A mágneses anyagok kemény mágneses anyagokra és lágy mágneses anyagokra oszthatók. Közülük a keménymágneses anyagok olyan anyagokat jelentenek, amelyek külső mágneses térben telítésig vannak mágnesezve, de a külső mágneses tér eltávolítása után továbbra is képesek magas remanenciát fenntartani és stabil mágneses teret biztosítani. , Állandó mágneses anyagnak is nevezik. Ezt a funkciót kihasználva az állandó mágneses anyagokat széles körben használják számos iparágban, mint például az energia, az információ és a kommunikáció, a közlekedés, a számítógépek és az orvosi berendezések. Az elmúlt években egyre nagyobb figyelmet kapott az állandó mágneses anyagok kiváló teljesítménye az energiatakarékos háztartási gépek, a hibrid elektromos járművek/tisztán elektromos járművek, a szélenergia és a vízenergia-termelés területén.

Az állandó mágneses anyagok alkalmazása és kutatása a 19. század végén kezdődött. Az anyagmágnesesség elmélyült vizsgálatával és a különböző gyártási folyamatok fejlesztésével az állandó mágneses anyagok kutatása elsősorban három szakaszból áll: fémötvözet mágnesek, ferrit mágneses anyagok és ritkaföldfém állandó mágneses anyagok. Közülük bár a fémötvözet mágnesek és a ferrit mágneses anyagok előnye az alacsony költség és a bőséges nyersanyag, a maximális mágneses energiatermék (BH)max általában kevesebb, mint 10 MGOe, és a mágneses tulajdonságaik is rosszak, ezért fokozatosan helyettesítik őket ritkaföldfém állandó mágneses anyagok.

Az 1960-as évek eleji megjelenése óta, több évtizedes fejlesztés után a gyakorlati értékkel bíró ritkaföldfém állandó mágnesek három generációja jött létre: az első generációs ritkaföldfém állandó mágnes (SmCo5), a második generációs ritkaföldfém állandó mágnes (Sm2Co17). ) És a harmadik generációs ritkaföldfém állandó mágneses anyag (Nd2Fe14B).

Osztályozás menü:

1.1 AlNiCo mágnesek

Az AlNiCo (AlNiCo) a legkorábban kifejlesztett állandó mágneses anyag, amely alumíniumból, nikkelből, kobaltból, vasból és egyéb fémnyomelemekből álló ötvözet. Az Alnico állandó mágneses anyagot sikeresen fejlesztették ki az 1930-as években. Abban az időben a legjobb mágneses tulajdonságokkal és kis hőmérsékleti együtthatóval rendelkezett, így ez volt a legszélesebb körben alkalmazott állandó mágneses motorokban. Az 1960-as évek után a ferrit állandó mágnesek és a ritkaföldfém állandó mágnesek megjelenésével fokozatosan felváltották az alnico állandó mágnesek alkalmazását a motorokban, és az arány csökkenő tendenciát mutatott.

Az Alnico (Alnico) permanens mágnes egy vasötvözet, amely a vason kívül alumíniumot (Al), nikkelt (Ni), kobaltot (Co) és kis mennyiségű egyéb összetevőt is hozzáadott a mágneses tulajdonságok javítása érdekében. Az angol kifejezés neve"Alnico"a három fő kiegészítés elemszimbólumainak összevonásával jön létre.

Az Alnico ötvözet nagy koercitivitással és magas Curie hőmérséklettel rendelkezik. Az Alnico ötvözet kemény és törékeny, és nem lehet hidegen megmunkálni (hidegmunka). Öntéssel vagy szintereléssel (Sintering) kell elkészíteni. Az Alnico akár 0,15 Tesla mágneses mezőt is képes generálni. Példaként említve egy köztes tulajdonságokkal rendelkező anizotróp öntött Alnico ötvözetet, az Alnico-6 összetétele 8% Al, 16% Ni, 24% Co, 3% Cu, 1% Ti, a többi pedig Fe. Az Alnico-6 maximális mágneses energiaterméke (BHmax) 3,9 megagauss-oested (MG Oe), koercitivitása 780 oersted, Curie hőmérséklete 860 °C, maximális üzemi hőmérséklete 525 °C.

Osztályozás

A különböző gyártási eljárások szerint szinterezett AlNiCo-ra (Sintered AlNiCo) és öntött AlNiCo-ra (Cast AlNiCo) oszlik. A termékformák többnyire kerekek és szögletesek. Az öntési folyamat különböző méretű és formájúvá alakítható; az öntési eljáráshoz képest a szinterezett termék kis méretre korlátozódik, és az általa előállított nyersdarab mérettűrése jobb, mint az öntvényé, a mágneses tulajdonsága pedig valamivel kisebb, mint az öntőterméké, de ez lehet A feldolgozhatóság jobb. Az állandó mágneses anyagok közül az öntött AlNiCo állandó mágnes rendelkezik a legalacsonyabb reverzibilis hőmérsékleti együtthatóval, a munkahőmérséklet pedig akár 600 Celsius fokot is elérhet. Az Alnico állandó mágneses termékeket széles körben használják különféle műszerekben és más alkalmazási területeken.

