Senz Magnet - Globalni proizvođač materijala za trajne magnete & Dobavljač više od 20 godina.
NdFeB magneti visokog Br: Oslobađanje snage visoke remanencije u naprednim magnetskim primjenama
2025-12-01
Uvod
U području permanentnih magneta, neodimij-željezo-bor (NdFeB) magneti dugo su bili kamen temeljac moderne tehnologije, slavljeni zbog svojih iznimnih magnetskih performansi. Među raznim vrstama NdFeB magneta, High Br NdFeB magneti - definirani svojom visokom remanencijom (Br) - pojavili su se kao ključna komponenta u pomicanju granica onoga što je moguće u industrijama od elektronike i automobilske industrije do obnovljivih izvora energije i zrakoplovstva. Remanencija, ili rezidualna gustoća magnetskog toka, predstavlja magnetsku indukciju koja ostaje u materijalu nakon uklanjanja vanjskog magnetskog polja. Za High Br NdFeB magnete, ovaj parametar je značajno povišen u usporedbi sa standardnim NdFeB vrstama, što im omogućuje generiranje jačih magnetskih polja u kompaktnim faktorima oblika. Ovaj članak istražuje temeljna svojstva, proizvodne procese, ključne prednosti, raznolike primjene, izazove i buduće izglede High Br NdFeB magneta, ističući njihovu ključnu ulogu u poticanju tehnoloških inovacija i održivosti .
1. Temeljna svojstva visokoBr NdFeB magneta
1.1 Magnetska svojstva
Odlika High Br NdFeB magneta je njihova iznimna remanencija. Tipično, standardni NdFeB magneti pokazuju remanenciju (Br) u rasponu od 1,0 T do 1,4 T, dok High Br stupnjevi premašuju ovaj raspon, često dosežući 1,45 T do 1,6 T ili više, ovisno o sastavu i tehnikama proizvodnje. Ova visoka vrijednost Br prevodi se u jače intrinzično magnetsko polje, što omogućuje magnetu da zadrži višu razinu magnetizacije čak i u odsutnosti vanjskog polja. Uz visoku remanenciju, ovi magneti također održavaju povoljnu koercitivnost (HcJ) i maksimalni energetski produkt (BH)max - dva druga kritična magnetska parametra. Koercitivnost, otpornost na demagnetizaciju, osigurava da magnet zadržava svoja magnetska svojstva u teškim uvjetima kao što su visoke temperature ili vanjske magnetske smetnje. High Br NdFeB magneti obično imaju koercitivnost između 800 kA/m i 1200 kA/m, uravnotežujući potrebu za stabilnošću s visokom remanencijom. Maksimalni energetski produkt, koji mjeri sposobnost magneta za pohranjivanje magnetske energije, kreće se od 35 MGOe do 55 MGOe za vrste s visokim udjelom Br, što ih čini idealnim za primjene koje zahtijevaju visoku gustoću snage .
1.2 Fizikalna i kemijska svojstva
NdFeB magneti s visokim udjelom Br sastavljeni su od ternarne legure neodimija (Nd), željeza (Fe) i bora (B), s tipičnim sastavom od 25-35% Nd, 60-70% Fe i 1-2% B. Kako bi se poboljšale magnetske performanse i stabilnost, često se dodaju elementi u tragovima poput disprozija (Dy), terbija (Tb), kobalta (Co) i galija (Ga). Disprozij i terbij poboljšavaju koercitivnost pročišćavanjem strukture zrna i smanjenjem polja magnetokristalne anizotropije, dok kobalt poboljšava temperaturnu stabilnost i otpornost na koroziju. Galij, s druge strane, pomaže u procesu sinteriranja, potičući zgušnjavanje i smanjujući poroznost. Fizički, NdFeB magneti s visokim udjelom Br su gusti, s tipičnom gustoćom od 7,4-7,6 g/cm³, i pokazuju visoku tvrdoću (HV 500-600), što ih čini otpornima na habanje, ali i krhkima i sklonima lomljenju ako se s njima ne rukuje pažljivo. Kemijski su podložni koroziji, posebno u vlažnim ili kiselim okruženjima, zbog prisutnosti neodimija, koji je vrlo reaktivan. To zahtijeva površinske tretmane poput niklanja (Ni-Cu-Ni), cinčanja, epoksidnog premaza ili aluminijskog premaza kako bi se magnet zaštitio od oksidacije i degradacije .
