Дали магнетните својства на Ndfeb магнетите постепено ослабуваат со текот на времето? Кои се причините за намалување на перформансите по долготрајна употреба?

1. Фактори на животната средина

1.1 Ефекти на температурата

• Термичка демагнетизација NdFeB магнетите имаат ограничен опсег на работна температура. Изложеност на температури што ја надминуваат нивната максимална работна температура (обично 100–200°C, во зависност од степенот) може да предизвика неповратно магнетно распаѓање. Ова се случува затоа што покачените температури го нарушуваат усогласувањето на магнетните домени, намалувајќи ја нето магнетизацијата.
• Пример Кај моторите на електричните возила, продолжената работа близу до температурната граница на магнетот може да доведе до постепено намалување на густината на магнетниот флукс, што влијае на ефикасноста на моторот.

1.2 Влажност и корозија

• Оксидација NdFeB магнетите се многу подложни на оксидација во влажни средини. Границите на зрната богати со неодимиум реагираат со влага и кислород, формирајќи неодимиумски оксиди и хидроксиди. Овие производи од корозија се немагнетни и се лупат, изложувајќи го свежиот метал на понатамошно оштетување.
• Електрохемиска корозија Во кисела или солена средина, површината на магнетот подлежи на електрохемиски реакции, забрзувајќи ја корозијата. Ова е особено проблематично во морски или индустриски услови каде што се присутни хемикалии.
• Влијание врз перформансите Корозијата не само што го намалува физичкиот интегритет на магнетот, туку го нарушува и магнетното коло, што доведува до губење на магнетниот флукс. Студиите покажуваат дека необложените NdFeB магнети можат да откажат во рок од неколку часа при тестови за солена магла, додека обложените магнети можат да издржат 500–1.000 часа или повеќе.

2. Материјална деградација

2.1 Микроструктурни промени

• Раст на жито Со текот на времето, границите на зрната кај NdFeB магнетите може да претрпат термичка активација, што доведува до раст на зрната. Поголемите зрна ја намалуваат коерцитивноста на магнетот (отпорност на демагнетизација), правејќи го поподложен на надворешни магнетни полиња или температурни флуктуации.
• Фазни трансформации Продолжената изложеност на високи температури може да предизвика формирање на немагнетни фази (на пр. α-Fe), кои го разредуваат магнетниот материјал и ги намалуваат вкупните перформанси.

2.2 Елементарна дифузија

• Миграција на неодиум Во некои случаи, атомите на неодиум може да дифундираат до површината или границите на зрната, формирајќи оксиди или менувајќи го локалниот состав. Ова може да ги деградира магнетните својства на магнетот со текот на времето.

3. Структурни промени

3.1 Динамика на магнетниот домен

• Прикачување на ѕидот на доменот Движењето на ѕидовите на магнетниот домен (границите помеѓу регионите на униформна магнетизација) е под влијание на дефекти, нечистотии и напрегања во материјалот. Со текот на времето, овие фактори можат да предизвикаат „закачување“ на ѕидовите на домените, намалувајќи ја способноста на магнетот да одржува стабилна магнетна состојба.
• Магнетно стареење Дури и во отсуство на надворешни стресори, микроструктурата на магнетот може бавно да еволуира поради термички флуктуации, што доведува до постепено пренасочување на домените и намалување на магнетниот флукс.

3.2 Механички стрес

• Термички циклус Повторените циклуси на загревање и ладење можат да предизвикаат механички стрес кај магнетот поради диференцијална термичка експанзија помеѓу магнетниот материјал и неговиот слој или куќиште. Овој стрес може да предизвика микропукнатини или деламинација, нарушувајќи го магнетното коло.
• Вибрации и удари Во апликации што вклучуваат високи вибрации или механички шок (на пр., ветерни турбини или воздухопловни системи), магнетот може да претрпи физичко оштетување што ги нарушува неговите магнетни својства.

4. Студии за долгорочна стабилност

4.1 Стареење на собна температура

• Експериментални податоци Истражувањата покажаа дека висококвалитетните NdFeB магнети складирани на собна температура во суви услови покажуваат минимално магнетно распаѓање со децении. На пример, една студија од фински истражувачи не открила забележлива магнетна загуба кај синтеруван NdFeB магнет складиран една година на собна температура.
• Ограничувања Сепак, необложените магнети изложени на атмосферска влага можат да покажат значително распаѓање со текот на времето поради корозија. Од друга страна, обложените магнети можат да ги одржат своите перформанси подолго време. 30–50 години или повеќе под соодветни услови за складирање.

4.2 Стареење на висока температура

• Забрзано распаѓање На покачени температури, стапката на магнетно распаѓање драматично се зголемува. На пример, магнет складиран во 150°Ц може да изгуби 10–20% од својот магнетен флукс во рок од неколку години, додека магнет складиран на 80°C може да покаже само неколку проценти загуба во истиот период.
• Критични фактори Внатрешната коерцитивност (Hcj) на магнетот и коефициентот на магнетно водење (Pc) играат клучна улога во одредувањето на неговата стабилност на високи температури. Повисоките вредности на Hcj и пониските (понегативни) вредности на Pc корелираат со подобра долгорочна стабилност.

5. Стратегии за ублажување

За да се подобри долгорочната стабилност на NdFeB магнетите, можат да се применат неколку стратегии.:

• Површински премази Никелирањето, епоксидните премази или композитните третмани (на пр., Ni-Cu-Ni + епоксид) обезбедуваат бариера против влага и хемикалии, значително подобрувајќи ја отпорноста на корозија.
• Оптимизација на материјали Додавањето легирачки елементи (на пр., диспрозиум или тербиум) може да ја зголеми коерцитивноста и термичката стабилност на магнетот, правејќи го поотпорен на демагнетизација.
• Подобрувања на дизајнот Оптимизирањето на обликот, големината и магнетното коло на магнетот може да ги намали концентрациите на стрес и да ги подобри вкупните перформанси.
• Контрола на животната средина Чувањето на магнетите во суви и ладни средини и избегнувањето на изложеност на корозивни супстанции може да го продолжи нивниот век на траење.