Neodymové magnety sú v súčasnosti najsilnejšie bežne dostupné permanentné magnety. Udržia mnohonásobok svojej hmotnosti. Sú pomerne krehké a pri pôsobení vonkajších vplyvov môžu korodovať, keďže obsahujú železo a ďalšie kovy. Preto ich výrobcovia opatrujú ochrannou vrstvou. Aké typy ochrany a povrchových úprav neodymových magnetov existujú a čím sa odlišujú? Pozrite si ich prehľad v článku.
Neodymové magnety vznikajú zlúčením neodýmu, železa a bóru (NdFeB), niekedy s prímesou ďalších prvkov. Keďže obsahujú kovy, hrozí im oxidácia či korózia. Preto sú pokryté ochrannou vrstvou, ktorá je tenká, aby neovplyvňovala magnetickú silu – alebo len minimálne. Aké možnosti ochrany existujú a aké sú medzi nimi rozdiely?
Pokovovanie magnetov ešte pred magnetizáciou
Výrobcovia nanášajú povrchovú úpravu na magnety najčastejšie elektrolyticky. Pokovovanie sa vykonáva ešte pred samotnou magnetizáciou magnetov – po magnetizácii by sa totiž magnety priťahovali k sebe a rovnomerné pokrytie celého povrchu by bolo veľmi problematické.
Odreniny spôsobujú koróziu
Neodymové magnety kvôli obsahu železa a ďalších kovov korodujú pri kontakte s vlhkosťou, ak nemajú ochranný povlak. Každé odštiepenie alebo poškodenie tejto vrstvy narušuje ich ochranu a v mieste poškodenia môže dôjsť ku korózii.
Spôsoby povrchovej úpravy magnetov
Aké povrchové úpravy magnetov existujú? Pozrite si stručný prehľad:
1) Nikel (Ni-Cu-Ni)
Poniklovanie je najčastejšou povrchovou úpravou neodymových magnetov. Magnety s touto úpravou majú lesklý, striebristý vzhľad. Hrúbka ochrannej vrstvy je zvyčajne 10–20 μm.
+ Dobrý pomer ceny a odolnosti vo vnútornom prostredí.
– Môžu korodovať pri kontakte so slaným vzduchom alebo vodou.
1b) Čierny nikel a farebné úpravy (Ni-Cu-Ni + epoxid)
Existuje aj farebná verzia poniklovania – napríklad čierna alebo metalická. Povrch vzniká nanesením farebného epoxidu na niklovaný povrch. Hrúbka farebnej vrstvy je cca 5 μm + 10–20 μm niklu.
+ Originálny vzhľad, rozmanité farby.
– Farebný epoxid nie je taký odolný ako čisté poniklovanie.
Tip: Kovovo-čierna magnetická stavebnica NeoCube a ďalšie farebné varianty magnetických guličiek.
2) Zinok (Zn)
Zinkovanie je ďalšia kovová povrchová úprava s matne šedým až jemne modrastým vzhľadom. Vrstva má hrúbku 4–10 μm. Zinok dobre odoláva slanému vzduchu, ale nie slanej vode. Po korózii vzniká biely povlak, ktorý tvorí dodatočnú ochrannú vrstvu.
+ Odolnosť voči slanému vzduchu, pasívna samoochranná vrstva pri korózii.
– Nie je vhodný do slanej vody, môže zanechávať čierne stopy pri trení.
Tip: Napríklad magnetický kváder KV-40-10-05-Zn.
3) Zlato (Ni-Cu-Ni-Au alebo Ni-Cu-Au)
Niektoré neodymové magnety sú pozlátené. Na základnú vrstvu z niklu výrobcovia nanášajú veľmi tenkú vrstvu zlata – len 0,05 μm, niekedy aj v kombinácii s meďou. Celková hrúbka povlaku je približne 12 μm, podobne ako pri klasickom poniklovaní. Magnet má lesklý zlatý vzhľad.
+ Luxusný zlatý efekt.
– Nižšia odolnosť pri častom používaní – vhodné skôr na dekoratívne účely.
4) Striebro (Ni-Cu-Ni-Ag)
Rovnako ako pri pozlátení, aj postriebrené magnety majú niklovú základňu a vrchnú tenkú vrstvu striebra. Povrch má elegantný, lesklý strieborný vzhľad.
+ Exkluzívny strieborný vzhľad.
– Nižšia odolnosť pri častom používaní – vhodné hlavne na dekorácie.
5) Chróm (Ni-Cu-Ni-Cr)
Chrómová povrchová úprava znižuje trenie, a preto sa používa pri magnetoch určených na zatváranie šperkov či pri magnetických guľôčkach. Povrch je lesklý a kovovo chladný. Hrúbka vrstvy býva približne 15 μm.
+ Elegantný vzhľad, nižšie trenie.
– Menšia dostupnosť magnetov s touto úpravou.
6) Meď (Ni-Cu)
Niektoré magnety majú medený povrch s hrúbkou približne 10 μm. Táto úprava sa používa najmä na dekoratívne účely. Povrch magnetu má lesklú červeno-zlato-hnedú farbu. Meď však na vzduchu oxiduje, a preto môže magnet časom zmeniť svoj odtieň – podobne ako medená strecha.
+ Originálny a teplý vzhľad.
– Nižšia odolnosť voči oderu a korózii, farebná zmena časom.
