в Теслах (Тс) и Гауссах (Гс), 1 Тл = 10000 Гс. Неодимовые магниты имеют остаточную индукцию порядка 1,2-1,4 Тл (12000-14000 Гс). Следует учитывать, что подобные значения могут быть получены только при испытаниях магнитного материала в замкнутой цепи. При измерении же силы магнитного поля на поверхности магнита тесламетр обычно показывает от 200 до 500 мТл (2000-5000 Гс). К тому же показания остаточной магнитной индукции сильно зависят от формы и размера магнита — чем он больше, тем сильнее будет его магнитное поле. Потери магнитных свойств со временем обычно не превышают 2-3% за 10 лет эксплуатации (естественно, при условии соблюдения температурного режима). Отличительной особенностью неодимовых магнитов является довольно низкая рабочая температура. При сильном нагреве начинается размагничивание материала и чем горячее, тем быстрее протекает этот процесс.
Значение температуры, при котором материал начинает терять свои магнитные свойства, называется «точкой Кюри». При этом происходит так называемый «фазовый переход» — быстрое разрушение магнитной структуры вещества. Магниты из обычных марок неодимового сплава, типа N38, N42 и т.п. выдерживают нагрев не выше 80 градусов Цельсия. Это очень ограничивает их применение в оборудовании подверженному сильному нагреву — для нормального функционирования в таких условиях, требуется обеспечить дополнительное охлаждение установки. Существуют и высокотемпературные марки сплавов, такие как N38H (120°С), N38UH (180°C).
Марка N (Normal) – применяется при температурах до 80 °C
Марка M (Medium) – применяется при температурах до 100 °C
Марка H (High) – применяется при температурах, до 120 °C
Марка SH (Super High) – применяется при температурах до 150 °C
Марка UH (Ultra High) – применяется при температурах до 180 °C
Марка EH (Extra High) – применяется при температурах до 200 °C
Если же требуются более высокие рабочие температуры, то следует рассматривать магниты из материала Альнико (ЮНДК) выдерживающие нагрев до 550°C.
Неодимовые магниты чаще всего имеют антикоррозионное покрытие, никелевое или цинковое, реже эпоксидное. Магниты могут выпускаться и совсем совсем без покрытия, но так как они имеют свойство ржаветь во влажной среде, то пользуются они гораздо меньшим спросом. Направление магнитного поля может быть аксиальным (вдоль размера h), диаметральным (вдоль размера D) и радиальным (вдоль размера r).
Направление намагниченности:
Магнитные характеристики различных неодимовых сплавов
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7-12,0Применение неодимовых магнитов
Неодимовые магниты получили широкое распространение в различных сферах человеческой деятельности.
Благодаря своим высоким эксплуатационным показателям они массово используются при производстве радиоаппаратуры, измерительных приборов, бытовой техники, медицинского оборудования, мобильных телефонов и прочих высокотехнологичных гаджетов. Высоким спросом пользуются эти магниты у производителей ветрогенераторов. Используется неодим и для производства поисковых магнитов, для справки — магнитная рыбалка это интересное, набирающее популярность, хобби. Для обеспечения потребностей потребителей, неодимовые магниты производятся самых различных форм и размеров и способны удовлетворить самый взыскательный спрос. Магниты могут быть изготовлены в форме диска, куба, стержня, цилиндра, призмы, бруска, кольца, сектора или шара. Кроме стандартных геометрических форм, возможно изготовление и более сложных и причудливых конфигураций — свойства материала это позволяют.
Техника безопасности про обращении с неодимовыми магнитами
Основное преимущество неодимовых магнитов это их колоссальная магнитная сила, она же представляет и наибольшую опасность в неумелых или неосторожных руках.
Чем больше магнит, тем больший вред здоровью он может причинить. Большие неодимовые магниты при соударении друг о друга способны серьёзно травмировать конечности попавшие в этот момент между ними. Удар будет примерно соответствовать удару кувалды или большого молотка о наковальню. Нужно понимать, что магниты смыкаются со страшной силой и происходит это в одно мгновение. Даже опытный в обращении с магнитами человек не всегда успевает среагировать и отдёрнуть руку в нужный момент. Ещё одна неприятная особенность заключается в том, что если после удара молотком человек получает просто ушиб пальца, то в случае с магнитами, этот палец после удара остаётся зажат между ними как в тисках и вытащить его от туда довольно сложная задача. Если пытаться просто выдернуть палец из магнитов, то с большой долей вероятности они отщипнут кусок кожи с кончика пальца или же сорвут ноготь. Что бы избежать подобных последствий держите большие неодимовые магниты подальше друг от друга и от железных предметов, рекомендуемое расстояние не менее 1 метра.