Előnyök

Az AlNiCo mágnesek előnyei a nagy remanencia (akár 1,35 T) és az alacsony hőmérsékleti együttható. Ha a hőmérsékleti együttható -0,02%/℃, a maximális üzemi hőmérséklet elérheti az 520 ℃-ot. Hátránya, hogy a kényszerítő erő nagyon alacsony (általában kevesebb, mint 160 kA/m), és a lemágnesezési görbe nemlineáris. Ezért, bár az AlNiCo mágnesek könnyen mágnesezhetők, könnyen lemágnesezhetők is.

Alkalmazások

Sok ipari és fogyasztói termék erős állandó mágnest igényel. Például az elektromos motorok, elektromos gitár hangszedők, mikrofonok, érzékelők, hangszórók, utazóhullámcsövek, tehénmágnesek stb. mind alnico mágnest használnak. Most azonban sok termék ritkaföldfém-mágneseket használ helyette, mivel az ilyen típusú anyagok erősebb mágneses teret (Br) és magasabb maximális energiaterméket (BHmax) tudnak adni, ami lehetővé teszi a termék méretének csökkentését.

1.2 Fe-króm-kobalt állandó mágneses ötvözet

A fő összetevők a vas, a króm és a kobalt, emellett molibdént és kis mennyiségű titánt és szilíciumot is tartalmaz. Feldolgozási teljesítménye jó, hideg és meleg képlékeny deformációt szenvedhet.Mágneses tulajdonságai hasonlóak az AlNiCo állandó mágneses ötvözetekhez, mágneses tulajdonságai pedig plasztikus deformációval és hőkezeléssel javíthatók. Különféle kis keresztmetszetű és összetett alakú kis mágneses alkatrészek gyártására használják.

2.1 Ferrit mágnesek

A ferritmágnes egy szinterezett állandó mágneses anyag, amely báriumból és stroncium-ferritből áll. Ez a fajta mágneses anyag nemcsak erős lemágnesezés-gátló tulajdonságokkal rendelkezik, hanem előnye az alacsony költség is. A ferritmágnesek merevek és törékenyek, és speciális megmunkálási eljárásokat igényelnek. Mivel az ellentétes mágnes a gyártási irány mentén van orientálva, ezért a felvett irányba kell mágnesezni, míg az azonos nemű mágnest bármilyen irányba mágnesezheti, mert nem orientált, bár az oldalán valamivel erősebb mágneses indukció található ahol gyakran a legkisebb a nyomás. A mágneses energia termék 1,1 MGOe és 4,0 MGOe között mozog. Alacsony költsége miatt a ferritmágnesek széles körben alkalmazhatók, a motoroktól, hangszórókon át a játékokig és kézműves termékekig,

Anyag jellemzői

Porkohászati ​​módszerrel előállított, a maradék mágnesesség alacsony, és a visszanyerhető mágneses permeabilitás kicsi. Nagy kényszerítő erő, erős lemágnesezésgátló képesség, különösen alkalmas mágneses áramköri felépítésre dinamikus munkakörülmények között. Az anyag kemény és törékeny, gyémántszerszámokkal is vágható. A fő alapanyag az oxid, így nem könnyű korrodálódni. Üzemi hőmérséklet: -40°C és +200°C között.

A ferritmágneseket tovább osztják anizotrópiára (anizotropiára) és izotrópiára (izotrópiára). Az izotróp szinterezett ferrit állandó mágneses anyag gyenge mágneses tulajdonságokkal rendelkezik, de a mágnes különböző irányaiban mágnesezhető; az anizotróp szinterezett ferrit állandó mágneses anyag erős mágneses tulajdonságokkal rendelkezik, de csak a mágnes iránya mentén mágnesezhető. Előre meghatározott mágnesezési irányú mágnesezés.