1.3 Temperaturna stabilnost
Temperatura ima značajan utjecaj na magnetska svojstva NdFeB magneta, a vrste s visokim udjelom Br nisu iznimka. Curiejeva temperatura (Tc) - temperatura na kojoj magnet gubi svoja feromagnetska svojstva - za standardne NdFeB magnete iznosi približno 310 °C, a vrste s visokim udjelom Br obično imaju sličnu ili nešto nižu Curiejevu temperaturu (300-310 °C) zbog svog optimiziranog sastava za remanenciju. Međutim, radni temperaturni raspon NdFeB magneta s visokim udjelom Br određen je njihovim koeficijentom temperature koercitivnosti (αHcJ), koji pokazuje koliko se koercitivnost smanjuje s porastom temperature. Vrste s visokim udjelom Br s dodanim disprozijem ili terbijem pokazuju bolju temperaturnu stabilnost, s radnim temperaturama u rasponu od -40 °C do 120 °C ili više (do 150 °C za specijalizirane vrste). Izvan ovog raspona, koercitivnost magneta može pasti na razinu gdje dolazi do demagnetizacije, što ograničava njegove performanse. Stoga je ključno odabrati odgovarajuću klasu visokoBr NdFeB magneta na temelju specifičnih temperaturnih zahtjeva primjene .
2. Proizvodni procesi visokoBr NdFeB magneta
2.1 Priprema sirovina
Proizvodnja NdFeB magneta s visokim udjelom Br započinje pažljivim odabirom i pripremom sirovina. Neodimij visoke čistoće (99,5% ili više), željezo (čistoća 99,9%) i bor (obično u obliku ferobora, FeB, s 18-20% B) glavni su sastojci. Elementi u tragovima poput disprozija, terbija, kobalta i galija dodaju se u preciznim količinama kako bi se prilagodila magnetska svojstva. Sirovine se važu prema željenom sastavu i temeljito miješaju u visokoenergetskom kugličnom mlinu ili mlaznom mlinu kako bi se formirao homogeni prah. Proces mljevenja smanjuje veličinu čestica na približno 3-5 μm, što je ključno za postizanje željenih magnetskih svojstava tijekom naknadne obrade. Kako bi se spriječila oksidacija, miješanje i mljevenje često se izvode u inertnoj atmosferi (npr. argon ili dušik) ili pod vakuumom .
2.2 Proces sinteriranja
Sinteriranje je ključni korak u proizvodnji visokoBr NdFeB magneta, jer zgušnjava prah u čvrsti magnet s optimiziranim magnetskim svojstvima. Mljeveni prah se preša u zeleni kompakt pomoću matrice. Tijekom prešanja, primjenjuje se magnetsko polje za poravnavanje magnetskih domena čestica praha, što poboljšava remanenciju konačnog magneta. Jačina magnetskog polja tijekom prešanja obično se kreće od 1,5 T do 2,0 T, osiguravajući da su čestice poravnate duž lake osi magnetizacije. Zeleni kompakt se zatim sinterira u vakuumskoj peći ili peći sa zaštitnom atmosferom (argon) na temperaturi od 1050-1150°C tijekom 2-4 sata. Sinteriranje uzrokuje povezivanje čestica praha putem difuzije, smanjujući poroznost i povećavajući gustoću. Nakon sinteriranja, magnet se podvrgava procesu popuštanja, koji uključuje zagrijavanje na 500-600°C tijekom 1-2 sata, a zatim polagano hlađenje. Popuštanje poboljšava koercitivnost i magnetsku stabilnost ublažavanjem unutarnjih naprezanja i pročišćavanjem strukture zrna .
