Сен Магнет - Глобален производител на материјали за постојан магнети & Снабдувач над 20 години.
Високо-Br NdFeB магнети: Ослободување на моќта на високата реманенција во напредните магнетни апликации
2025-12-01
Вовед
Во светот на перманентните магнети, магнетите од неодимиум-железо-бор (NdFeB) долго време стојат како камен-темелник на модерната технологија, славени по нивните исклучителни магнетни перформанси. Меѓу различните степени на NdFeB магнети, магнетите со висок Br NdFeB - дефинирани по нивната висока реманенција (Br) - се појавија како критична компонента во поместувањето на границите на она што е можно во индустриите кои се движат од електроника и автомобилска индустрија до обновлива енергија и воздухопловство. Реманенцијата, или густината на преостанатиот магнетен флукс, ја претставува магнетната индукција што останува во материјалот по отстранувањето на надворешно магнетно поле. За магнетите со висок Br NdFeB, овој параметар е значително зголемен во споредба со стандардните NdFeB степени, овозможувајќи им да генерираат посилни магнетни полиња во компактни форми. Оваа статија навлегува во основните својства, производствените процеси, клучните предности, разновидните апликации, предизвиците и идните перспективи на магнетите со висок Br NdFeB, истакнувајќи ја нивната клучна улога во водењето на технолошките иновации и одржливоста .
1. Основни својства на магнети со висок Br и NdFeB
1.1 Магнетни карактеристики
Дефинитивната карактеристика на магнетите со висок Br и NdFeB е нивната исклучителна реманенција. Типично, стандардните магнети NdFeB покажуваат реманенција (Br) која се движи од 1,0 T до 1,4 T, додека оние со висок Br го надминуваат овој опсег, често достигнувајќи од 1,45 T до 1,6 T или повеќе, во зависност од составот и техниките на производство. Оваа висока вредност на Br се преведува во посилно внатрешно магнетно поле, овозможувајќи му на магнетот да задржи повисоко ниво на магнетизација дури и во отсуство на надворешно поле. Дополнувајќи ја високата реманенција, овие магнети одржуваат и поволна коерцивност (HcJ) и максимален енергетски производ (BH)max - два други критични магнетни параметри. Коерцивноста, отпорноста на демагнетизација, осигурува дека магнетот ги задржува своите магнетни својства под сурови услови како што се високи температури или надворешни магнетни пречки. Магнетите со висок Br и NdFeB обично имаат коерцивност помеѓу 800 kA/m и 1200 kA/m, балансирајќи ја потребата за стабилност со висока реманенција. Максималниот енергетски производ, кој ја мери способноста на магнетот да складира магнетна енергија, се движи од 35 MGOe до 55 MGOe за високо-британски класи, што ги прави идеални за апликации кои бараат висока густина на моќност .
1.2 Физички и хемиски својства
Магнетите со висока содржина на Br и NdFeB се составени од тројна легура на неодимиум (Nd), железо (Fe) и бор (B), со типични состави од 25-35% Nd, 60-70% Fe и 1-2% B. За подобрување на магнетните перформанси и стабилност, често се додаваат елементи во трагови како што се диспрозиум (Dy), тербиум (Tb), кобалт (Co) и галиум (Ga). Диспрозиумот и тербиумот ја подобруваат коерцитивноста со рафинирање на структурата на зрната и намалување на магнетокристалното анизотрописко поле, додека кобалтот ја подобрува температурната стабилност и отпорноста на корозија. Галиумот, од друга страна, помага во процесот на синтерување, промовирајќи згуснување и намалувајќи ја порозноста. Физички, магнетите со висока содржина на Br и NdFeB се густи, со типична густина од 7,4-7,6 g/cm³, и покажуваат висока тврдост (HV 500-600), што ги прави отпорни на абење, но исто така и кршливи и склони кон кршење ако не се ракува внимателно. Хемиски, тие се подложни на корозија, особено во влажни или кисели средини, поради присуството на неодимиум, кој е многу реактивен. Ова бара површински третмани како што се никелирање (Ni-Cu-Ni), цинкирање, епоксидно обложување или алуминиумско обложување за да се заштити магнетот од оксидација и деградација .
