Magnetne materiale lahko razdelimo na trde magnetne materiale in mehke magnetne materiale. Med njimi se trdi magnetni materiali nanašajo na materiale, ki so magnetizirani do nasičenosti v zunanjem magnetnem polju, vendar lahko po odstranitvi zunanjega magnetnega polja še vedno ohranijo visoko preostanek in zagotovijo stabilno magnetno polje. , Imenuje se tudi trajni magnetni material. Zaradi izkoriščanja te lastnosti se materiali s trajnimi magneti široko uporabljajo v številnih panogah, kot so energija, informacije in komunikacije, transport, računalniki in medicinska oprema. V zadnjih letih vse več pozornosti pritegne vrhunska učinkovitost materialov s trajnimi magneti na področju energetsko varčnih gospodinjskih aparatov, hibridnih električnih vozil/čisto električnih vozil, vetrne in vodne energije.

Uporaba in raziskovanje materialov s trajnimi magneti se je začelo konec devetnajstega stoletja. S poglobljeno študijo materialnega magnetizma in izboljšanjem različnih proizvodnih procesov raziskava trajnih magnetnih materialov v glavnem vključuje tri stopnje: magnete iz kovinskih zlitin, feritne magnetne materiale in trajne magnetne materiale redkih zemelj. Med njimi, čeprav imajo magneti iz kovinskih zlitin in feritni magnetni materiali prednosti nizkih stroškov in obilice surovin, je njihov največji produkt magnetne energije (BH) max na splošno manjši od 10 MGOe, njihove magnetne lastnosti pa so slabe, zato jih postopoma nadomeščajo trajni magneti redkih zemelj.

Od njegovega pojava v zgodnjih šestdesetih letih prejšnjega stoletja so se po desetletjih razvoja oblikovale tri generacije redkih zemeljskih trajnih magnetnih materialov s praktično vrednostjo: redkozemeljski trajni magnet prve generacije (SmCo5), trajni magnet redke zemlje druge generacije (Sm2Co17). ) In trajni magnet redke zemlje tretje generacije (Nd2Fe14B).

Klasifikacijski meni:

1.1 AlNiCo magneti

AlNiCo (AlNiCo) je najzgodnejši razvit trajni magnetni material, ki je zlitina, sestavljena iz aluminija, niklja, kobalta, železa in drugih kovinskih elementov v sledovih. Trajni magnet Alnico je bil uspešno razvit v tridesetih letih prejšnjega stoletja. Takrat je imel najboljše magnetne lastnosti in majhen temperaturni koeficient, zato je bil najbolj razširjen v motorjih s trajnimi magneti. Po šestdesetih letih prejšnjega stoletja, s pojavom feritnih trajnih magnetov in redkih zemeljskih trajnih magnetov, je bila uporaba trajnih magnetov alnico v motorjih postopoma nadomeščena, delež pa je pokazal trend padanja.

Permanentni magnet Alnico (Alnico) je železova zlitina, ki ji je poleg železa dodan tudi aluminij (Al), nikelj (Ni), kobalt (Co) in manjša količina drugih sestavin za izboljšanje magnetnih lastnosti. Angleški izraz name"Alnico"nastane z združitvijo simbolov elementov treh glavnih dodatkov.

Alnico zlitina ima visoko koercitivnost in visoko Curiejevo temperaturo. Alnico zlitina je trda in krhka in je ni mogoče hladno obdelati (hladna obdelava). Izdelana mora biti s postopki ulivanja ali sintranja (Sinteriranje). Alnico lahko ustvari magnetna polja do 0,15 Tesla. Če navedemo primer anizotropne lite zlitine Alnico z vmesnimi lastnostmi, je sestava Alnico-6 8 % Al, 16 % Ni, 24 % Co, 3 % Cu, 1 % Ti, ostali pa so Fe. Alnico-6 ima največji produkt magnetne energije (BHmax) 3,9 megagauss-oesteds (MG Oe), koercitivnost 780 oersted, Curiejevo temperaturo 860 °C in najvišjo delovno temperaturo 525 °C.

Razvrstitev

Glede na različne proizvodne procese ga delimo na sintrani AlNiCo (Sintered AlNiCo) in liti AlNiCo (Cast AlNiCo). Oblike izdelkov so večinoma okrogle in kvadratne. Postopek litja se lahko predela v različne velikosti in oblike; v primerjavi s postopkom litja je sintrani izdelek omejen na majhno velikost, dimenzijska toleranca surovca, ki ga izdeluje, pa je boljša kot pri ulitem izdelku, magnetna lastnost pa je nekoliko nižja kot pri ulitem izdelku, vendar lahko je Predelljivost je boljša. Med materiali s trajnimi magneti ima lit AlNiCo trajni magnet najnižji reverzibilni temperaturni koeficient, delovna temperatura pa lahko doseže 600 stopinj Celzija. Izdelki s trajnimi magneti Alnico se pogosto uporabljajo v različnih instrumentih in na drugih področjih uporabe.