Különbségek az NdFeB mágnesektől

A ferritmágnes ferromágneses tulajdonságokkal rendelkező fém-oxid. Az elektromos tulajdonságokat tekintve a ferrit fajlagos ellenállása jóval nagyobb, mint a fém és ötvözött mágneses anyagoké, emellett dielektromos tulajdonságai is magasabbak. A ferrit mágneses tulajdonságairól is kimutatták, hogy magasabb mágneses permeabilitással rendelkeznek nagy frekvenciákon. Ezért a ferrit széles körben használt nemfémes mágneses anyaggá vált a nagyfrekvenciás és gyengeáram területén. A nem fémes mágneses anyagokhoz tartozó, mágneses vas-oxid és egy vagy több más fém-oxid összetett oxidja (vagy ferritje). A mágneses erő általában 800-1000 gauss, és gyakran használják hangszórókban, hangszórókban és egyéb berendezésekben.

Az NdFeB mágnesek előnyei a magas költséghatékonyság és a jó mechanikai tulajdonságok; hátránya, hogy a Curie hőmérsékleti pont alacsony, a hőmérsékleti jellemzők rosszak, könnyen porlasztható és korrodálható. Kémiai összetételének módosításával és felületkezelési módszerek alkalmazásával kell beállítani. A fejlesztés megfelelhet a gyakorlati alkalmazás követelményeinek. NdFeB tartozika ritkaföldfém állandó mágneses anyagok harmadik generációjához. Kis méret, könnyű súly és erős mágnesesség jellemzi. Jelenleg ez a mágnes a legjobb teljesítmény és ár aránnyal. A nagy energiasűrűség előnyei az NdFeB állandó mágneses anyagokat széles körben használják a modern iparban és elektronikai technológiában. Csupasz mágnesek állapotában a mágneses erő elérheti a 3500 Gausst.

2.2 Gumi mágnesek

A Rubber Magnet egyfajta ferrit mágneses anyagsorozat, amely kötött ferrit mágneses porból és szintetikus gumiból készül, és extrudálással, kalanderezéssel, fröccsöntéssel és egyéb folyamatokkal készül. Puha, rugalmas és csavarható. a mágnes. Feldolgozható szalagokká, tekercsekké, lapokká, tömbökké, gyűrűkké és különféle összetett formákká.

Eredeti jellemzők

Rugalmas, rugalmas és hajlítható, és tekercsekké, lapokká, szalagokká, tömbökké, gyűrűkké és különféle összetett formákká állítható elő extrudálással, kalanderezéssel, fröccsöntéssel, formázással és egyéb folyamatokkal. Felülete PVC-lappal, bevonatos papírral, kétoldalas ragasztószalaggal, UV-olajjal bevonható, vagy színes nyomattal és különféle formára préselhető.

Feldolgozási jellemzők

A gumimágnesek mágneses porból (SrO6, Fe2O3), klórozott polietilénből (CPE) és egyéb adalékanyagokból (EBSO, DOP) stb. állnak, és extrudálással és kalanderezéssel készülnek. A gumimágnesek lehetnek homoszexuálisak vagy heteroszexuálisak, és hajlíthatók, csavarhatók vagy hengerelhetők. További megmunkálás nélkül használható, és a forma a kívánt méretnek megfelelően vágható, illetve a megrendelői igények szerint bevonható PVC-vel, ragasztóval, UV olajjal stb. Mágneses energiaterméke 0,60-1,50 MGOe.

Gyártási folyamat

Összetevők → keverés → extrudálás / kalanderezés / fröccsöntés → feldolgozás → mágnesezés → ellenőrzés → csomagolás

teljesítményteszt

Megjelenés, méret, mágneses tulajdonságok, mágneses polaritás, keménység, fajsúly, szakítószilárdság, öregedésállóság, forgási teljesítmény

Ipari alkalmazási terület

A gumimágnesek felhasználási területei: hűtőszekrények, üzenetjelző állványok, tárgyak fémtestekhez való rögzítésére szolgáló rögzítők reklámozáshoz stb., mágneslapok játékokhoz, oktatóeszközök, kapcsolók és érzékelők. Főleg olyan iparágakban használják, mint a mikromotorok, hűtőszekrények, fertőtlenítő szekrények, konyhai szekrények, játékok, írószerek és reklámok.

3.1 Szamáriumi kobalt mágnesek

A szamáriumi kobalt (SmCo), mint a második generációs ritkaföldfém állandó mágnes nemcsak nagy mágneses energiával (14-32MGOe) és megbízható koercitív erővel rendelkezik, hanem jó hőmérsékleti jellemzőket is mutat a ritkaföldfém állandó mágnesek sorozatában. Az NdFeB-hez képest az SmCo alkalmasabb magas hőmérsékletű környezetben történő munkavégzésre.