1.3 Стабилност на температурата
Температурата има значително влијание врз магнетните својства на NdFeB магнетите, а високо-Br класите не се исклучок. Кириевата температура (Tc) - температурата на која магнетот ги губи своите феромагнетни својства - за стандардни NdFeB магнети е приближно 310°C, а високо-Br класите обично имаат слична или малку пониска Кириева температура (300-310°C) поради нивниот оптимизиран состав за реманенција. Сепак, работниот температурен опсег на високо-Br NdFeB магнетите се одредува според нивниот коефициент на температурна коеерцитивност (αHcJ), што покажува колку коеерцивноста се намалува со зголемување на температурата. Високо-Br класите со додаден диспрозиум или тербиум покажуваат подобра температурна стабилност, со работни температури кои се движат од -40°C до 120°C или повисоки (до 150°C за специјализирани класи). Надвор од овој опсег, коеерцивноста на магнетот може да падне до ниво каде што се јавува демагнетизација, ограничувајќи ги неговите перформанси. Затоа е клучно да се избере соодветната класа на магнет со висока содржина на Br и NdFeB врз основа на специфичните температурни барања на апликацијата .
2. Процеси на производство на магнети со висок Br и NdFeB
2.1 Подготовка на суровини
Производството на магнети со висока содржина на Br и NdFeB започнува со внимателен избор и подготовка на суровини. Неодиум со висока чистота (99,5% или повисока), железо (чистота од 99,9%) и бор (обично во форма на феробор, FeB, со 18-20% B) се основните состојки. Елементи во трагови како што се диспрозиум, тербиум, кобалт и галиум се додаваат во прецизни количини за да се прилагодат магнетните својства. Суровините се мерат според посакуваниот состав и темелно се мешаат во високоенергетска топчеста мелница или млазна мелница за да се формира хомоген прав. Процесот на мелење ја намалува големината на честичките на приближно 3-5 μm, што е клучно за постигнување на посакуваните магнетни својства за време на последователната обработка. За да се спречи оксидација, мешањето и мелењето често се изведуваат во инертна атмосфера (на пр., аргон или азот) или под вакуум .
2.2 Процес на синтерување
Синтерувањето е клучен чекор во производството на магнети со висока содржина на Br и NdFeB, бидејќи го згуснува правот во цврст магнет со оптимизирани магнетни својства. Мелениот прав се пресува во зелен компактен материјал со помош на преса за калап. За време на пресувањето, се применува магнетно поле за да се усогласат магнетните домени на честичките од прав, што го подобрува преостанатоста на конечниот магнет. Јачината на магнетното поле за време на пресувањето обично се движи од 1,5 T до 2,0 T, осигурувајќи дека честичките се порамнети по должината на лесната оска на магнетизација. Зелениот компактен материјал потоа се синтерува во вакуумска печка или печка со заштитна атмосфера (аргон) на температура од 1050-1150°C во тек на 2-4 часа. Синтерувањето предизвикува честичките од прав да се врзат преку дифузија, намалувајќи ја порозноста и зголемувајќи ја густината. По синтерувањето, магнетот се подложува на процес на калење, што вклучува загревање на 500-600°C во тек на 1-2 часа, а потоа бавно ладење. Калењето ја подобрува коерцитивноста и магнетната стабилност со ублажување на внатрешните напрегања и рафинирање на структурата на зрната .
2.3 Машинска обработка и површинска обработка
По синтерувањето и калењето, магнетите со висока содржина на Br и NdFeB се обработуваат за да се постигне посакуваната форма, големина и толеранција. Поради нивната висока тврдост и кршливост, обработката обично се изведува со употреба на дијамантски алатки, како што се дијамантски пили, брусилки и машини за лакирање. Вообичаените процеси на обработка вклучуваат сечење, брусење, дупчење и полирање. Прецизната обработка е од суштинско значење за да се обезбеди дека магнетите ги исполнуваат строгите димензионални барања на различни апликации, како што се електрични мотори и магнетни сензори. По обработката, магнетите се подложени на површински третман за да се заштитат од корозија. Како што споменавме претходно, вообичаените површински третмани вклучуваат никелирање, цинкирање, епоксидно обложување и алуминиумско обложување. Никелирањето (Ni-Cu-Ni) е еден од најчесто користените третмани поради неговата одлична отпорност на корозија, адхезија и електрична спроводливост. Епоксидното обложување е претпочитано за апликации во сурови средини, бидејќи обезбедува подебела, потрајна бариера против влага и хемикалии .