Prednosti

Prednosti AlNiCo magnetov so visoka remanenca (do 1,35T) in nizek temperaturni koeficient. Ko je temperaturni koeficient -0,02 %/℃, lahko največja delovna temperatura doseže približno 520 ℃. Pomanjkljivost je, da je koercitivna sila zelo nizka (običajno manj kot 160kA/m), krivulja razmagnetenja pa je nelinearna. Čeprav se magneti AlNiCo zlahka magnetizirajo, se tudi zlahka razmagnetijo.

Aplikacije

Mnogi industrijski in potrošniški izdelki zahtevajo močne trajne magnete. Na primer, elektromotorji, zbiralniki za električno kitaro, mikrofoni, senzorji, zvočniki, cevi s potujočimi valovi, kravji magneti itd., vsi uporabljajo alnico magnete. Zdaj pa mnogi izdelki namesto tega uporabljajo magnete redkih zemelj, ker lahko ta vrsta materiala ustvari močnejše magnetno polje (Br) in višji produkt največje energije (BHmax), kar omogoča zmanjšanje velikosti izdelka.

1.2 Zlitina trajnega magneta Fe-krom-kobalt

Glavne sestavine so železo, krom in kobalt, vsebuje pa tudi molibden ter majhno količino titana in silicija. Njegova obdelava je dobra in je lahko podvržen hladni in vroči plastični deformaciji.Njegove magnetne lastnosti so podobne zlitinam trajnih magnetov AlNiCo, njegove magnetne lastnosti pa je mogoče izboljšati s plastično deformacijo in toplotno obdelavo. Uporablja se za izdelavo različnih majhnih magnetnih komponent z majhnim presekom in kompleksno obliko.

2.1 Feritni magneti

Feritni magnet je sintran trajni magnetni material, ki je sestavljen iz barijevega in stroncijevega ferita. Ta vrsta magnetnega materiala nima le močnega učinka proti razmagnetenju, ampak ima tudi prednost nizkih stroškov. Feritni magneti so togi in krhki ter zahtevajo posebne postopke obdelave. Ker je nasprotni magnet usmerjen vzdolž smeri izdelave, ga je treba magnetizirati v izbrani smeri, medtem ko je istospolni magnet lahko magnetiziran v kateri koli smeri, ker ni usmerjen, čeprav bo na strani nekoliko močnejša magnetna indukcija. kjer je pritisk pogosto najmanjši. Produkt magnetne energije se giblje od 1,1 MGOe do 4,0 MGOe. Zaradi nizkih stroškov imajo feritni magneti širok spekter uporabe, od motorjev, zvočnikov do igrač in ročnih del,

Lastnosti materiala

Proizvedeno po metodi praškaste metalurgije, preostali magnetizem je nizek, obnovitvena magnetna prepustnost pa majhna. Velika prisilna sila, močna sposobnost proti razmagnetenju, še posebej primerna za strukturo magnetnega vezja v dinamičnih delovnih pogojih. Material je trd in krhek in se lahko uporablja za rezanje z diamantnimi orodji. Glavna surovina je oksid, zato ni enostavno korodirati. Delovna temperatura: -40°C do +200°C.

Feritne magnete nadalje delimo na anizotropne (anisotropy) in izotropne (isotropy). Izotropni sintrani feritni permanentni magnetni material ima šibke magnetne lastnosti, vendar ga je mogoče magnetizirati v različnih smereh magneta; anizotropni sintrani feritni trajni magnetni material ima močne magnetne lastnosti, vendar ga je mogoče magnetizirati samo vzdolž smeri magneta. Magnetizacija vnaprej določene smeri magnetizacije.

Razlike od NdFeB magnetov

Feritni magnet je kovinski oksid s feromagnetnimi lastnostmi. Kar zadeva električne lastnosti, je upornost ferita veliko večja od upornosti kovinskih in zlitin magnetnih materialov, ima pa tudi višje dielektrične lastnosti. Pokazalo se je tudi, da imajo magnetne lastnosti ferita večjo magnetno prepustnost pri visokih frekvencah. Zato je ferit postal široko uporabljen nekovinski magnetni material na področju visokofrekvenčnega in šibkega toka. Spada med nekovinske magnetne materiale in je sestavljen oksid (ali ferit) magnetnega železovega oksida in enega ali več drugih kovinskih oksidov. Magnetna sila je običajno 800-1000 gausov in se pogosto uporablja v zvočnikih, zvočnikih in drugi opremi.

