Неодим магниттери / NdFeB магниттери деген эмне?
Эң таралган түрүсейрек кездешүүчү магниткөбүнчө NdFeB, NIB же Нео магнити деп аталган неодим магнити.Неодим, темир жана бор туруктуу магниттин Nd2Fe14B тетрагоналдык кристаллдык түзүлүшүн түзүү үчүн бириктирилген.Неодим магниттери азыркы учурда рынокто туруктуу магниттин эң күчтүү түрү болуп саналат.Алар 1984-жылы General Motors жана Sumitomo Special Metals тарабынан өзүнчө иштелип чыккан.
Колдонулган өндүрүш ыкмасына жараша, NdFeB магниттери катары классификациялоого болотагломерацияланганже байланган.Зымсыз аспаптардагы электр кыймылдаткычтары, катуу дисктер жана магниттик бекиткичтер сыяктуу күчтүү туруктуу магниттерге муктаж болгон заманбап товарлардагы көптөгөн колдонмолордо алар магниттин башка түрлөрүнүн ордун ээледи.
Күчтүн түшүндүрмөсү
Неодим - антиферромагниттик металл, ал таза болгондо магниттик мүнөздөмөлөрдү көрсөтөт, бирок 19 К (254,2 °C; 425,5 °F) төмөн температурада гана.Кюри температурасы бөлмө температурасынан бир топ жогору болгон темир сыяктуу ферромагниттик өтүүчү металлдар менен неодим кошулмалары неодим магниттерин түзүү үчүн колдонулат.
Неодим магниттеринин күчү ар кандай нерселердин жыйындысы.Эң маанилүүсү - тетрагоналдык Nd2Fe14B кристалл түзүмүнүн өтө жогорку бир октуу магнитокристаллдык анизотропиясы (HA 7 T - магнит талаасынын чыңалышы H Ам2деги магниттик моментке каршы А/м бирдигинде).Бул заттын кристаллынын белгилүү бир кристалл огу боюнча артыкчылыктуу магниттелишин, бирок башка багытта магниттелүүнүн өтө кыйын экенин көрсөтөт.Неодим магнит эритмеси, башка магниттер сыяктуу эле, микрокристаллдык бүртүкчөлөрдөн жасалган, алар өндүрүш учурунда күчтүү магнит талаасында тегизделген, алардын магниттик огу баары бир багытты көздөйт.Кристалл торчосунун магниттик багытын өзгөртүүгө каршылыгынан улам кошулма өтө жогорку коэрцивдүүлүккө же демагнетизацияга каршылыкка ээ.
Анын электрон түзүмүндө төрт жупташкан электрон бар болгондуктан (орто эсеп менен) темирде үчкө караганда, неодим атому олуттуу магниттик диполь моментине ээ боло алат.Спиндери бирдей багытты караган магниттеги жупташкан электрондор магнит талаасын пайда кылат.Бул Nd2Fe14B айкалышы (Js 1,6 T же 16 кГ) үчүн күчтүү каныккан магниттелишине жана 1,3 тесластын типтүү калдык магниттелишине алып келет.Натыйжада, бул магниттик фаза магниттик энергиянын олуттуу көлөмүн сактоо мүмкүнчүлүгүнө ээ (BHmax 512 кДж/м3 же 64 MGOe), анткени эң жогорку энергия тыгыздыгы Js2 пропорционалдуу.
Бул магниттик энергиянын мааниси "кадимки" феррит магниттеринен көлөмү боюнча болжол менен 18 эсе жана массасынан 12 эсе чоң.Самарий кобальт (SmCo), биринчи коммерциялык жеткиликтүү сейрек кездешүүчү жер магнити, NdFeB эритмелерине караганда бул магниттик энергия өзгөчөлүгүнүн төмөнкү деңгээлине ээ.Неодим магниттеринин магниттик мүнөздөмөлөрү чындап эритмесинин микроструктурасы, өндүрүш процесси жана курамынан таасир этет.
Темир атомдору жана неодим-бор айкалышы Nd2Fe14B кристалл структурасынын ичинде кезектешип катмарларда кездешет.Диамагниттик бор атомдору күчтүү коваленттик байланыштар аркылуу биригүүгө көмөктөшөт, бирок магнетизмге түздөн-түз салым кошпойт.Неодим магниттери сейрек кездешүүчү жердин салыштырмалуу төмөн концентрациясына (көлөмү боюнча 12%, массасы боюнча 26,7%), ошондой эле самарий менен кобальтка салыштырмалуу неодим менен темирдин салыштырмалуу болушуна байланыштуу самарий-кобальт магниттерине караганда арзаныраак.
