Історія створення постійних магнітів

За запевненням істориків з постійними магнітами людство було знайоме приблизно в 5-6 століттях до наше ери. Історії про магніти можна зустріти в працях Піфагора і Аристотеля, Гіппократа і Платона, Епікура і Плутарха, Птолемея і Лукреція. Всі вчені описують, що природні камені, які їм довелося споглядати, мають таємничої і навіть божественною силою притягати до себе залізні предмети. Аристотель у своєму трактаті про душу писав, що рух, який робить залізо у напрямку до магніту, викликане наявністю в останнього душі. Платон бачив в природі магніту божественне походження.

Як стверджував Платон, свою назву "магніт" вперше отримав в драмах у Евріпіда. Найімовірніше назва "магніт" походить від назви грецької провінції Магнезія. Там знаходиться гора Сіпіл, відома тяжінням до себе блискавок. Мабуть саме шматочки магнітного залізняку (магнітіта) з цієї гори і були першими магнітами, над властивостями яких ламали голови великі вчені протягом багатьох тисяч років.

У давнину магніти, необхідних форм і розмірів, отримували виточування з магнітного залізняку. Це були природні магніти. Їх знаходили в місцях залізорудних родовищ і потім обробляли. Сама природа невідомим чином намагнічуватися їх. За переказами найпотужніший з природних магнітів був у Ньютона.

Згодом прийшло розуміння того, що залізні предмети, внесені в магнітне поле магніту, з часом намагнічуються і самі стають магнітами. Потім було помічено, що намагнічування можна отримати натиранням залізних брусків і магніту. При цьому, новостворені магніти, методом натирання, мають більш сильним магнітним полем, ніж сам магніт. Перші штучні магніти, отримані таким чином, з'явилися в Англії в 18 столітті.

До 1910 року штучні магніти проводилися на основі вуглецевої сталі. Так як вона про-ладает малим значенням ко-ерцітівной сили і досить високим значенням магнітної ін-ції, то відношення довжини до попе-річковому перетину магніту було великим. Для зменшення цього відношення, магніти стали виконувати у вигляді підкови, яка потім стала умовним позначенням третьому постійного магніту. Найбільше значення магнітної енергії для таких магнітів доходило до 1,6 кДж / м. Таке низьке значення магнітної енергії і форма підкови не завжди були зручні для використання.

У 1885 році було встановлено, що різні добавки можуть посилювати силу магнітного поля в кілька разів. Зокрема добавка 3% вольфраму в 3 рази покращує магнітні властивості, а добавка невеликої кількості кобальту збільшує їх ще в 3 рази. У 1917 році доктор Хонда з Тохокского, додавши 6% кобальту і хрому створив новий магніт, що перевершує за своїми магнітним характеристика всі попередні магніти.

У 1921 році японські металурги Хода і Сасю винайшли новий магнітний сплав на основі заліза, хрому, вуглецю, кобальту і вольфраму. Новий магніт перевершив всі відомі на той час штучні магніти.

До Другої світової війни сплав алюміній-нікель-кобальт (скорочено альнико, за російськими стандартами ЮНДК) був найсильнішим. Істотний внесок з розробки законопроекту внесли доктора Като і Такай з Токійського технологічного інституту. Розробка нових і більш досконалих магнітних сплавів не припинялася і під час війни. Так в 1944 році радянськими вченими на чолі з Олександром Семеновичем Займовского був розроблений новий магнітний сплав - магнико (ЮНДК24). До його складу входять залізо, нікель, кобальт і невелика кількість інших добавок. Новий сплав перевершував альнико в 2 рази по магнітної індукції і в 3 рази по магнітної енергії.

Наступним етапом розвитку магнітних матеріалів стала поява магнітів, пресованих з порошку барієвого фериту. Такі магніти вперше з'явилися в Японії в 1955 році, а потім і в СРСР. Оксіднобаріевие магни-ти досягають величини залишкової магнітної індукції 0,38 Тл і магнітної енергії 3,4 кДж / м, вони відносно дешеві і відрізняються простотою виробництва. На зміну Барієвим прийшли, ще більш технологічно прості, стронцієві магніти. Ці магніти не потребували точному регулюванні температури при спіканні.

Новий якісний технологічний стрибок в області магнітних сплавів стався в США з появою самарій-кобальтового магніту. Нові магніти володіли небаченими до цього магнітними характеристиками. Коерціатівная сила самарій-кобальтових магнітів досягає 1000 кА / м, вони відрізнялися хорошою температурною стабільністю (до 350 градусів Цельсія) і високою антикорозійною стійкістю. Існують різні технології виробництва магнітів SmCo. але всі вони дуже трудомісткі, тому собівартість таких магнітів досить висока.

1982 й рік ознаменував появу нового трикомпонентної сплаву з неодиму, заліза і бору, розробленого в Японії корпорацією General Motors, при фінансуванні торгово-промислової корпорації Японії - Sumitomo. Сплав NeFeB мав неймовірну залишкової індукцією і значенням енергетичного твори. Неодимовий магніт перевершив всі очікування, при малих розмірах він створює сильне магнітне поле, його коерціатівная сила дуже велика, магніт стійкий до розмагнічування, а природне розмагнічування становить всього 0,1% в рік. Технологія виробництва неодімових магнітів - це складний наукомісткий і трудомісткий процес, що включає в себе безліч виробничо-технологічних циклів. Собівартість неодімових магнітів нижче, ніж у самарій-кобальтових, що і зумовило їх широке поширення в різних областях електроніки, медицини, техніки і промисловості.

Схожі статті