Prednosti NdFeB magnetov so visoka stroškovna učinkovitost in dobre mehanske lastnosti; slabosti so, da je Curiejeva temperaturna točka nizka, temperaturne značilnosti so slabe in ga je enostavno zdrobiti v prah in korodirati. Treba ga je prilagoditi s prilagoditvijo njegove kemične sestave in sprejetjem metod površinske obdelave. Izboljšanje lahko izpolni zahteve praktične uporabe. NdFeB spadado tretje generacije redkih zemeljskih trajnih magnetnih materialov. Ima značilnosti majhne velikosti, majhne teže in močnega magnetizma. Je magnet z najboljšim razmerjem med zmogljivostjo in ceno trenutno. Zaradi prednosti visoke energijske gostote se materiali s trajnimi magneti NdFeB pogosto uporabljajo v sodobni industriji in elektronski tehnologiji. V stanju golih magnetov lahko magnetna sila doseže približno 3500 Gaussov.

2.2 Gumijasti magneti

Gumijasti magnet je nekakšna serija feritnih magnetnih materialov, ki je izdelana iz vezanega feritnega magnetnega prahu in sintetičnega kavčuka ter je izdelana z ekstrudiranjem, kalandriranjem, brizganjem in drugimi postopki. Ima mehkobo, elastičnost in zvitost. magnet. Lahko se predeluje v trakove, zvitke, liste, bloke, obroče in različne kompleksne oblike.

Izvirne lastnosti

Ima prožnost, elastičnost in upogljivost ter se lahko proizvaja v zvitkih, ploščah, trakovih, blokih, obročih in različnih kompleksnih oblikah z ekstruzijo, kalandriranjem, brizganjem, oblikovanjem v kalupe in drugimi postopki. Njegovo površino lahko prekrijemo tudi s PVC folijo, premaznim papirjem, dvostranskim lepilnim trakom, premažemo z UV oljem ali barvno potiskamo in izsekamo v različne oblike.

Funkcije obdelave

Gumijasti magneti so sestavljeni iz magnetnega prahu (SrO6, Fe2O3), kloriranega polietilena (CPE) in drugih dodatkov (EBSO, DOP) itd., in so izdelani z ekstruzijo in kalandriranjem. Gumijasti magneti so lahko homoseksualni ali heteroseksualni in jih je mogoče upogniti, zviti ali valjati. Lahko se uporablja brez nadaljnje strojne obdelave, oblika pa se lahko obreže glede na zahtevano velikost, lahko pa se tudi prekrije s PVC-jem, lepilom, UV oljem itd. glede na zahteve kupca. Njegov produkt magnetne energije je 0,60-1,50 MGOe.

Proces produkcije

Sestavine→mešanje→ekstrudiranje/kalandriranje/brizganje→predelava→magnetizacija→pregled→pakiranje

test delovanja

Videz, velikost, magnetne lastnosti, magnetna polarnost, trdota, specifična teža, natezna trdnost, odpornost proti staranju, zmogljivost vrtenja

Področje uporabe v industriji

Področja uporabe gumijastih magnetov: hladilniki, stojala za obvestila, pritrdilni elementi za pritrjevanje predmetov na kovinska telesa za oglaševanje itd., magnetni listi za igrače, učila, stikala in senzorji. Večinoma se uporablja v panogah, kot so mikro motorji, hladilniki, dezinfekcijske omare, kuhinjske omare, igrače, pisalne potrebščine in oglasi.

3.1 Magneti iz samarijevega kobalta

Samarijev kobalt (SmCo), kot trajni magnet redkih zemelj druge generacije, nima le produkta visoke magnetne energije (14-32MGOe) in zanesljive prisilne sile, ampak kaže tudi dobre temperaturne lastnosti v seriji trajnih magnetov redkih zemelj. V primerjavi z NdFeB je SmCo bolj primeren za delo v okolju z visoko temperaturo.