2.3 Strojna obrada i obrada površine
Nakon sinteriranja i popuštanja, visokoBr NdFeB magneti se obrađuju kako bi se postigao željeni oblik, veličina i tolerancija. Zbog svoje visoke tvrdoće i krhkosti, obrada se obično izvodi dijamantnim alatima, kao što su dijamantne pile, brusilice i strojevi za lepanje. Uobičajeni procesi obrade uključuju rezanje, brušenje, bušenje i poliranje. Precizna obrada je bitna kako bi se osiguralo da magneti zadovoljavaju stroge dimenzijske zahtjeve različitih primjena, kao što su elektromotori i magnetski senzori. Nakon obrade, magneti se površinski obrađuju kako bi se zaštitili od korozije. Kao što je ranije spomenuto, uobičajeni površinski tretmani uključuju niklanje, pocinčavanje, epoksidni premaz i aluminijski premaz. Niklanje (Ni-Cu-Ni) je jedan od najčešće korištenih tretmana zbog svoje izvrsne otpornosti na koroziju, prianjanja i električne vodljivosti. Epoksidni premaz je poželjniji za primjenu u teškim uvjetima, jer pruža deblju, trajniju barijeru protiv vlage i kemikalija .
2.4 Kontrola kvalitete i testiranje
Kontrola kvalitete ključni je aspekt proizvodnog procesa za NdFeB magnete s visokim udjelom Br, osiguravajući da magneti zadovoljavaju specificirana magnetska i fizikalna svojstva. U različitim fazama proizvodnje provode se razna ispitivanja, uključujući ispitivanje sirovina, ispitivanje praha, ispitivanje zelenog kompakta, ispitivanje sinteriranih magneta i ispitivanje gotovog proizvoda. Magnetska svojstva poput remanencije (Br), koercitivnosti (HcJ), maksimalnog energetskog produkta (BH)max i kvadratnosti (Hk/HcJ) mjere se histerezisografom ili permeometrom. Fizikalna svojstva poput gustoće, tvrdoće i dimenzija provjeravaju se denzimetrom, ispitivačem tvrdoće i koordinatnim mjernim strojem (CMM). Otpornost na koroziju procjenjuje se ispitivanjem slanom maglom, ispitivanjem vlažnosti i ispitivanjem uranjanjem. Osim toga, provodi se mikrostrukturna analiza pomoću skenirajuće elektronske mikroskopije (SEM) i rendgenske difrakcije (XRD) kako bi se osiguralo da su struktura zrna i fazni sastav optimalni. Svi magneti koji ne zadovoljavaju standarde kvalitete odbacuju se ili se prerađuju .
3. Ključne prednosti visokoBr NdFeB magneta
3.1 Visoka gustoća magnetske energije
Jedna od najznačajnijih prednosti High Br NdFeB magneta je njihova visoka gustoća magnetske energije, što je rezultat njihove iznimne remanencije i maksimalnog energetskog produkta. U usporedbi s drugim permanentnim magnetima kao što su feritni magneti, samarij-kobaltni (SmCo) magneti i alnico magneti, High Br NdFeB magneti nude puno veću gustoću energije, što omogućuje dizajn manjih, lakših i snažnijih uređaja. Na primjer, High Br NdFeB magnet s (BH)max od 50 MGOe može generirati magnetsko polje koje je nekoliko puta jače od feritnog magneta s (BH)max od 5 MGOe, a pritom zauzima samo dio volumena. Ova visoka gustoća energije posebno je korisna u primjenama gdje su prostor i težina kritična ograničenja, kao što su električna vozila (EV), prijenosna elektronika i zrakoplovne komponente .
