Ile wiesz o magnesach NdFeB?

Materiały z magnesami trwałymi obejmują głównie metalowy magnes trwały w systemie AlNiCo (AlNiCo), magnes trwały SmCo5 pierwszej generacji (zwany stopem samaru kobaltu 1:5), magnes trwały drugiej generacji Sm2Co17 (zwany stopem samaru kobaltu 2:17), magnes trwały trzeciej generacji ziemny stop z magnesami trwałymi NdFeB (zwany stopem NdFeB). Wraz z rozwojem nauki i technologii poprawiono wydajność materiału z magnesami trwałymi NdFeB i poszerzono zakres zastosowań. Spiekany NdFeB o wysokiej energii magnetycznej (50 MGA ≈ 400 kJ/m3), wysokiej koercji (28EH, 32EH) i wysokiej temperaturze roboczej (240C) został wyprodukowany przemysłowo. Głównymi surowcami do produkcji magnesów trwałych NdFeB są metal ziem rzadkich Nd (Nd) 32%, pierwiastek metalowy Fe (Fe) 64% i pierwiastek niemetaliczny B (B) 1% (niewielka ilość dysprozu (Dy), terb ( Tb), kobalt (Co), niob (Nb), gal (Ga), aluminium (Al), miedź (Cu) i inne pierwiastki). Materiał magnesu trwałego układu trójskładnikowego NdFeB oparty jest na związku Nd2Fe14B, a jego skład powinien być podobny do wzoru cząsteczkowego związku Nd2Fe14B. Jednakże właściwości magnetyczne magnesów są bardzo niskie lub nawet niemagnetyczne, gdy stosunek Nd2Fe14B jest całkowicie rozłożony. Tylko wtedy, gdy zawartość neodymu i boru w rzeczywistym magnesie jest większa niż zawartość neodymu i boru w związku Nd2Fe14B, można uzyskać lepsze trwałe właściwości magnetyczne.

Spiekanie: Składniki (formuła) → wytapianie → wytwarzanie proszku → prasowanie (orientacja formowania) → spiekanie i starzenie → kontrola właściwości magnetycznych → obróbka mechaniczna → obróbka powłoki powierzchniowej (galwanizacja) → kontrola gotowego produktu
Wiązanie: surowiec → regulacja wielkości cząstek → mieszanie ze spoiwem → formowanie (kompresja, wytłaczanie, wtrysk) → obróbka wypalaniem (kompresja) → ponowne przetwarzanie → kontrola gotowego produktu

Istnieją trzy główne parametry: remanencja Br (indukcja szczątkowa), jednostka Gauss, po usunięciu pola magnetycznego ze stanu nasycenia, pozostała gęstość strumienia magnetycznego, reprezentująca zewnętrzne natężenie pola magnetycznego magnesu; siła koercji Hc (siła koercji), jednostka Oersteds, polega na umieszczeniu magnesu w odwrotnie przyłożonym polu magnetycznym, gdy przyłożone pole magnetyczne wzrośnie do określonej siły, gęstość strumienia magnetycznego magnesu będzie większa. Kiedy przyłożone pole magnetyczne wzrośnie do określonej siły, magnetyzm magnesu zaniknie. Zdolność przeciwstawienia się przyłożonemu polu magnetycznemu nazywa się siłą przymusu, która reprezentuje miarę odporności na rozmagnesowanie; Iloczyn energii magnetycznej BHmax, jednostka Gaussa-Oerstedsa, to energia pola magnetycznego wytwarzana na jednostkę objętości materiału, która jest fizyczną wielkością określającą, ile energii może zgromadzić magnes.

Obecnie główne obszary zastosowań to: silnik z magnesami trwałymi, generator, MRI, separator magnetyczny, głośnik audio, system lewitacji magnetycznej, transmisja magnetyczna, podnoszenie magnetyczne, oprzyrządowanie, magnesowanie cieczą, sprzęt do terapii magnetycznej itp. Stało się niezbędnym materiałem do produkcji samochodów, maszyn ogólnych, przemysłu petrochemicznego, przemysłu elektronicznego i najnowocześniejszych technologii.

NdFeB to najsilniejszy materiał na magnes trwały na świecie, jego produkt energii magnetycznej jest dziesięciokrotnie większy niż powszechnie stosowany ferryt i około dwukrotnie wyższy niż pierwsza i druga generacja magnesów ziem rzadkich (magnes trwały SmCo), znanych jako „król magnesów trwałych”. Zastępując inne materiały z magnesami trwałymi, można wykładniczo zmniejszyć objętość i wagę urządzenia. Ze względu na obfite zasoby neodymu, w porównaniu z magnesami trwałymi samarowo-kobaltowymi, kosztowny kobalt zastępuje się żelazem, co czyni produkt bardziej opłacalnym.