Как делают магниты для разных сфер применения

В мире существует множество интересных веществ, которые удивляют людей своими уникальными свойствами и необычностью. И с давних времен лучшие умы планеты не могли понять, как отдельные камни и металлы могут притягиваться или отталкиваться друг от друга. Сейчас же наука шагнула далеко вперед, а свободный доступ к любой информации позволяет понять, как делают магниты за пару минут.

Немного истории

Обыденные для современного человека вещи могут отличаться очень сложной историей. И магнит — не исключение. Особое поле, которое создается разными материалами, вызывало у мудрецов прошлых эпох не только восторг, но и удивление. При этом с таким явлением люди столкнулись очень давно. Но активное развитие науки о магнитном поле началось относительно недавно, а в хозяйственных целях его применили буквально пару десятков лет назад.

Существует масса исторических фактов, подчеркивающих многовековую историю специфического поля с уникальными притягивающими или отталкивающими свойствами. Первое достоверное упоминание уходит своими корнями в Древнюю Грецию, где когда-то существовала область Магнисия. Именно на территории этого географического региона удалось найти залежи вещества, формирующего такое поле. Вскоре породу наименовали «камнем из Магнисии».

Кроме реальной физической возможности притягивать железные предметы, такие камни наделяли и мистическим значением. Их считали подарком богов, способным отпугивать злых духов, исцелять от смертельных заболеваний и приносить в дом удачу. Тем не менее, вскоре люди сумели изобрести первый прототип компаса, придав предмету форму иглы, которая всегда указывает на север.

Большое количество упоминаний о чудо-поле присутствует в китайских летописях. Там камням приписывали чудодейственные свойства, а также посвящали легенды. К примеру, есть легенда о мистических воротах, через которые не могли пройти люди с мечами. Ведущие ученые современности придерживаются мнения, что эти ворота были созданы из породы, притягивающей металлические предметы.

Естественное и искусственное происхождение

В средневековые времена и до конца XVIII века исследователи активно изучали характеристики горной породы с магнитным полем. По сути, тогда люди не знали о существовании других веществ, генерирующих это поле. Но в начале 18 века знаменитый ученый Араго, а вскоре Ампер и Сетрджен сумели изобрести предмет с магнитным полем искусственного происхождения. Оно образовалось в результате подачи электрического тока, что стало настоящим технологическим прорывом. Вскоре технологию стали всячески усовершенствовать, превращая металлические изделия в мощнейшие переменные магниты.

На сегодняшний день магниты классифицируются такими типами:

1. Естественные или природные.
2. Искусственные.

Представители первой группы являются залежами особой горной породы. Самый крупный из когда-либо найденных естественных магнитов весит 13 килограммов и гарантирует силу сцепления до 40 кг.

Что касается искусственных магнитов, то они представляют собой железные изделия, создающие поле при подаче на обметку с сердечником электрического тока. Тем не менее, сегодня существует и особая разновидность магнитов, которая создается человеком с применением передовых технологий.

Основные виды

Кроме этого, перечисленные типы магнитов могут отличаться и принципом своей работы. Итак, сегодня выделяют следующие виды:

1. Постоянный.
2. Временный.
3. Электромагнит.

Первые две разновидности характеризуются разной степенью намагниченности и временем удержания поля внутри себя. Его интенсивность и устойчивость к внешним воздействиям определяется составом материала. Последний тип не относится к группе настоящих магнитов, т. к. он работает благодаря эффекту электричества, создаваемого магнитным полем вокруг сердечника.

Постоянные и временные магниты создаются из разного исходного сырья. В его качестве используются такие металлы:

1. Неодим.
2. Бор.
3. Кобальт.
4. Альнико.
5. Железо.
6. Ферриты.

Материалы тщательно измельчаются, а затем поддаются плавлению и выдерживанию в печи под высоким температурным воздействием, пока они не обретут нужные свойства. В зависимости от вида и нужных характеристик на этапе производства задается подходящий состав и пропорции компонентов.

Посредством такой технологии можно получить следующие виды магнитов:

1. Прессованные.
2. Литые.
3. Спеченные.

Процесс производства

Для создания электромагнита, нужно расположить вокруг металлического сердечника проволочную обмотку. Изменяя размеры сердечника и длину проволоки, можно изменить интенсивность поля, количество расходуемой энергии, а также габариты изделия.

Постоянные и временные магниты могут обладать разной силой полей и демонстрировать разную устойчивость к окружающим воздействиям. Перед тем как начать процесс изготовления, заказчику нужно определить состав и форму будущего изделия, учитывая сферы применения и стоимость услуг. С максимальной точностью происходит подбор нужных составляющих, после чего начинается первый производственный этап — выплавка.

Во время выплавки специалист погружает в электрическую вакуумную печь все составляющие будущего предмета. Проверив приборы на работоспособность, а состав материала на соответствие пропорциям, резервуар можно герметично закрыть. Затем с помощью мощного насосного оборудования откачивается воздух из камеры, что необходимо для предотвращения окислительных процессов и возможной потери мощности полей. Затем расплавленную смесь выливают в форму, а оператор ждет, пока она окончательно остынет. Таким образом создается специальный брикет, имеющий определенные магнитные свойства.

На следующем этапе происходит измельчение полученной однородной массы с помощью специальных дробилок. Вторичное дробление приводит к образованию порошкообразной консистенции с размерами в несколько микронов. Такое требование необходимо для правильной установки магнитных полей.