3.2 Kompaktna veličina i mala težina
Visoka gustoća magnetske energije High Br NdFeB magneta omogućuje miniaturizaciju magnetskih uređaja. Korištenjem manjeg, lakšeg High Br NdFeB magneta umjesto većeg, težeg magneta druge vrste, proizvođači mogu smanjiti ukupnu veličinu i težinu svojih proizvoda bez ugrožavanja performansi. To je posebno važno u elektroničkoj industriji, gdje potrošači zahtijevaju manje, prenosivije uređaje poput pametnih telefona, prijenosnih računala i nosive tehnologije. U električnim vozilima, smanjenje veličine i težine motora i drugih magnetskih komponenti može poboljšati energetsku učinkovitost vozila i produžiti njegov domet vožnje. Slično tome, u zrakoplovnim primjenama, lagani magneti doprinose uštedi goriva i povećanju nosivosti .
3.3 Izvrsne performanse u niskim magnetskim poljima
NdFeB magneti s visokim udjelom Br pokazuju izvrsne performanse čak i u slabim vanjskim magnetskim poljima, što ih čini idealnim za primjene gdje magnet nije izložen jakom vanjskom polju. Njihova visoka remanencija osigurava da zadržavaju jako magnetsko polje čak i kada se vanjsko polje ukloni, što je ključno za primjene poput magnetskih senzora, magnetskih separatora i medicinskih uređaja. Na primjer, u magnetskom senzoru koji se koristi za detekciju položaja pokretnog dijela, NdFeB magnet s visokim udjelom Br može generirati jasan, stabilan signal čak i u prisutnosti slabih vanjskih magnetskih smetnji. U magnetskim separatorima, visoka remanencija omogućuje učinkovito odvajanje magnetskih materijala od nemagnetskih materijala, čak i pri niskim jakostima magnetskog polja .
3.4 Isplativost
Unatoč svojim naprednim performansama, High Br NdFeB magneti su relativno isplativi u usporedbi s drugim visokoučinkovitim magnetima poput samarij-kobalt magneta. Samarij-kobalt magneti nude izvrsnu temperaturnu stabilnost i otpornost na koroziju, ali su mnogo skuplji zbog rijetkosti i visoke cijene samarija i kobalta. High Br NdFeB magneti, s druge strane, koriste željezo kao primarnu komponentu, koje je obilno i jeftino, što ih čini ekonomičnijim izborom za većinu primjena. Osim toga, napredak u proizvodnoj tehnologiji doveo je do poboljšanja učinkovitosti proizvodnje i prinosa, dodatno smanjujući troškove High Br NdFeB magneta. Ova isplativost učinila ih je dostupnima širokom rasponu industrija, što je potaknulo njihovo široko prihvaćanje .
4. Različite primjene visokoBr NdFeB magneta
4.1 Elektronička industrija
Elektronička industrija jedan je od najvećih potrošača High Br NdFeB magneta, zahvaljujući njihovim visokim magnetskim performansama i kompaktnoj veličini. Koriste se u širokom rasponu elektroničkih uređaja, uključujući pametne telefone, tablete, prijenosna računala, fotoaparate i slušalice. U pametnim telefonima, High Br NdFeB magneti koriste se u zvučniku, vibracijskom motoru i modulu kamere. Zvučniku je potrebno jako magnetsko polje za pokretanje dijafragme, proizvodeći jasan i glasan zvuk, dok vibracijski motor koristi magnet za generiranje vibracija za haptičku povratnu informaciju. U fotoaparatima se magneti koriste u mehanizmu autofokusa za precizno pomicanje objektiva. High Br NdFeB magneti također se koriste u tvrdim diskovima (HDD) i SSD-ovima za kontrolu kretanja glave za čitanje/pisanje, osiguravajući brzo i točno pohranjivanje i dohvaćanje podataka. Osim toga, koriste se u energetskim induktorima, transformatorima i magnetskim senzorima, poboljšavajući učinkovitost i performanse elektroničkih sklopova .
