A mágnes olyan tárgy, amely mágneses teret hoz létre a környezetében. Ez lehet állandó mágnes vagy elektromágnes. A mágnesek vonzanak más mágneseket vagy mágneses anyagokat.
Az állandó mágneseknek nincs szükségük külső energiára a mágneses mező létrehozásához. A természetben előfordulnak bizonyos ásványokban (magnetit), de mesterségesen is előállíthatók.
Az elektromágneseknek elektromos energiára van szükségük a mágneses mező létrehozásához. A mágneses erő itt ideiglenesen keletkezik, amikor elektromos áram halad át egy mágnesesen puha acéltekercs magján.
Állandó mágnesek - tulajdonságai és gyártása
Ritkaföldfém mágnesek - ezek nagy energiájú mágnesek, amelyek nagy mennyiségben tartalmaznak ritkaföldfémeket, mint például kobalt Co, szamárium Sm és neodímium Nd.
Neodímium mágnesek - NdFeB
Jelenleg ez a legerősebb típusú mágnes, amely kiváló mágneses tulajdonságokkal rendelkezik, mint például a remanencia és az energiasűrűség. A neodímium mágneseket csak anizotróp változatban szállítjuk. Nagyon finomra őrölt anyagok szinterelésével állítják elő, mivel közvetlen öntésük nem lehetséges. Ezek a mágnesek lehetővé teszik a méretek jelentős miniatürizálását, mivel sokkal kisebb méretekkel érik el ugyanazt a tartóerőt, mint például a ferrit mágnesek vagy az Alnico mágnesek. Az NdFeB maximális üzemi hőmérséklete eredetileg csak 80 °C volt, de a modern technológiáknak köszönhetően a neodímium mágnesek jelenleg akár 230 °C hőmérsékletet is képesek elviselni.
Szamárium mágnesek - SmCo
Ezeknek a mágneseknek a kémiai alapja a szamárium és a kobalt elemekből áll.
Nagyon finomra őrölt anyagok szinterelésével állítják elő, mivel közvetlen öntésük nem lehetséges. Az SmCo mágnesek kemények, de viszonylag törékenyek és kizárólag egy irányban mágnesezhetők. A mágneseket kész formákban gyártják, amelyek csiszolással kissé módosíthatók. Az SmCo maximális üzemi hőmérséklete 250 °C és 350 °C között van.
Ferrit mágnesek (kerámia mágnesek) - FeB
A ferritmágnesek a mágnesek legelterjedtebb csoportja.
Kerámia-oxidokból (ún. ferritekből) készül. Pontosabban ezek vas-oxidok és bárium vagy stroncium. Ebből a keverékből magas hőmérsékleten úgynevezett kalcinálással komplex hexaferrit keletkezik. Ezt követi a finom porrá őrlés és a kívánt formákra préselés. A gyártási eljárástól függően gyengébb izotróp mágneseket (ún. nedves módszer) vagy erősebb anizotróp mágneseket (ún. száraz módszer) állítanak elő. Az anizotróp állandó mágneseket mágneses térben préselik. Maximális üzemi hőmérsékletük -20 °C és +250 °C között van. Előnyeik között szerepel a többszörösen nagyobb koercitívitás, mint az Alnico mágneseké, valamint a sokkal nagyobb hőmérséklet- és vegyszerállóságuk, mint a neodímium mágneseké.
AlNiCo mágnesek
Ezek alumínium, nikkel, kobalt, vas, réz és titán keverékéből álló mágnesek. A gyártás öntéssel vagy szintereléssel történik. A mágnesezés csak axiális irányban lehetséges. Jellemzőjük a nagy remanencia, de alacsony a koercitivitás. Mivel kemények, köszörüléssel dolgozzák fel.
Kémiailag nagyon ellenállóak a savakkal és oldószerekkel szemben. Maximális üzemi hőmérsékletük -270 °C és +500 °C között van.
Műanyag mágnesek
Az ilyen típusú mágnesek műanyaggal vannak összekötve. A műanyag mágnesek fő előnye a keményfém szerszámok segítségével, esztergálással, marással vagy fúrással történő mechanikai megmunkálás lehetősége.
A por alakú mágneses anyagot gyanta alapú porkötőanyaggal keverik össze, majd sajtolják és hőkeményítik vagy félfolyékony állapotban termikusan injektálják. Ily módon akár 0,01 mm-es pontossággal összetett mágnesformák állíthatók elő.
Gumi mágnesek
Néha mágneses guminak (magnetic rubber) nevezik, ez egy olyan mágneses anyag, amelyet fő előnyei – rugalmassága és hajlíthatósága- miatt hoztak létre. Az állandó mágnesek klasszikus anyagainak megvannak a korlátozó tulajdonságaik, nevezetesen kemények és törékenyek.
A gumimágnesek mágnesesen kemény anyag finom porából készülnek, elasztoplasztikus kötőanyaggal kötve. Az eredmény kemény barna gumira hasonlít. Minél nagyobb az anyag kitöltése mágneses porral, annál kisebb a rugalmassága és annál nagyobb a mágneses erő.
Vékony fóliák formájában készül, vastagsága kb 0,3-4 mm, szalagok és fóliák, vastagabb lemezek és formázott profilok készülnek belőle. A felső oldal más színű, leggyakrabban fehér, de öntapadó réteggel is ellátható. A mágnesezés lehet dipólus és többpólusú is, akárcsak a klasszikus állandó mágneseknél.