7) Fosforeskujúca vrstva
Špeciálna fosforeskujúca povrchová úprava sa využíva predovšetkým pri magnetických stavebniciach. Magnety sa musia najskôr „nabiť“ pod zdrojom svetla, napríklad lampou, a po premiestnení do tmy jemne žiaria zelenkavým svetlom.
+ Nezvyčajný efekt fluorescencie v tme.
– Nižšia odolnosť a menej rovnomerné nanesenie vrstvy.
8) Fosfát
Fosfátová vrstva slúži ako dočasná ochrana magnetov – vydrží len niekoľko mesiacov. Používa sa najmä počas výrobného procesu, napríklad pri predpríprave na poplastovanie alebo pogumovanie.
+ Dočasná ochrana počas ďalšieho spracovania.
– Nevhodná ako finálna ochranná vrstva.
Povrchové úpravy magnetov vhodné na použitie v exteriéri
9) Teflón (PTFE) alebo v kombinácii so zinkom (Zn-PTFE)
Pre vyššiu odolnosť proti oderu opatrujú výrobcovia neodymové magnety vrstvou teflónu (PTFE), a to bez predchádzajúceho poniklovania. Magnety majú matný, antracitový vzhľad a sú veľmi odolné voči vlhkosti.
Zinok sa na magnet nanáša ako podkladová vrstva pod teflón. Používa sa ako ďalšia povrchová úprava. V prípade poškodenia teflónovej vrstvy je magnet ešte chránený zinkom.
Teflónová vrstva má hrúbku 12–25 μm.
+ Vysoká odolnosť proti oderu a vlhkosti.
– Vyššia cena, menšia ponuka magnetov s teflónovým povrchom.
Tip: Šedý neodymový kotúčový magnet KT-10-03-T alebo antracitovo šedý kotúčový magnet KT-20-05-T.
10) Epoxidová vrstva (Ni-Cu-Ni-epoxy / Ni-Cu-Ni-Be)
Niektoré magnety sú opatrené epoxidovo-kovovou ochrannou vrstvou, niekedy v kombinácii s niklom a meďou. Táto vrstva má hrúbku 10–25 μm a je vhodná na použitie magnetov v exteriéri. Magnety sú čierne alebo biele a vodeodolné. Táto odolnosť však platí iba pri nepoškodenom povrchu. Magnety s epoxidovou vrstvou nie sú odolné proti nárazom.
+ Vysoká odolnosť v exteriéri, ak je ochranná vrstva celistvá.
– Menej odolné proti oderu, náchylné na poškriabanie.
11) Plast (PP alebo ABS)
Ochrana magnetov poplastovaním patrí medzi najodolnejšie povrchové úpravy. Magnety vydržia aj vo vonkajšom prostredí a môžu mať rôzne farby. Plastová vrstva je dosť hrubá, zväčša 250–1000 μm, čo mierne znižuje prídržnú (adhéznu) silu magnetov. Na vytvorenie plastovej vrstvy je spravidla potrebná forma. Používa sa buď termoplastický polymér zo skupiny polyolefínov – polypropylén (PP), alebo amorfný termoplastický priemyselný kopolymér akrylonitrilbutadienstyrén (ABS plast), ktorý môže byť polopriehľadný.
+ Vodeodolnosť magnetov pri úplnom zapuzdrení, rôzne farby a pekný vzhľad, vysoká odolnosť, vrstva chráni podklad pred poškriabaním.
– Mierne zníženie magnetickej sily kvôli väčšej hrúbke vrstvy.
Tip: Kotúčové aj iné poplastované magnety s PP vrstvou, alebo kancelárske magnety OF-2 v ABS plaste.
12) Guma
Gumová vrstva chráni magnety pred koróziou a zároveň poskytuje mechanickú odolnosť. Zvyšuje tiež prídržnú silu v smere šmyku, napríklad na zvislej ploche. Magnety s gumovou vrstvou majú matný, čierny alebo šedo-čierny vzhľad. Hrúbka gumenej vrstvy je približne 0,5–1 mm.
+ Vodotesná povrchová úprava, odolnosť proti korózii, magnety vhodné do exteriéru, vrstva chráni podklad pred poškriabaním, zvyšuje trenie a držanie na zvislých či šikmých plochách.
– Mierne zníženie magnetickej sily kvôli hrúbke vrstvy.
13) Everlube® 6155
Existuje aj špeciálna povrchová úprava magnetov s označením Everlube® 6155. Ochranná vrstva má tvrdosť 4H a zabezpečuje vynikajúcu chemickú a koróznu odolnosť, napríklad aj v prostredí so slaným aerosólom vo vzduchu. Aplikácia vrstvy Everlube® 6155 je náročnejšia než napríklad poniklovanie alebo nanášanie epoxidovej vrstvy, čo sa premieta do vyššej ceny magnetov.
Použitie magnetov s touto povrchovou úpravou je vhodné najmä pre náročné priemyselné aplikácie, napríklad vo veterných turbínach.
Hrúbka vrstvy je 8–25 μm.
+ Veľmi vysoká odolnosť proti oderu a korózii.
– Vyššia cena, menšia ponuka magnetov s povrchovou úpravou Everlube® 6155.
Vedci neustále vyvíjajú a testujú nové typy a materiály pre povrchové úpravy magnetov. Budeme sa im postupne venovať aj v ďalších článkoch.
Sledujte ďalšie zaujímavosti zo sveta magnetov na Unimagnet.sk.