Сенз Магнет - Глобални стални магнетски произвођач материјала & Добављач током 20 година.
NdFeB магнети са високим Br садржајем: Ослобађање моћи високе реманентности у напредним магнетним применама
2025-12-01
Увод
У области перманентних магнета, неодимијум-гвожђе-бор (NdFeB) магнети дуго представљају камен темељац модерне технологије, славећи се због својих изузетних магнетних перформанси. Међу различитим врстама NdFeB магнета, High Br NdFeB магнети – дефинисани својом високом реманенцијом (Br) – појавили су се као кључна компонента у померању граница онога што је могуће у индустријама, од електронике и аутомобилске индустрије до обновљивих извора енергије и ваздухопловства. Реманенца, или резидуална густина магнетног флукса, представља магнетну индукцију која остаје у материјалу након уклањања спољашњег магнетног поља. За High Br NdFeB магнете, овај параметар је значајно повећан у поређењу са стандардним NdFeB врстама, што им омогућава да генеришу јача магнетна поља у компактним факторима облика. Овај чланак се бави основним својствима, производним процесима, кључним предностима, различитим применама, изазовима и будућим изгледима High Br NdFeB магнета, истичући њихову кључну улогу у покретању технолошких иновација и одрживости .
1. Основна својства NdFeB магнета са високим садржајем Br
1.1 Магнетне карактеристике
Кључна карактеристика NdFeB магнета са високим садржајем Br је њихова изузетна реманенција. Типично, стандардни NdFeB магнети показују реманенцију (Br) у распону од 1,0 T до 1,4 T, док магнети са високим садржајем Br превазилазе овај распон, често достижући 1,45 T до 1,6 T или више, у зависности од састава и техника производње. Ова висока вредност Br се преводи у јаче сопствено магнетно поље, омогућавајући магнету да задржи виши ниво магнетизације чак и у одсуству спољашњег поља. Поред високе реманенције, ови магнети такође одржавају повољну коерцитивност (HcJ) и максимални енергетски производ (BH)max - два друга критична магнетна параметра. Коерцитивност, отпорност на демагнетизацију, осигурава да магнет задржава своја магнетна својства у тешким условима као што су високе температуре или спољашње магнетне сметње. NdFeB магнети са високим садржајем Br обично имају коерцитивност између 800 kA/m и 1200 kA/m, уравнотежујући потребу за стабилношћу са високом реманенцијом. Максимални енергетски производ, који мери способност магнета да складишти магнетну енергију, креће се од 35 MGOe до 55 MGOe за квалитете са високим садржајем Br, што их чини идеалним за примене које захтевају велику густину снаге .
1.2 Физичка и хемијска својства
NdFeB магнети са високим садржајем Br састоје се од тернарне легуре неодимијума (Nd), гвожђа (Fe) и бора (B), са типичним саставом од 25-35% Nd, 60-70% Fe и 1-2% B. Да би се побољшале магнетне перформансе и стабилност, често се додају елементи у траговима као што су диспрозијум (Dy), тербијум (Tb), кобалт (Co) и галијум (Ga). Диспрозијум и тербијум побољшавају коерцитивност рафинирањем структуре зрна и смањењем поља магнетокристалне анизотропије, док кобалт побољшава температурну стабилност и отпорност на корозију. Галијум, с друге стране, помаже у процесу синтеровања, подстичући згушњавање и смањујући порозност. Физички, NdFeB магнети са високим садржајем Br су густи, са типичном густином од 7,4-7,6 г/цм³, и показују високу тврдоћу (HV 500-600), што их чини отпорним на хабање, али и кртим и склоним крзању ако се не рукује пажљиво. Хемијски, подложни су корозији, посебно у влажним или киселим срединама, због присуства неодимијума, који је веома реактиван. То захтева површинске третмане као што су никловање (Ni-Cu-Ni), цинковање, епоксидни премаз или алуминијумски премаз како би се магнет заштитио од оксидације и деградације .