2.4 Контрола на квалитет и тестирање
Контролата на квалитетот е критичен аспект од процесот на производство на магнети со висока содржина на Br и NdFeB, со што се осигурува дека магнетите ги исполнуваат наведените магнетни и физички својства. Различни тестови се вршат во различни фази од производството, вклучувајќи тестирање на суровини, тестирање на прав, тестирање на зелен компакт, тестирање на синтерувани магнети и тестирање на финален производ. Магнетните својства како што се реманенција (Br), коерцивност (HcJ), максимален енергетски производ (BH)max и квадратност (Hk/HcJ) се мерат со помош на хистерезисграф или пермеаметар. Физичките својства како што се густина, тврдост и димензии се проверуваат со помош на дензиметар, тестер на тврдост и машина за мерење на координати (CMM). Отпорноста на корозија се оценува преку тестирање со солен спреј, тестирање на влажност и тестирање со потопување. Дополнително, се врши микроструктурна анализа со користење на скенирачка електронска микроскопија (SEM) и дифракција на Х-зраци (XRD) за да се осигури дека структурата на зрната и фазниот состав се оптимални. Сите магнети што не ги исполнуваат стандардите за квалитет се отфрлаат или се преработуваат .
3. Клучни предности на магнетите со висок Br и NdFeB
3.1 Висока густина на магнетна енергија
Една од најзначајните предности на магнетите со висока содржина на Br и NdFeB е нивната висока густина на магнетна енергија, што е резултат на нивната исклучителна реманенција и максимален енергетски производ. Во споредба со други перманентни магнети како што се феритни магнети, самариум-кобалтни (SmCo) магнети и алнико магнети, магнетите со висока содржина на Br и NdFeB нудат многу поголема густина на енергија, овозможувајќи дизајнирање на помали, полесни и помоќни уреди. На пример, магнет со висока содржина на Br и NdFeB со (BH)max од 50 MGOe може да генерира магнетно поле кое е неколку пати посилно од феритен магнет со (BH)max од 5 MGOe, а зафаќа само дел од волуменот. Оваа висока густина на енергија е особено корисна во апликации каде што просторот и тежината се критични ограничувања, како што се електричните возила (EV), преносната електроника и воздухопловните компоненти .
3.2 Компактна големина и мала тежина
Високата густина на магнетна енергија на магнетите со висока содржина на Br и NdFeB овозможува минијатуризација на магнетните уреди. Со користење на помал, полесен магнет со висока содржина на Br и NdFeB наместо поголем, потежок магнет од друг тип, производителите можат да ја намалат вкупната големина и тежина на своите производи без да ги загрозат перформансите. Ова е особено важно во електронската индустрија, каде што потрошувачите бараат помали, попреносливи уреди како што се паметни телефони, лаптопи и нослива технологија. Кај електричните возила, намалувањето на големината и тежината на моторот и другите магнетни компоненти може да ја подобри енергетската ефикасност на возилото и да го прошири неговиот опсег на возење. Слично на тоа, во воздухопловните апликации, лесните магнети придонесуваат за заштеда на гориво и зголемен капацитет на носивост .
3.3 Одлични перформанси во ниски магнетни полиња
Магнетите со висока содржина на Br и NdFeB покажуваат одлични перформанси дури и при ниски надворешни магнетни полиња, што ги прави идеални за апликации каде што магнетот не е изложен на силно надворешно поле. Нивната висока реманенција гарантира дека тие задржуваат силно магнетно поле дури и кога надворешното поле е отстрането, што е клучно за апликации како што се магнетни сензори, магнетни сепаратори и медицински уреди. На пример, кај магнетен сензор што се користи за откривање на положбата на подвижен дел, магнет со висока содржина на Br и NdFeB може да генерира јасен, стабилен сигнал дури и во присуство на слаба надворешна магнетна интерференција. Кај магнетните сепаратори, високата реманенција овозможува ефикасно одвојување на магнетни материјали од немагнетни материјали, дури и при ниски јачини на магнетното поле .
3.4 Економичност
И покрај нивните напредни перформанси, магнетите со висок Br и NdFeB се релативно економични во споредба со другите високо-перформансни магнети како што се самариум-кобалт магнетите. Самариум-кобалт магнетите нудат одлична температурна стабилност и отпорност на корозија, но се многу поскапи поради реткоста и високата цена на самариумот и кобалтот. Магнетите со висок Br и NdFeB, од друга страна, користат железо како примарна компонента, кое е изобилно и ефтино, што ги прави поекономичен избор за повеќето апликации. Дополнително, напредокот во технологијата на производство доведе до подобрувања во ефикасноста на производството и приносот, дополнително намалувајќи ја цената на магнетите со висок Br и NdFeB. Оваа економичност ги направи достапни за широк спектар на индустрии, поттикнувајќи нивно широко распространето усвојување .
