Náchylnosť na koróziu a zlepšenie povrchovej úpravy magnetov NdFeB vo vlhkom a kyslom prostredí

Vplyv teploty na magnetické vlastnosti neodýmu, železa a bóru a stratégie na zabránenie ireverzibilnej demagnetizácie pri vysokých teplotách

Neodýmové magnety, zložené predovšetkým z neodýmu (Nd), železa (Fe) a bóru (B), sú všeobecne uznávané ako najsilnejšie komerčne dostupné permanentné magnety. Ich výnimočná pevnosť vyplýva z kombinácie jedinečných materiálových vlastností, vrátane vysokej remanencie (Br), koercivity (Hc) a maximálneho magnetického energetického produktu (BHmax). Nižšie skúmame vedecké základy ich sily a teoretické limity ich kapacity skladovania energie.

Výkon permanentných magnetov, ako je neodýmovo-železo-bórový (NdFeB), sa hodnotí pomocou kľúčových parametrov.:
zvyškový magnetizmus (Br)
,
koercitívna sila (Hc)
a
maximálny súčin magnetickej energie (BHmax)
. Tieto parametre odrážajú schopnosť magnetu generovať a udržiavať magnetické pole, odolávať demagnetizácii a ukladať magnetickú energiu. Nižšie je uvedené podrobné vysvetlenie ich fyzikálnych významov, vzťahov a spôsobu, akým sa používajú na posúdenie kvality magnetov.

Kryštálová štruktúra neodýmovo-železitého bóru (NdFeB), najmä jeho tetragonálny systém, je základom jeho výnimočných magnetických vlastností, ktoré vyplývajú zo súhry usporiadania atómov, výmenných interakcií a magnetokryštalickej anizotropie. Nižšie je uvedená podrobná analýza toho, ako táto štruktúra ovplyvňuje jej magnetické správanie.:

Rozdiely v zložení alebo mikroštruktúre medzi rôznymi druhmi (napr. N35, N52) neodýmových magnetov pramenia predovšetkým z rozdielov v čistote materiálu, mikroštrukturálnej zjemnenosti a parametroch spracovania, ktoré spoločne ovplyvňujú ich magnetické vlastnosti. Nižšie je uvedená podrobná analýza:

NdFeB (neodým-železo-bór) magnety sú známe svojimi výnimočnými magnetickými vlastnosťami, vďaka čomu sú nevyhnutné v mnohých vysokovýkonných aplikáciách vrátane elektrických vozidiel, veterných turbín a pokročilých zdravotníckych zariadení. Ich náchylnosť na koróziu v dôsledku prítomnosti reaktívnych prvkov, ako je neodým, si však vyžaduje účinné povrchové úpravy na zvýšenie ich odolnosti a spoľahlivosti. Tento článok skúma rôzne povrchové úpravy používané pre magnety NdFeB a podrobne opisuje ich procesy, výhody a aplikácie.

Úvod

Feritové magnetické materiály sú významnou triedou magnetických látok, ktoré sa široko používajú v mnohých elektronických a elektrických aplikáciách. Sú to keramické zlúčeniny zložené prevažne z oxidu železa (Fe₂O₃) v kombinácii s inými oxidmi kovov. Ferity možno rozdeliť na mäkké ferity a tvrdé ferity, pričom každý z nich má odlišné triedy a parametre, ktoré určujú jeho vhodnosť na špecifické použitie. Tento článok sa zaoberá rôznymi druhmi a kľúčovými parametrami feritových magnetických materiálov.

Feritové magnetické materiály sú triedou keramických zlúčenín zložených z oxidu železa (Fe₂O₃) v kombinácii s jedným alebo viacerými ďalšími kovovými prvkami. Vďaka svojim jedinečným magnetickým a elektrickým vlastnostiam, ako je vysoký elektrický odpor a relatívne vysoká permeabilita pri vysokých frekvenciách, sa široko používajú v rôznych elektronických aplikáciách. Feritové magnetické materiály možno zhruba rozdeliť do dvoch hlavných kategórií: mäkké ferity a tvrdé ferity, pričom každá z nich má odlišné vlastnosti a použitie.

AlNiCo (hliník-nikel-kobalt) magnety sú triedou permanentných magnetov, ktoré sa široko používajú od svojho vývoja v 30. rokoch 20. storočia. Na rozdiel od moderných vysokovýkonných magnetov, ako je NdFeB (neodým-železo-bór), sú magnety AlNiCo
bez vzácnych zemín
, pričom sa namiesto toho spoliehajú na kombináciu bežných kovových prvkov na dosiahnutie svojich magnetických vlastností. Toto rozlíšenie je kľúčové v aplikáciách, kde sú náklady, tepelná stabilita alebo spoľahlivosť dodávateľského reťazca uprednostňované pred maximálnou magnetickou silou.

Úvod

Permanentné magnety sú nevyhnutnou súčasťou moderných technológií a napájajú zariadenia od elektromotorov až po lekárske zobrazovacie systémy. Spomedzi rozmanitej škály magnetických materiálov predstavujú magnety AlNiCo (hliník-nikel-kobalt) a NdFeB (neodým-železo-bór) dve odlišné triedy s jedinečnými vlastnosťami a aplikáciami. Táto analýza skúma ich základné rozdiely v zložení, magnetickom výkone, tepelnej stabilite, odolnosti voči korózii a nákladovej efektívnosti.

AlNiCo (hliník-nikel-kobalt) magnety sú triedou permanentných magnetov, ktoré sú známe svojou výnimočnou teplotnou stabilitou, odolnosťou voči korózii a vysokou hustotou magnetického toku. Prvýkrát sa komerčne uviedli v 30. rokoch 20. storočia a dominovali na trhu s permanentnými magnetmi až do príchodu magnetov zo vzácnych zemín, ako sú NdFeB a SmCo. V súčasnosti sú magnety AlNiCo nevyhnutné v aplikáciách vyžadujúcich spoľahlivý výkon pri extrémnych teplotách alebo v náročných prostrediach, ako je napríklad letecký priemysel, vojenské senzory, snímače elektrických gitár a presné prístroje. Tento článok sa ponára do zložitého výrobného procesu magnetov AlNiCo a zdôrazňuje dve hlavné metódy.—
odliatok
a
spekanie
—a ich príslušné vplyvy na vlastnosti materiálov.