1.3 Температурна стабилност
Температура има значајан утицај на магнетна својства NdFeB магнета, а High Br магнети нису изузетак. Киријева температура (Tc) – температура на којој магнет губи своја феромагнетна својства – за стандардне NdFeB магнете је приближно 310°C, а High Br магнети обично имају сличну или нешто нижу Киријеву температуру (300-310°C) због свог оптимизованог састава за реманентност. Међутим, опсег радне температуре High Br NdFeB магнета одређен је њиховим коефицијентом температуре коерцитивности (αHcJ), који показује колико се коерцитивност смањује са повећањем температуре. High Br магнети са додатком диспрозијума или тербијума показују бољу температурну стабилност, са радним температурама у распону од -40°C до 120°C или више (до 150°C за специјализоване магнете). Изван овог опсега, коерцитивност магнета може пасти до нивоа где долази до демагнетизације, ограничавајући његове перформансе. Стога је кључно одабрати одговарајућу класу магнета High Br NdFeB на основу специфичних температурних захтева примене .
2. Процеси производње NdFeB магнета са високим садржајем Br
2.1 Припрема сировина
Производња високоBr NdFeB магнета почиње пажљивим одабиром и припремом сировина. Неодимијум високе чистоће (99,5% или више), гвожђе (чистоћа 99,9%) и бор (обично у облику феробора, FeB, са 18-20% B) су главни састојци. Елементи у траговима као што су диспрозијум, тербијум, кобалт и галијум додају се у прецизним количинама како би се прилагодила магнетна својства. Сировине се мере према жељеном саставу и темељно мешају у високоенергетском кугличном млину или млазном млину да би се формирао хомогени прах. Процес млевења смањује величину честица на приближно 3-5 μm, што је кључно за постизање жељених магнетних својстава током накнадне обраде. Да би се спречила оксидација, мешање и млевење се често изводе у инертној атмосфери (нпр. аргон или азот) или под вакуумом .
2.2 Процес синтеровања
Синтеровање је кључни корак у производњи магнета од високог Br NdFeB-а, јер згушњава прах у чврсти магнет са оптимизованим магнетним својствима. Млевени прах се пресује у зелени компактни облик помоћу пресе за калуп. Током пресовања, примењује се магнетно поље како би се поравнали магнетни домени честица праха, што побољшава реманентност финалног магнета. Јачина магнетног поља током пресовања се обично креће од 1,5 T до 2,0 T, осигуравајући да су честице поравнате дуж лаке осе магнетизације. Зелени компактни облик се затим синтерује у вакуумској пећи или пећи са заштитном атмосфером (аргон) на температури од 1050-1150°C током 2-4 сата. Синтеровање узрокује да се честице праха повежу путем дифузије, смањујући порозност и повећавајући густину. Након синтеровања, магнет се подвргава процесу каљења, који укључује загревање на 500-600°C током 1-2 сата, а затим полако хлађење. Каљење побољшава коерцитивност и магнетну стабилност ублажавањем унутрашњих напрезања и рафинирањем структуре зрна .
2.3 Машинска обрада и обрада површине
Након синтеровања и каљења, магнети High Br NdFeB се обрађују машински како би се постигао жељени облик, величина и толеранција. Због своје високе тврдоће и кртости, машинска обрада се обично врши дијамантским алатима, као што су дијамантске тестере, брусилице и машине за лепање. Уобичајени процеси машинске обраде укључују сечење, брушење, бушење и полирање. Прецизна машинска обрада је неопходна како би се осигурало да магнети испуњавају строге димензионалне захтеве различитих примена, као што су електромотори и магнетни сензори. Након машинске обраде, магнети се подвргавају површинској обради како би се заштитили од корозије. Као што је раније поменуто, уобичајене површинске обраде укључују никловање, цинковање, епоксидни премаз и алуминијумски премаз. Никловање (Ni-Cu-Ni) је један од најчешће коришћених третмана због своје одличне отпорности на корозију, адхезије и електричне проводљивости. Епоксидни премаз је пожељнији за примену у тешким условима, јер пружа дебљу, издржљивију баријеру против влаге и хемикалија .