Properties
Баалар:
Аларды классификациялоо үчүн көлөм бирдигине магнит агымынын өндүрүшүнө туура келген неодим магниттеринин максималдуу энергия продуктусу колдонулат.Күчтүү магниттер жогору маанилер менен көрсөтүлөт.Агломерацияланган NdFeB магниттери үчүн дүйнө жүзү боюнча жалпы кабыл алынган категория бар.Алардын мааниси 28ден 52ге чейин өзгөрөт. Неодим же агломерленген NdFeB магниттери маанилердин алдында баштапкы N менен белгиленет.Маанилерден кийин Кюри температурасы менен оң корреляцияланган жана демейкиден (80 °C же 176 °F чейин) THге (230 °C же 446 °F) чейинки ички коэрцивдүүлүктү жана максималдуу иштөө температурасын билдирген тамгалар келет. .
класстарыагломерацияланган NdFeB магниттери:
N30-N56, N30M-N52M, N30H-N52H, N30SH-N52SH, N28UH-N45UH, N28EH-N42EH, N30AH-N38AH
Магниттик касиеттери:
Туруктуу магниттерди карама-каршы коюу үчүн колдонулган маанилүү мүнөздөмөлөрдүн арасында:
Remanence(Br),магнит талаасынын күчүн сандык жактан аныктайт.
Мажбурчулук(Hci),материалдын демагнетизацияга каршылыгы.
Максималдуу энергия продуктусу(BHmax),магнит агымынын тыгыздыгынын эң чоң мааниси (B) жолу
магниттик энергиянын (Н) тыгыздыгын өлчөөчү магнит талаасынын күчү.
Кюри температурасы (TC), зат магниттик болбой калган чекит.
Неодим магниттери реманенттик, коэрцтивдүүлүк жана энергия продуктулары боюнча магниттердин башка түрлөрүнөн ашып түшүшөт, бирок Кюри температуралары көбүнчө төмөн.Terbium жана dysprosium жогорку Кюри температурасы жана жогорку температурага сабырдуулук менен түзүлгөн эки өзгөчө неодим магнит эритмелери болуп саналат.Неодим магниттеринин магниттик көрсөткүчтөрү төмөнкү таблицадагы башка туруктуу магнит түрлөрүнөн айырмаланып турат.
| Магнит | Br(Т) | Hcj(кА/м) | BHmaxкДж/м3 | TC | |
| (℃) | (℉) | ||||
| Nd2Fe14B, агломерацияланган | 1,0-1,4 | 750-2000 | 200-440 | 310-400 | 590-752 |
| Nd2Fe14B, бириктирилген | 0,6-0,7 | 600-1200 | 60-100 | 310-400 | 590-752 |
| SmCo5, агломерацияланган | 0,8-1,1 | 600-2000 | 120-200 | 720 | 1328 |
| Sm(Co, Fe, Cu, Zr)7 агломерацияланган | 0,9-1,15 | 450-1300 | 150-240 | 800 | 1472 |
| AlNiCi, агломерацияланган | 0,6-1,4 | 275 | 10-88 | 700-860 | 1292-1580 |
| Sr-Ferrite, агломерацияланган | 0,2-0,78 | 100-300 | 10-40 | 450 | 842 |
Коррозия көйгөйлөрү
Агломерацияланган магниттин дан чектери агломерацияланган Nd2Fe14Bдеги коррозияга өзгөчө сезгич.Коррозиянын мындай түрү беттик катмардын урашы же магниттин майда магниттик бөлүкчөлөрдүн порошокуна айланышы сыяктуу олуттуу зыянга алып келиши мүмкүн.
Көптөгөн коммерциялык товарлар айлана-чөйрөгө таасир этүүнү токтотуу үчүн коргоочу жабууну камтуу менен бул тобокелдикти чечет.Эң кеңири таралган каптоо никель, никель-жез-никель жана цинк, ал эми башка металлдар да колдонулушу мүмкүн, ошондой эле полимер жана лак коргоочукаптамалар.