4. Разновидни примени на магнети со висок Br и NdFeB
4.1 Електронска индустрија
Електронската индустрија е еден од најголемите потрошувачи на магнети со висок Br NdFeB, благодарение на нивните високи магнетни перформанси и компактна големина. Тие се користат во широк спектар на електронски уреди, вклучувајќи паметни телефони, таблети, лаптопи, камери и слушалки. Кај паметните телефони, магнетите со висок Br NdFeB се користат во звучникот, вибрациониот мотор и модулот на камерата. Звучникот бара силно магнетно поле за да ја движи дијафрагмата, создавајќи јасен и гласен звук, додека вибрациониот мотор користи магнет за да генерира вибрации за хаптички повратни информации. Кај камерите, магнетите се користат во механизмот за автофокус за прецизно движење на објективот. Магнетите со висок Br NdFeB се користат и во тврди дискови (HDD) и во цврсти дискови (SSD) за контрола на движењето на главата за читање/пишување, обезбедувајќи брзо и точно складирање и пребарување на податоци. Дополнително, тие се користат во индуктиви за напојување, трансформатори и магнетни сензори, подобрувајќи ја ефикасноста и перформансите на електронските кола .
4.2 Автомобилска индустрија
Автомобилската индустрија доживува брз премин кон електрификација, а магнетите со висок Br и NdFeB играат клучна улога во оваа транзиција. Тие се клучна компонента во електричните мотори на електричните возила (EV), хибридните електрични возила (HEV) и хибридните електрични возила со приклучок (PHEV). Високата реманенција и густина на енергија на магнетите со висок Br и NdFeB им овозможуваат на електричните мотори да генерираат поголема моќност со помал, полесен дизајн, подобрувајќи го забрзувањето, максималната брзина и енергетската ефикасност на возилото. На пример, типичен мотор за EV користи неколку килограми магнети со висок Br и NdFeB, кои се распоредени во роторот за да создадат силно магнетно поле. Намотките на статорот комуницираат со ова магнетно поле за да произведат вртежен момент, придвижувајќи го возилото напред. Магнетите со висок Br и NdFeB се користат и во други автомобилски компоненти, како што се системи за серво управување, ABS сензори и електрични сопирачки. Во системите за серво управување, магнетите помагаат да се обезбеди прецизно и одзивно управување, додека кај ABS сензорите, тие ја детектираат брзината на тркалата за да спречат лизгање .
4.3 Индустрија за обновлива енергија
Индустријата за обновлива енергија, особено енергијата од ветер и сончева енергија, во голема мера се потпира на магнети со висок Br и NdFeB за ефикасно производство на енергија. Кај ветерните турбини, магнетите со висок Br и NdFeB се користат во синхроните генератори со постојан магнет (PMSG) кои ја претвораат ротационата енергија на лопатките на турбината во електрична енергија. PMSG нудат поголема ефикасност, помалку одржување и помала големина во споредба со традиционалните индукциски генератори, благодарение на високите магнетни перформанси на магнетите со висок Br и NdFeB. Магнетите се монтирани на роторот на генераторот и како што роторот се врти, тие создаваат ротирачко магнетно поле кое индуцира електрична струја во намотките на статорот. Магнетите со висок Br и NdFeB се користат и во сончевите тракери, кои ја прилагодуваат положбата на сончевите панели за да ја максимизираат апсорпцијата на сончевата светлина. Магнетите помагаат да се движат моторите што ги ротираат сончевите панели, обезбедувајќи прецизно и ефикасно следење. Дополнително, тие се користат во системи за складирање на енергија, како што се батерии и суперкондензатори, за подобрување на густината на енергијата и ефикасноста на полнење/празнење .