2.4 Контрола квалитета и тестирање
Контрола квалитета је критични аспект процеса производње NdFeB магнета са високим садржајем Br, осигуравајући да магнети испуњавају наведена магнетна и физичка својства. Различити тестови се спроводе у различитим фазама производње, укључујући испитивање сировина, испитивање праха, испитивање зелених компактних материјала, испитивање синтерованих магнета и испитивање финалног производа. Магнетна својства као што су реманенција (Br), коерцитивност (HcJ), максимални енергетски производ (BH)max и квадратност (Hk/HcJ) мере се помоћу хистерезисграфа или пермеаметра. Физичка својства као што су густина, тврдоћа и димензије проверавају се помоћу дензиметра, тестера тврдоће и координатне мерне машине (CMM). Отпорност на корозију се процењује испитивањем сланом прскањем, испитивањем влажности и испитивањем урањањем. Поред тога, врши се микроструктурна анализа коришћењем скенирајуће електронске микроскопије (SEM) и рендгенске дифракције (XRD) како би се осигурало да су структура зрна и фазни састав оптимални. Сви магнети који не испуњавају стандарде квалитета се одбацују или прерађују .
3. Кључне предности NdFeB магнета са високим Br садржајем
3.1 Висока густина магнетне енергије
Једна од најзначајнијих предности High Br NdFeB магнета је њихова висока густина магнетне енергије, што је резултат њихове изузетне реманентности и максималног енергетског производа. У поређењу са другим перманентним магнетима као што су феритни магнети, самаријум-кобалтни (SmCo) магнети и алнико магнети, High Br NdFeB магнети нуде много већу густину енергије, што омогућава дизајнирање мањих, лакших и снажнијих уређаја. На пример, High Br NdFeB магнет са (BH)max од 50 MGOe може генерисати магнетно поље које је неколико пута јаче од феритног магнета са (BH)max од 5 MGOe, док заузима само део запремине. Ова висока густина енергије је посебно корисна у применама где су простор и тежина критична ограничења, као што су електрична возила (EV), преносива електроника и ваздухопловне компоненте .
3.2 Компактна величина и мала тежина
Висока густина магнетне енергије High Br NdFeB магнета омогућава минијатуризацију магнетних уређаја. Коришћењем мањег, лакшег High Br NdFeB магнета уместо већег, тежег магнета друге врсте, произвођачи могу смањити укупну величину и тежину својих производа без угрожавања перформанси. Ово је посебно важно у електронској индустрији, где потрошачи захтевају мање, преносивије уређаје као што су паметни телефони, лаптопови и носива технологија. Код електричних возила, смањење величине и тежине мотора и других магнетних компоненти може побољшати енергетску ефикасност возила и продужити његов домет вожње. Слично томе, у ваздухопловним применама, лагани магнети доприносе уштеди горива и повећању носивости .
3.3 Одличне перформансе у ниским магнетним пољима
ВисокоBr NdFeB магнети показују одличне перформансе чак и у ниским спољашњим магнетним пољима, што их чини идеалним за примене где магнет није изложен јаком спољашњем пољу. Њихова висока реманенца осигурава да задржавају јако магнетно поље чак и када се спољашње поље уклони, што је кључно за примене као што су магнетни сензори, магнетни сепаратори и медицински уређаји. На пример, у магнетном сензору који се користи за детекцију положаја покретног дела, високоBr NdFeB магнет може да генерише јасан, стабилан сигнал чак и у присуству слабих спољашњих магнетних сметњи. У магнетним сепараторима, висока реманенца омогућава ефикасно одвајање магнетних материјала од немагнетних материјала, чак и при ниским јачинама магнетног поља .