SmCo5 Sm2Co17

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

Koercitivnost magnetne indukcije HcB>676kA/m (>8,5kOe)

Notranja prisila Hcj>1194kA/m (>15kOe)

Največji produkt energije (BH) max>209,96kJ/m3(26~30MGs.Oe)

Br temperaturni koeficient -0,03%/℃

Reverzibilna magnetna prepustnost μ 1,03H/m

Curiejeva temperatura Tc 670 ~ 850 ℃

3.2 Neodimovi magneti

Neodimov magnet, znan tudi kot magnet NdFeB (magnet NdFeB), je tetragonalni kristal, ki ga tvorijo neodim, železo in bor (Nd2Fe14B). Leta 1982 je Masato Sagawa iz podjetja Sumitomo Special Metals odkril neodimove magnete. Produkt magnetne energije (BHmax) tega magneta je večji od produkta samarijevega kobaltnega magneta in bil je material z največjim produktom magnetne energije na svetu v tistem času. Kasneje je Sumitomo Special Metals uspešno razvil postopek praškaste metalurgije, General Motors pa je uspešno razvil postopek vrtenja taline, s katerim so lahko pripravili magnete NdFeB. Ta vrsta magneta je drugi najbolj magnetni trajni magnet za holmijevim magnetom z absolutno ničlo in je tudi najpogosteje uporabljen magnet redkih zemelj. NdFeB magneti se pogosto uporabljajo v elektronskih izdelkih, kot so trdi diski, mobilni telefoni,

Razvrstitev

NdFeB je razdeljen na sintrani NdFeB in vezan NdFeB. Vezan NdFeB je magneten v vseh smereh in je odporen proti koroziji; in sintrani NdFeB je lahko korodirati, zato je treba površino premazati. Na splošno obstajajo pocinkani, nikelj, okolju prijazen cink, okolju prijazen nikelj, nikelj-baker-nikelj, okolju prijazen nikelj-baker-nikelj itd. Sintrani NdFeB je na splošno razdeljen na aksialno magnetizacijo in radialno magnetizacijo, odvisno od potrebna delovna površina.

Kemična sestava

Trajni magnet NdFeB je trajni magnetni material, ki temelji na intermetalni spojini Nd2Fe14B. Glavne komponente so redkozemeljski elementi neodim (Nd), železo (Fe), bor (B). Med njimi je redkozemeljski element predvsem neodim (Nd). Da bi pridobil drugačne lastnosti, ga je mogoče delno nadomestiti z drugimi redkimi zemeljskimi kovinami, kot sta disprozij (Dy) in prazeodim (Pr). Železo lahko delno nadomestimo tudi z drugimi kovinami, kot sta kobalt (Co) in aluminij (Al). Vsebnost bora je majhna, vendar ima pomembno vlogo pri tvorbi intermetalnih spojin s tetragonalno kristalno strukturo, zaradi česar imajo spojine visoko nasičeno magnetizacijo, visoko enoosno anizotropijo in visoko Curiejevo temperaturo.

Tretja generacija redkih zemeljskih trajnih magnetov NdFeB je najmočnejši trajni magnet med sodobnimi magneti. Njegove glavne surovine so redke zemeljske kovine neodim 29%-32,5%, kovinski element železo 63,95-68,65%, nekovinski element bor 1,1-1,2% in disprozij 0,6-8% niobij 0,3-0,5% aluminij 0,3-0,5% baker 0,05 -0,15 % in drugi elementi.

Potek procesa

Tehnološki proces: doziranje → taljenje ingota/predenje → izdelava prahu → stiskanje → sintranje in popuščanje → magnetno testiranje → brušenje → rezanje zatičev → galvanizacija → končni izdelek. Sestavine so osnova, sintranje in temperiranje pa ključ.

Orodja za proizvodnjo surovcev z magnetom NdFeB in orodja za testiranje delovanja: talilna peč, peč za trakove, čeljustni drobilnik, brizgalni mlin, stroj za stiskanje, vakuumski pakirni stroj, izostatični stiskalni stroj, peč za sintranje, vakuumska peč za toplotno obdelavo, instrument za testiranje magnetne učinkovitosti, Gaussov meter.

Orodja za obdelavo z magnetom NdFeB: brezcentrični brusilnik, zaokroževalni stroj, dvostranski brusilnik, ploščati brusilnik, rezalnik, dvostranski brusilnik, rezalni stroj za žice, namizni vrtalni stroj, brusilnik posebne oblike itd.

Aplikacija

Sintrani trajni magnetni materiali NdFeB imajo odlične magnetne lastnosti in se pogosto uporabljajo v elektroniki, električnih strojih, medicinski opremi, igračah, embalaži, strojni opremi, letalstvu in drugih področjih. Pogostejši so motorji s trajnimi magneti, zvočniki, magnetni separatorji, računalniški diski, instrumenti za slikanje z magnetno resonanco itd.