4.4 Космичка и одбранбена индустрија
Аерокосмичката и одбранбената индустрија бараат високоперформансни материјали што можат да издржат екстремни услови, а магнетите со висок Br и NdFeB се погодни за оваа намена. Тие се користат во различни воздухопловни и одбранбени апликации, вклучувајќи авионски мотори, сателитски системи, радарски системи и системи за насочување на ракети. Во авионските мотори, магнетите со висок Br и NdFeB се користат во електрични актуатори, сензори и генератори, обезбедувајќи сигурни перформанси при високи температури, висок притисок и вибрации. Во сателитските системи, магнетите се користат во системите за контрола на положбата за да се прилагоди ориентацијата на сателитот, како и во комуникациските системи за подобрување на преносот и приемот на сигналот. Радарските системи користат магнети со висок Br и NdFeB во компонентите на антената и предавателот/приемникот, подобрувајќи го опсегот, резолуцијата и чувствителноста на радарот. Во системите за насочување на ракети, магнетите се користат во жироскопи и акцелерометри за да обезбедат прецизни информации за навигација и насочување .
4.5 Медицинска индустрија
Медицинската индустрија е уште една важна област на примена за магнети со висока содржина на Br и NdFeB, каде што нивните високи магнетни перформанси и биокомпатибилност (кога се правилно обложени) ги прават идеални за разни медицински уреди. Тие се користат во апарати за магнетна резонанца (MRI), кои се потпираат на силни магнетни полиња за да произведат детални слики од човечкото тело. Магнети со висока содржина на Br и NdFeB се користат во главниот магнет на апаратите за MRI, генерирајќи статично магнетно поле од 1,5 T, 3,0 T или повисоко, кое ги усогласува протоните во ткивата на телото. Кога се применува радиофреквентен пулс, протоните емитуваат сигнали што ги детектира апаратот за MRI, создавајќи слики од внатрешните органи и структури. Магнети со висока содржина на Br и NdFeB се користат и во медицински пумпи, како што се инсулински пумпи и уреди за вентрикуларна помош (VAD), за да го движат механизмот за пумпање со прецизна контрола. Дополнително, тие се користат во уреди за магнетна терапија, кои користат магнетни полиња за лекување на разни состојби како што се болка, воспаление и артритис .
5. Предизвици и решенија при употреба на магнети со висок Br и NdFeB
5.1 Отпорност на корозија
Како што споменавме претходно, магнетите со висок Br и NdFeB се подложни на корозија поради присуството на неодимиум, кој е многу реактивен. Корозијата може да доведе до деградација на магнетните својства на магнетот, како и до формирање на 'рѓа и други производи од корозија што можат да го оштетат магнетот и околните компоненти. За да се справи со овој предизвик, развиени се различни технологии за површинска обработка. Никелирањето (Ni-Cu-Ni) е вообичаен третман што обезбедува заштитна бариера против влага и кислород, а истовремено ја подобрува адхезијата и електричната спроводливост на магнетот. Епоксидното премачкување е уште еден ефикасен третман, кој нуди одлична отпорност на корозија во сурови средини како што се морските и хемиските апликации. Дополнително, истражувачите истражуваат нови методи за површинска обработка, како што се таложење на атомски слој (ALD) и физичко таложење на пареа (PVD), кои можат да обезбедат потенки, порамномерни премази со подобрена отпорност на корозија. Друг пристап е да се модифицира составот на магнетот со додавање елементи како што се кобалт, хром или алуминиум, што може да ја подобри внатрешната отпорност на корозија на магнетот .
5.2 Стабилност на температурата
Магнетите со висока содржина на Br и NdFeB имаат релативно ниски Кирие температури во споредба со други магнети како што се самариум-кобалт магнетите, што го ограничува нивниот работен температурен опсег. На високи температури, коерцивноста на магнетот се намалува, зголемувајќи го ризикот од демагнетизација. За да се подобри температурната стабилност, производителите често додаваат диспрозиум или тербиум во составот на магнетот. Овие елементи го зголемуваат магнетокристалното поле на анизотропија, што ја подобрува коерцивноста и го намалува температурниот коефициент на коерцивност. Сепак, диспрозиумот и тербиумот се ретки и скапи, што може да ја зголеми цената на магнетот.
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
Препорачано за тебе
нема податок
Стапи во контакт со нас
Контакт: Ирис Јанг & Џианронг Шан
тел: +86-18368402448
Порака:
iris@senzmagnet.com
Адреса: Соба 610, 6-ти кат, Зграда за надворешна трговија, бр. 336 Шенгжу авенија, улица Шанху, градот Шенгжу, градот Шаоксинг, провинција Жеџијанг, 312400
Авторски права © 2025 Shengzhou Senz Magnet Co., Ltd. |
Сита
|
Политика за приватност