Если это всё же произошло и рука осталась зажата между магнитами, то в первую очередь нужно вставить между магнитами какие нибудь прокладки из немагнитных материалов — пластмассы или дерева, они предотвратят дальнейшее смыкание магнитов. После этого можно попытаться выдернуть руку самостоятельно или дожидаться приезда сотрудников МЧС. Небольшие магниты, размером 20-40 мм., тоже могут представлять опасность и при неаккуратном обращении оставляют на руках ушибы, порезы или гематомы. Очень важно обезопасить детей от контакта с неодимовыми магнитами. Даже маленькие магнитики могут представлять серьёзную угрозу здоровью ребёнка. Проглатывание маленьких магнитов может привести к крайне негативным последствиям, в этом случае нужно безотлагательно вызывать скорую помощь. Держите неодимовые магниты в недоступном для детей месте!
Большие неодимовые магниты создают вокруг себя сильное магнитное поле, во избежание поломок держите их подальше от чувствительной техники — компьютеров, внешних дисков, часов, смартфонов, кардиостимуляторов, навигационного оборудования, банковских карт и т.
п. Кроме того неодимовые магниты довольно хрупкие и при сильных ударах могут раскалываться, что тоже неприятно и накладно в денежном отношении. Будьте всегда крайне внимательны и осторожны при обращении с мощными магнитами.
Все разделы
Сильнейший магнит в мире
Войти
Добро пожаловать! Войдите в свою учетную запись
ваше имя пользователя
ваш пароль
Забыли свой пароль?
Восстановление пароля
Восстановить пароль
ваш адрес электронной почты
Поиск
—
В 2008 году ученые из Bruker Corp. отправили сверхпроводящий магнит из Швейцарии в США. Сверхпроводящие магниты стоимостью 10 миллионов долларов в миллион раз сильнее, чем магнитное поле Земли. Магнит массой 10 тонн и триллион тонн поможет исследователям Исследовательской больницы Св.
Иуды лучше понять ДНК и биохимию. В настоящее время нет рекордов самого сильного магнитного поля в мире.
По данным исследователей Университета штата Флорида, самый сильный в мире магнит весит 33,4 тонны и имеет форму цилиндра. Этот материал состоит из двух разных элементов: неодима и бора. Они уникальны, что делает их идеальными для создания сверхпрочных пружин. Раньше в металлической смеси отсутствовал бор. Используя эти два новых материала, исследователи создали 33-тонный гибридный магнит, который на долгие годы станет чудом для исследователей.
Самые мощные магниты имеют самое сильное магнитное поле. Они известны как «стержневые» магниты, и их полюса расположены в форме буквы U. Полюса стержневого магнита выровнены для создания чрезвычайно сильного магнитного поля. Его изготавливают путем сгибания обычного стержневого магнита в виде подковы. Полюса стержневого магнита являются самой слабой частью, что делает их самыми слабыми магнитами.
Неодим-железо-бор магнит является самым сильным магнитом в мире, с усилием до 34 тонн.
Магнитное поле неодим-железо-бор настолько мощное, что при включении издает пронзительный звук. Однако включить его можно только на короткое время. Если вам интересно узнать больше о магнитах, ознакомьтесь со статьей Лин Эдвардс.
Серебряные сферы притягивались к красному магниту на синем фоне. Горизонтальная композиция с копией пространства. Концепция цифрового маркетинга.
Как упоминалось ранее, Земля представляет собой большой стержневой магнит. Имеет магнитный северный и южный полюса. Хотя это не самый сильный магнит, он самый мощный на Земле. Его вес составляет 34 тонны, и он находится в Нью-Мексико. Его магнитное поле является самым мощным в мире в 2012 году. Когда сплав неодима, железа и бора помещают в цилиндр, он становится сильнейшим магнитом.
Самый сильный магнит в мире представляет собой стержень цилиндрической формы. SCH составляет 34 тонны, что значительно превышает предыдущий мировой рекорд. Щ представляет собой большой симметричный магнит в форме стержня.
По своим размерам он не самый сильный. Самый большой магнит неодим-железо-бор-железо является самым мощным.
Самый сильный магнит в мире находится в Нью-Мексико. Это самый маленький и легкий магнит на Земле. Магниты в форме стержней не самые сильные. Их можно использовать только для подвешивания предметов на холодильниках и в школах. Если вы ищете самый сильный магнит, вы должны знать его размер и магнитные свойства. Вы также должны уметь определять магнитное поле, сравнивая его с размерами магнита.