4.2 Automobilska industrija
Automobilska industrija doživljava brzi prijelaz prema elektrifikaciji, a NdFeB magneti s visokim udjelom Br igraju ključnu ulogu u toj tranziciji. Oni su ključna komponenta u elektromotorima električnih vozila (EV), hibridnih električnih vozila (HEV) i plug-in hibridnih električnih vozila (PHEV). Visoka remanencija i gustoća energije NdFeB magneta s visokim udjelom Br omogućuju elektromotorima generiranje više snage s manjim i lakšim dizajnom, poboljšavajući ubrzanje vozila, maksimalnu brzinu i energetsku učinkovitost. Na primjer, tipičan motor električnog vozila koristi nekoliko kilograma NdFeB magneta s visokim udjelom Br, koji su raspoređeni u rotoru kako bi stvorili jako magnetsko polje. Namoti statora međusobno djeluju s ovim magnetskim poljem kako bi proizveli okretni moment, pokrećući vozilo naprijed. NdFeB magneti s visokim udjelom Br koriste se i u drugim automobilskim komponentama, kao što su servo upravljači, ABS senzori i električne kočnice. U servo upravljačima magneti pomažu u preciznom i responzivnom upravljanju, dok u ABS senzorima detektiraju brzinu kotača kako bi spriječili proklizavanje .
4.3 Industrija obnovljivih izvora energije
Industrija obnovljivih izvora energije, posebno energija vjetra i sunca, uvelike se oslanja na visokoBr NdFeB magnete za učinkovitu proizvodnju energije. U vjetroturbinama, visokoBr NdFeB magneti koriste se u sinkronim generatorima s permanentnim magnetima (PMSG) koji pretvaraju rotacijsku energiju lopatica turbine u električnu energiju. PMSG-ovi nude veću učinkovitost, niže održavanje i manju veličinu u usporedbi s tradicionalnim indukcijskim generatorima, zahvaljujući visokim magnetskim performansama visokoBr NdFeB magneta. Magneti su montirani na rotor generatora i dok se rotor okreće, stvaraju rotirajuće magnetsko polje koje inducira električnu struju u namotima statora. VisokoBr NdFeB magneti također se koriste u solarnim trackerima, koji prilagođavaju položaj solarnih panela kako bi se maksimizirala apsorpcija sunčeve svjetlosti. Magneti pomažu u pokretanju motora koji rotiraju solarne panele, osiguravajući precizno i učinkovito praćenje. Osim toga, koriste se u sustavima za pohranu energije, kao što su baterije i superkondenzatori, za poboljšanje gustoće energije i učinkovitosti punjenja/pražnjenja .
4.4 Zrakoplovna i obrambena industrija
Zrakoplovna i obrambena industrija zahtijevaju visokoučinkovite materijale koji mogu izdržati ekstremne uvjete, a High Br NdFeB magneti su vrlo prikladni za tu svrhu. Koriste se u raznim zrakoplovnim i obrambenim primjenama, uključujući zrakoplovne motore, satelitske sustave, radarske sustave i sustave za navođenje projektila. U zrakoplovnim motorima, High Br NdFeB magneti koriste se u električnim aktuatorima, senzorima i generatorima, pružajući pouzdane performanse pri visokim temperaturama, visokim tlakovima i vibracijama. U satelitskim sustavima, magneti se koriste u sustavima za kontrolu položaja za podešavanje orijentacije satelita, kao i u komunikacijskim sustavima za poboljšanje prijenosa i prijema signala. Radarski sustavi koriste High Br NdFeB magnete u anteni i komponentama odašiljača/prijemnika, poboljšavajući domet, rezoluciju i osjetljivost radara. U sustavima za navođenje projektila, magneti se koriste u žiroskopima i akcelerometrima kako bi pružili precizne informacije o navigaciji i ciljanju .
