Кои се разликите во составот или микроструктурата помеѓу различните класи (како што се N35, N52) на неодимиумски магнети?

1. Разлики во составот

• Систем на основни легури И магнетите N35 и N52 се синтерувани неодимиум-железо-бор (NdFeB) магнети со ист основен состав: приближно 32% неодимиум (Nd), 64% железо (Fe) и 1.1–1,2% бор (Б). Сепак,  магнетите од повисок степен (на пр., N52) често вклучуваат дополнителни тешки ретки земни елементи (HREE)  како диспрозиум (Dy) или тербиум (Tb) за подобрување на коерцитивноста и термичката стабилност.
  • Пример : Магнетите N52 може да содржат 1–3% Dy за спротивставување на демагнетизацијата на висока температура, додека N35 магнетите обично користат минимален или никаков Dy поради нивните пониски барања за коерсивност.
• Контрола на нечистотии Магнетите од повисок квалитет бараат построга контрола врз нечистотиите (на пр. кислород, јаглерод, азот) кои можат да ги деградираат магнетните перформанси. N52 магнетите се произведуваат со употреба на суровини со ултра висока чистота и напредни техники на прочистување за да се минимизираат немагнетните фази.

2. Микроструктурни разлики

• Големина на зрното и ориентација Магнетните својства на NdFeB магнетите зависат од порамнувањето и големината на нивните Nd₂Fe₁₄B кристални зрна, кои покажуваат силна едноосна магнетокристална анизотропија.
  • Рафинирање на жито : Магнетите N52 обично се одликуваат со  помали, зрна со порамномерна големина  (1–3 μм) во споредба со N35 (3–5 μм). Пофините зрна го намалуваат закачувањето на ѕидот на доменот и ја зголемуваат коерцивноста, овозможувајќи производи со повисока енергија.
  • Кристалографска текстура Магнетите од повисок квалитет се подложени на  оптимизирано усогласување на магнетното поле за време на притискање , што резултира со посилна претпочитана ориентација на зрната долж c-оската. Ова го подобрува реманентниот принос (Br) и енергетскиот производ (BHmax).
• Фазен состав Микроструктурата на NdFeB магнетите се состои од:
  • Nd₂Fe₁₄B матрица Примарната магнетна фаза одговорна за висока магнетизација.
  • Гранична фаза на зрно богата со Nd Делува како лубрикант за време на синтерувањето и обезбедува електрична изолација помеѓу зрната. N52 магнетите често имаат  потенка, поконтинуирана Nd-богата фаза , што ја намалува интергрануларната демагнетизација и ја подобрува коерцитивноста.
  • Секундарни фази Несакани фази како αFe или Nd оксиди можат да се формираат ако се присутни нечистотии. N52 магнетите ги минимизираат овие фази преку построга контрола на процесот.

3. Варијации на параметри за обработка

• Температура и време на синтерување Магнетите од повисок квалитет бараат  прецизни услови на синтерување  (на пр., 1040–1080°C за N52 наспроти. 1020–1060°C за N35) за да се постигне оптимална густина и структура на зрната. Прекумерното синтерување може да ги задебели зрната и да ја намали коерцивноста, додека недоволното синтерување води до порозност и помала преостаната густина.
• Термичка обработка : Пост-синтерирање жарење (на пр., при 500–600°C) е критичен за ублажување на стресот и прераспределба на фазата богата со Nd. N52 магнетите често се подложени на  повеќестепено жарење  за понатамошно усовршување на микроструктурата.
• Магнетно усогласување Јачината на применетото магнетно поле за време на притискањето директно влијае на ориентацијата на зрната. Магнетите N52 се притиснати под  повисоки магнетни полиња  (на пр., 5–8 Т) во споредба со N35 (3–5 T) за да се максимизира текстурата.

4. Импликации врз перформансите

• Магнетни својства :
  • N35 : Br ≈ 1,18 T, Hc ≈ 868 kA/m, BHmax ≈ 35 MGOe. Погодно за апликации чувствителни на трошоци со умерени температурни барања (на пр., автомобилски сензори, звучници).
  • N52 : Br ≈ 1,47 Т, Hc ≈ 955 kA/m, BHmax ≈ 52 MGOe. Се користи во високо-перформансни апликации како што се мотори на електрични возила, ветерни турбини и магнетна резонанца машини.
• Термичка стабилност N52 магнетите имаат  пониска максимална работна температура  (60°Ц наспроти 80°C за N35) поради нивната повисока содржина на Dy, што може да предизвика термичка демагнетизација ако се надмине.
• Цена N52 магнетите се  20–50% поскапо  од N35 поради употребата на HREE, построга контрола на процесот и пониски приноси за време на производството.

5. Напредни микроструктурни техники

• Гранична дифузија (GBD) Модерна техника за подобрување на коерцитивноста кај висококвалитетни магнети со дифузија на Dy или Tb по границите на зрната, намалувајќи ја потребата за додавање на 3REE во голем обем. Ова овозможува перформанси од класа N52 со помала содржина на Dy.
• Обработка на топла деформација : Произведува  нанокристални магнети  со големини на зрна <100 nm, овозможувајќи теоретски вредности на BHmax >60 MGOe. Сепак, овој метод е сè уште во развој за масовно производство.

Резиме на клучните разлики

Како заклучок, разликите помеѓу магнетите N35 и N52 се вкоренети во нивниот состав (на пр., содржина на Dy), микроструктура (големина на зрната, фазна распределба) и параметри на обработка (синтерирање, усогласување). Овие фактори заедно ги одредуваат нивните магнетни перформанси, термичка стабилност и цена, што ја прави секоја класа погодна за различни апликации.