SmCo5 Sm2Co17

Remanence Br>1,05 T (>10,5 kg)

Mágneses indukciós koercitivitás HcB>676 kA/m (>8,5 kOe)

Belső koercivitás Hcj>1194 kA/m (>15 kOe)

Maximális energiatermék (BH) max>209,96 kJ/m3 (26-30 MGs.Oe)

Br hőmérsékleti együttható -0,03%/℃

Reverzibilis mágneses permeabilitás μ 1,03H/m

Curie hőmérséklet Tc 670 ~ 850 ℃

3.2 Neodímium mágnesek

A neodímium mágnes, más néven NdFeB mágnes (NdFeB mágnes), egy tetragonális kristály, amelyet neodímium, vas és bór (Nd2Fe14B) alkot. 1982-ben Masato Sagawa, a Sumitomo Special Metals munkatársa felfedezett neodímium mágneseket. Ennek a mágnesnek a mágneses energiaterméke (BHmax) nagyobb, mint a szamáriumi kobaltmágnesé, és akkoriban ez volt a világ legnagyobb mágneses energiatermékével rendelkező anyag. Később a Sumitomo Special Metals sikeresen fejlesztette ki a porkohászati ​​eljárást, a General Motors pedig az olvadékfonásos eljárást, amely NdFeB mágneseket tudott előállítani. Ez a fajta mágnes a második legmágnesesebb állandó mágnes az abszolút nulla holmium mágnes után, és egyben a leggyakrabban használt ritkaföldfém mágnes. Az NdFeB mágneseket széles körben használják elektronikai termékekben, például merevlemezekben, mobiltelefonokban,

Osztályozás

Az NdFeB szinterezett NdFeB-re és kötött NdFeB-re oszlik. A ragasztott NdFeB minden irányban mágneses és korrózióálló; és a szinterezett NdFeB könnyen korrodálódik, és a felületet bevonni kell. Általában vannak horganyzott, nikkel, környezetbarát cink, környezetbarát nikkel, nikkel-réz-nikkel, környezetbarát nikkel-réz-nikkel stb. A szinterezett NdFeB általában axiális mágnesezésre és radiális mágnesezésre osztható, attól függően, hogy szükséges munkafelület.

Kémiai összetétel

Az NdFeB állandó mágneses anyag az Nd2Fe14B intermetallikus vegyületen alapuló állandó mágneses anyag. A fő összetevők a ritkaföldfémek neodímium (Nd), vas (Fe), bór (B). Közülük a ritkaföldfém elem elsősorban a neodímium (Nd). Különböző tulajdonságok elérése érdekében részben helyettesíthető más ritkaföldfémekkel, például diszpróziummal (Dy) és prazeodímiummal (Pr). A vas részben helyettesíthető más fémekkel is, például kobalttal (Co) és alumíniummal (Al). Bórtartalma kicsi, de fontos szerepet játszik a tetragonális kristályszerkezetű intermetallikus vegyületek képződésében, így a vegyületek magas telítési mágnesezettséggel, magas egytengelyű anizotrópiával és magas Curie hőmérséklettel rendelkeznek.

A harmadik generációs ritkaföldfém állandó mágnes, az NdFeB a legerősebb állandó mágnes a kortárs mágnesek között. Fő nyersanyagai a ritkaföldfém neodímium 29%-32,5%, fém elem vas 63,95-68,65%, nemfém elem bór 1,1-1,2% és diszprózium 0,6-8% nióbium 0,3-0,5% alumínium 0,3-0,5% réz 0. -0,15% és egyéb elemek.

Folyamatábra

Technológiai folyamat: adagolás → olvasztás tuskó/fonás → porgyártás → préselés → szinterezés és temperálás → mágneses vizsgálat → köszörülés → tűvágás → galvanizálás → késztermék. Az alapanyagok az alapok, a szinterezés és temperálás a kulcs.

NdFeB mágneses üres gyártási eszközök és teljesítményvizsgáló eszközök: olvasztó kemence, szalagkemence, pofadaráló, sugársugaras malom, présformázó gép, vákuumcsomagoló gép, izosztatikus présgép, szinterező kemence, hőkezelő vákuum kemence, mágneses teljesítményt vizsgáló műszer, Gauss-mérő.

NdFeB mágneses megmunkáló szerszámok: középpont nélküli köszörű, kerekítőgép, kétvégű csiszoló, lapos csiszoló, szeletelő, kétoldalas csiszoló, huzalvágó, asztali fúró, speciális alakú köszörű stb.

Alkalmazás

A szinterezett NdFeB állandó mágneses anyagok kiváló mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek, és széles körben használják az elektronikában, az elektromos gépekben, az orvosi berendezésekben, a játékokban, a csomagolásban, a hardvergépekben, a repülőgépiparban és más területeken. Elterjedtebbek az állandó mágneses motorok, hangszórók, mágneses leválasztók, számítógépes lemezmeghajtók, mágneses rezonancia képalkotó berendezések stb.