Температура эффекттери
Неодимдин терс коэффициенти бар, бул температура көтөрүлгөндө коэрцивдүүлүк да, магниттик энергиянын максималдуу тыгыздыгы (BHmax) да төмөндөйт.Айлана-чөйрөнүн температурасында неодим-темир-бор магниттери жогорку коэрцивдүүлүккө ээ;бирок, температура 100 °C (212 °F) жогору көтөрүлгөндө, коэрцтивдүүлүк 320 °C же 608 °F тегерегинде болгон Кюри температурасына жеткенге чейин тез төмөндөйт.Магниттин мындай азайышы шамал турбиналары, гибриддик кыймылдаткычтар ж.б. сыяктуу жогорку температурадагы колдонмолордо магниттин эффективдүүлүгүн чектейт. Температуранын өзгөрүшүнө байланыштуу өндүрүмдүүлүктүн төмөндөшүнө жол бербөө үчүн тербиум (Тб) же диспрозия (Dy) кошулуп, анын баасын жогорулатат. магнит.
Тиркемелер
Анын жогорку күчү берилген колдонуу үчүн кичине, жеңил магниттерди колдонууга мүмкүндүк бергендиктен, неодим магниттери күчтүү туруктуу магниттер талап кылынган заманбап технологиянын көптөгөн сансыз колдонмолорунда альнико жана феррит магниттерин алмаштырды.Бул жерде бир нече мисалдар келтирилген:
Компьютердин катуу дисктери үчүн башкы кыймылдаткычтар
Механикалык электрондук тамеки өчүргүчтөр
эшиктер үчүн кулпулар
мобилдик телефондун динамиктери жана автофокус кыймылдаткычтары
Магниттик муфталар жана подшипниктер
Портативдик ЯМР спектрометрлери
Электр кыймылдаткычтары жана кыймылдаткычтар
Рулдун электр кубаты
Зымсыз аспаптар
Сервомоторлор& Синхрондуу моторлор
Көтөрүүчү моторлор жана компрессорлор
Шпиндель жана тепкич моторлору
Гибриддик жана электромобилдердин кыймылдаткычтары
Шамал турбиналары үчүн электр генераторлору (туруктуу магниттик дүүлүктүрүү менен)
Чекене медиа корпусунун ажыраткычтары
Күчтүү неодим магниттери бөтөн денелерди кармоо жана өнүмдөрдү жана процесстерди коргоо үчүн кайра иштетүү тармактарында колдонулат.
Неодим магниттеринин күчөшү магниттик зергер илгичтери, балдардын магниттик курулуш комплекттери (жана башка неодим) сыяктуу жаңы колдонууга дем берди.магнит оюнчуктары), жана учурдагы спорттук парашюттук жабдууларды жабуу механизминин бир бөлүгү катары.Алар "Бакиболс" жана "Бакикуб" деп аталган бир кездеги популярдуу стол оюнчук магниттеринин негизги металлы, бирок Кошмо Штаттардагы кээ бир дүкөндөр балдардын коопсуздугуна байланыштуу аларды сатпоону чечишкен жана Канадада аларга тыюу салынган. ошол эле себеп менен.
Ачык магниттик-резонанстык томография (MRI) сканерлеринин пайда болушу менен радиология бөлүмдөрүндө денени супер өткөргүч магниттерге альтернатива катары көрүү үчүн колдонулган неодим магниттеринин күчү жана магнит талаасынын бир тектүүлүгү медицина тармагында да жаңы мүмкүнчүлүктөрдү ачты.
Неодим магниттери гастроэзофагеалдык рефлюкс оорусун хирургиялык жол менен имплантацияланган анти-рефлюкс системасы катары дарылоо үчүн колдонулат, бул өңгөчтүн астыңкы сфинктеринин (GERD) айланасына хирургиялык жол менен имплантацияланган магниттер тобу.Алар ошондой эле манжаларга магнит талаасынын сенсордук сезимин иштетүү үчүн имплантацияланган, бирок бул эксперименталдык операция, аны биохакерлер жана майдалагычтар гана жакшы билишет.
Синтерленген NdFeB магниттериэң жогорку магниттик сапаттарга ээ жана бир катар тармактарда, анын ичинде эшик бекиткичтеринде, моторлордо, генераторлордо жана оор өнөр жай компоненттеринде колдонулат.
Байланышкан кысылган магниттеринжектордук формадагы магниттерге караганда күчтүүрөөк.
Injection Plastic NdFeB магнитөзгөчө магниттик жана пластикалык сапаттарга, ошондой эле жогорку тактыкка жана стресске туруктуулукка ээ туруктуу магнит порошокунан жана пластиктен турган жаңы муундагы композиттик материал.