4.5 Medicinska industrija
Medicinska industrija je još jedno važno područje primjene NdFeB magneta s visokim udjelom Br, gdje ih njihove visoke magnetske performanse i biokompatibilnost (uz pravilno premazivanje) čine idealnim za razne medicinske uređaje. Koriste se u uređajima za magnetsku rezonancu (MRI), koji se oslanjaju na jaka magnetska polja za stvaranje detaljnih slika ljudskog tijela. NdFeB magneti s visokim udjelom Br koriste se u glavnom magnetu MRI uređaja, generirajući statičko magnetsko polje od 1,5 T, 3,0 T ili više, koje poravnava protone u tjelesnim tkivima. Kada se primijeni radiofrekventni impuls, protoni emitiraju signale koje detektira MRI uređaj, stvarajući slike unutarnjih organa i struktura. NdFeB magneti s visokim udjelom Br također se koriste u medicinskim pumpama, kao što su inzulinske pumpe i uređaji za pomoć ventrikula (VAD), za precizno upravljanje mehanizmom pumpanja. Osim toga, koriste se u uređajima za magnetsku terapiju, koji koriste magnetska polja za liječenje različitih stanja poput boli, upale i artritisa .
5. Izazovi i rješenja u korištenju visokoBr NdFeB magneta
5.1 Otpornost na koroziju
Kao što je ranije spomenuto, NdFeB magneti s visokim udjelom Br osjetljivi su na koroziju zbog prisutnosti neodimija, koji je vrlo reaktivan. Korozija može dovesti do degradacije magnetskih svojstava magneta, kao i do stvaranja hrđe i drugih produkata korozije koji mogu oštetiti magnet i okolne komponente. Kako bi se riješio ovaj izazov, razvijene su različite tehnologije površinske obrade. Niklanje (Ni-Cu-Ni) uobičajeni je tretman koji pruža zaštitnu barijeru protiv vlage i kisika, a istovremeno poboljšava prianjanje i električnu vodljivost magneta. Epoksidni premaz još je jedan učinkovit tretman koji nudi izvrsnu otpornost na koroziju u teškim uvjetima poput pomorskih i kemijskih primjena. Osim toga, istraživači istražuju nove metode površinske obrade, poput nanošenja atomskog sloja (ALD) i fizičkog nanošenja pare (PVD), koji mogu pružiti tanje, ujednačenije premaze s poboljšanom otpornošću na koroziju. Drugi pristup je modificiranje sastava magneta dodavanjem elemenata poput kobalta, kroma ili aluminija, što može poboljšati intrinzičnu otpornost magneta na koroziju .
5.2 Temperaturna stabilnost
NdFeB magneti s visokim udjelom Br imaju relativno niske Curiejeve temperature u usporedbi s drugim magnetima poput samarij-kobaltnih magneta, što ograničava njihov raspon radne temperature. Na visokim temperaturama, koercitivnost magneta se smanjuje, što povećava rizik od demagnetizacije. Kako bi poboljšali temperaturnu stabilnost, proizvođači često dodaju disprozij ili terbij u sastav magneta. Ovi elementi povećavaju polje magnetokristalne anizotropije, što povećava koercitivnost i smanjuje temperaturni koeficijent koercitivnosti. Međutim, disprozij i terbij su rijetki i skupi, što može povećati cijenu magneta.
ReviewsNumber of comments: {{ page.total }}
I want to comment?
{{item.nickname ? (item.nickname.slice(0, 2) + '*****') : item.source === 1 ? 'mall buyer' : '--'}}
{{item.comment_time}}
Review in the {{item.country}}
Reviews
Merchant
{{replyItem.nickname ? (replyItem.nickname.slice(0, 2) + '*****') : replyItem.source === 1 ? 'mall buyer' : '--'}}
{{replyItem.parent_nickname ? (replyItem.parent_nickname.slice(0, 2) + '*****') : '--'}}
{{replyItem.is_merchant_reply === 1 ? replyItem.reply_time : replyItem.comment_time}}
Review in the {{replyItem.country}}
Reviews
No customer reviews
preporučeno za tebe
nema podataka
Kontaktirajte nas
Kontakt: Iris Yang & Jianrong Shan
Tel: +86-18368402448
E-mail:
iris@senzmagnet.com
Adresa: Soba 610, 6. kat, Zgrada vanjske trgovine br. 336 Shengzhou Avenue, Shanhu Street, Shengzhou City, Shaoxing City, Zhejiang Province, 312400
Autorska prava © 2025 Shengzhou Senz Magnet Co., Ltd. |
Sitemap
|
Politika privatnosti