Дальше порошкообразная масса помещается в специальный прибор, где на нее воздействует механическое давление и магнитное поле. Таким образом ее прессуют в брикеты с нужными размерами и формой. При подаче магнитного поля намагниченные частицы получают одностороннее направление, что позволяет выровнять полярность будущего магнита. Готовое изделие пакуется в герметичный пакет, после чего из него выкачивают воздух. Такие меры необходимы для предотвращения окислительных процессов и лишения магнитных свойств.

Дальше брикет оказывается в специальной печи, которая тоже предварительно очищается от воздуха, и начинают спекать в единый магнит с помощью высокотемпературного воздействия. В конечном итоге изделие становится очень прочным, а интенсивность магнитного поля возрастает.

Разновидности магнитов на холодильник

Существуют разные сферы применения магнитов, но наиболее популярной является изготовление магнитиков на холодильник. Такой аксессуар пользуется особым спросом, т. к. он позволяет повысить узнаваемость компании или служит в качестве сувенира с другого города, страны, интересного места.

Доступные на рынке магниты могут отличаться большим разнообразием форм и материалов производства. Их создают на основе винила с магнитными свойствами, керамических материалов, стекла, полимерных заготовок, пластика, гипса и т. д.

Если выделить наиболее известные разновидности, которые пользуются спросом среди широкой аудитории покупателей, то к ним следует отнести.

1. Плоские модели. Создаются на основе магнитного винила, поверх которого находится картинка с ламинированным покрытием или без него. Они славятся особой мягкостью, гибкостью и устойчивостью к любым воздействиям. Такой тип идеально подходит для создания рекламной продукции.
2. Закатные. Отличаются красивым дизайном и похожи на значок. Они могут обладать либо прямоугольной, либо закругленной формой.
3. Смоляные. Создаются на основе эфирных смол и отличаются особой привлекательностью. На рынке продаются мягкие и твердые магниты, которые становятся отличным дополнением к успешному бизнесу.

Тонкости изготовления своими руками

Разобравшись с принципом действия магнитного поля и основными технологическими процессами по производству магнитов, у многих энтузиастов может возникнуть желание создать такое изделие в домашних условиях. Естественно, создать сверхпрочный магнит из подручных средств не получится, но изготовить интересную самоделку, сохраняющую свойства притягивания и отталкивая отдельных предметов, вполне реально. И в качестве такой самоделки является магнит на холодильник.

Наиболее простым и примитивным способом изготовления таких аксессуаров считается использование магнитного винила. Его можно купить в соответствующем магазине, обратив внимание на модель с толщиной 0,4 мм, а также глянцевым или матовым покрытием для струйного принтера. Дальше нужно нанести на исходный материал подходящую картинку, распечатав ее на принтере. Несмотря на свою простоту, метод отличается многими недостатками:

1. Покупка магнитного винила — удовольствие не из дешевых. При этом небольшая толщина изделия заметно снижает показатели силы притяжения. Поэтому такие магнитики подходят только для частного использования, ведь вряд ли кто-то захочет купить их.
2. Качество конечной продукции находится на низком уровне, а само изделие не может похвастаться большим сроком службы. И причиной таких недостатков может стать не сам виниловый магнит, а наличие цветного отпечатка от принтера.

Второй вариант производства подразумевает печать фотографий или графических изображений на качественной фотобумаге с последующим приклеиванием винилового магнита на клеевой основе. Картинка дополнительно ламинируется, а затем фиксируется к магнитной поверхности.

Оба способа достаточно просты для реализации в домашних условиях и не требуют специфических навыков. Все, что может понадобиться для предстоящей работы, это:

1. Персональный компьютер или ноутбук с предустановленным графическим редактором. Желательно использовать фотошоп.
2. Принтер струйного формата, поддерживающий функции цветной печати. Желательно отдавать предпочтение дорогим моделям, т. к. работают они гораздо быстрее и качественнее.
3. Прибор для резки. Являясь мягким резиноподобным материалом, винил легко режется с помощью обычных ножниц, но чтобы обеспечить ровные края и правильную обрезку, лучше приобрести профессиональные резаки.

Интересные факты

Несмотря на свои физические свойства, предметы, создающие магнитное поле, всегда считались чем-то таинственным, как будто из другой планеты. Неудивительно, почему вокруг них родилось так много легенд и интересных фактов. К наиболее популярным следует отнести такие исторические упоминания:

1. История утверждает, что царица Клеопатра, которая считается самой красивой женщиной всех времен, владела магнитными украшениями, считая, что они позволяют отсрочить старение.
2. Большинство магнитов выполнены на основе железа и стали, но самые мощные модели создаются из никелевых сплавов, меди, алюминия и кобальта.
3. Во время нагревания предмет теряет свои магнитные свойства.
4. Бытовые мониторы и телевизоры с электронно-лучевой трубкой оснащены электромагнитом для управления электронами и подачи картинки на экран.
5. Сложно представить себе современную медицину без применения разных типов магнита. С их помощью врачи эффективно борются с самыми сложными заболеваниями.
6. Планета Земля является самым крупным магнитом, который заставляет стрелки компасов двигаться в нужном направлении.

В общем, особенности магнитного поля и предметов, которые создают его — действительно увлекательная тема. И несмотря на развитие науки и техники, многие свойства и факты о таких веществах по-прежнему мало изучены.