В отличие от большинства магнитов, самый сильный магнит — самый тяжелый. Его вес составляет около 34 тонн и напоминает цилиндр. Вес является важным фактором в определении силы магнита. Но лучшие магниты имеют множество применений и сильнее друг друга. Сфера является примером идеального цилиндра. Неодимовая сфера представляет собой инертное кольцо.
Самый сильный магнит в мире весит 34 тонны и больше похож на цилиндр. Самые сильные магниты сделаны из редкоземельных элементов.
Чтобы создать термоядерную энергию в промышленных масштабах, проект ИТЭР копирует солнечное ядро. Этот проект направлен на воспроизведение процесса синтеза в больших масштабах. Имя ему «ИТЭР». И его неодим является обычным элементом в магнитном поле.
Вторым по силе магнитом в мире является неодимовый магнит. Оба сделаны из редкоземельных материалов. Это одни из самых сильных веществ в мире. Неодимовый магнит имеет высоту 22 фута и вес 34 тонны. Его магнитное поле составляет не менее 45 тесла. Всего за несколько центов можно купить 1 Тесла, что примерно в десять миллионов раз сильнее, чем магнитное поле Земли.
Какой магнит самый мощный? — Блог
В этой статье мы хотели бы рассказать вам, какие самые мощные магниты доступны на рынке сегодня. Однако перед этим нам кажется важным пояснить, что магнит — это материал, обладающий способностью притягивать железо и сталь, главным образом, на свою орбиту.
Происходит это от притяжения, которым страдают их противоположные полюса.
В IMA вы найдете неодимовые магниты, а также самариевые магниты, которые известны как редкоземельные магниты и представляют собой самое современное поколение магнитных материалов. Они обладают свойствами, намного превосходящими традиционные, и в настоящее время являются самыми мощными магнитами на рынке. Его высокая коэрцитивность, а также его остаточная намагниченность делают возможными новые возможности и новые конструкции для использования в ограниченном пространстве или там, где требуется более сильное магнитное поле.
Температура определяет использование этих магнитов. Например, Неодим можно использовать при температурах от 80ºC до 200ºC. Самарцы от 200ºC до 350ºC. Оба могут использоваться при температурах ниже 0ºC.
Неодим и магнитный резонанс.
Американская компания General Motors и японская Sumimoto Metal ввели в эксплуатацию первый неодимовый (Nd2Fe14B) магнит для повседневного использования в 1982 году.
Вскоре эти магниты нашли место в нашей технологической отрасли в таких устройствах, как динамики или жесткие диски.
Однако есть и другие среды, в которых мы можем найти гораздо более мощные магниты в повседневной жизни, например, медицинские устройства, в которых выполняются резонансы. Этот тип медицинского оборудования использует для своей работы сильное магнитное поле. Закрытые резонансные устройства представляют собой большие неодимовые магниты. С другой стороны, открытые — это сильные магнитные поля, у которых есть катушка, чтобы все это проводить. По всем этим причинам важно не приближаться к этим устройствам с металлическими предметами.
Мы должны помнить, что магнитное поле Земли составляет примерно 5×10-5 Тесла. Один из открытых магнитно-резонансных аппаратов до 0,5 т закрытый может достигать до 5 тесла.
Самый мощный магнит в мире — 44,14 Тл.
Вдали от повседневного использования мы можем найти большие магниты для научных целей.
Самый мощный в мире магнит был построен в США в 2011 году в Университетском центре во Флориде. Этот супермагнит имеет магнитное поле 44,14 Тесла, и мы можем сказать, что оно равно 900 тысяч раз больше, чем у Земли, и более чем в 9 раз больше, чем у закрытого резонансного оборудования, которое мы находим в больнице. Чтобы мы могли увидеть его силу, мы можем указать, что для повторного охлаждения ядра необходимо более десяти тысяч литров воды. Использование этого мощного магнита позволит улучшить материалы, из которых можно производить такие продукты, как полупроводники или солнечные элементы.
Это правда, что после создания этого самого мощного магнита, который существует сегодня, оставив позади 38 тесла китайской лаборатории, мы должны продолжать говорить, что сегодня есть магниты с большей мощностью, но мы должны предупредить, что они гибриды и не резистивный. Как мы знаем, гибридные магниты могут поддерживать максимальную мощность менее одной секунды, в то время как резистивные магниты будут делать это столько, сколько нам нужно.