3.4 Исплативост
Упркос својим напредним перформансама, High Br NdFeB магнети су релативно исплативи у поређењу са другим магнетима високих перформанси као што су самаријум-кобалт магнети. Самаријум-кобалт магнети нуде одличну температурну стабилност и отпорност на корозију, али су много скупљи због оскудице и високе цене самаријума и кобалта. High Br NdFeB магнети, с друге стране, користе гвожђе као примарну компоненту, које је обилно и јефтино, што их чини економичнијим избором за већину примена. Поред тога, напредак у производној технологији довео је до побољшања ефикасности производње и приноса, додатно смањујући трошкове High Br NdFeB магнета. Ова исплативост их је учинила доступним широком спектру индустрија, што је довело до њиховог широког усвајања .
4. Разноврсне примене високоBr NdFeB магнета
4.1 Електронска индустрија
Електронска индустрија је један од највећих потрошача High Br NdFeB магнета, захваљујући њиховим високим магнетним перформансама и компактној величини. Користе се у широком спектру електронских уређаја, укључујући паметне телефоне, таблете, лаптопове, камере и слушалице. Код паметних телефона, High Br NdFeB магнети се користе у звучнику, вибрационом мотору и модулу камере. Звучнику је потребно јако магнетно поље за покретање дијафрагме, производећи јасан и гласан звук, док вибрациони мотор користи магнет за генерисање вибрација за хаптичку повратну информацију. Код камера, магнети се користе у механизму аутоматског фокусирања за прецизно померање сочива. High Br NdFeB магнети се такође користе у хард дисковима (HDD) и SSD дисковима за контролу кретања главе за читање/писање, обезбеђујући брзо и тачно складиштење и преузимање података. Поред тога, користе се у индукторима снаге, трансформаторима и магнетним сензорима, побољшавајући ефикасност и перформансе електронских кола .
4.2 Аутомобилска индустрија
Аутомобилска индустрија доживљава брз прелазак на електрификацију, а High Br NdFeB магнети играју кључну улогу у овој транзицији. Они су кључна компонента у електромоторима електричних возила (EV), хибридних електричних возила (HEV) и плаг-ин хибридних електричних возила (PHEV). Висока реманенца и густина енергије High Br NdFeB магнета омогућавају електромоторима да генеришу више снаге са мањим, лакшим дизајном, побољшавајући убрзање возила, максималну брзину и енергетску ефикасност. На пример, типичан електрични мотор користи неколико килограма High Br NdFeB магнета, који су распоређени у ротору како би створили јако магнетно поље. Намотаји статора интерагују са овим магнетним пољем како би произвели обртни момент, покрећући возило напред. High Br NdFeB магнети се такође користе у другим аутомобилским компонентама, као што су системи серво управљача, ABS сензори и електричне кочнице. У системима серво управљача, магнети помажу у обезбеђивању прецизног и брзог управљања, док у ABS сензорима детектују брзину точкова како би спречили проклизавање .
4.3 Индустрија обновљивих извора енергије
Индустрија обновљивих извора енергије, посебно енергија ветра и сунца, у великој мери се ослања на високобромидне NdFeB магнете за ефикасну производњу енергије. У ветротурбинама, високобромидни NdFeB магнети се користе у синхроним генераторима са перманентним магнетима (PMSG) који претварају енергију ротације лопатица турбине у електричну енергију. PMSG нуде већу ефикасност, мање одржавања и мању величину у поређењу са традиционалним индукционим генераторима, захваљујући високим магнетним перформансама високобромидних NdFeB магнета. Магнети су монтирани на ротор генератора и док се ротор окреће, стварају ротирајуће магнетно поље које индукује електричну струју у намотајима статора. Високобромидни NdFeB магнети се такође користе у соларним трагачима, који подешавају положај соларних панела како би се максимизирала апсорпција сунчеве светлости. Магнети помажу у покретању мотора који ротирају соларне панеле, обезбеђујући прецизно и ефикасно праћење. Поред тога, користе се у системима за складиштење енергије, као што су батерије и суперкондензатори, како би се побољшала густина енергије и ефикасност пуњења/пражњења .
4.4 Ваздухопловна и одбрамбена индустрија
Ваздухопловна и одбрамбена индустрија захтева високоперформансне материјале који могу да издрже екстремне услове, а High Br NdFeB магнети су веома погодни за ову сврху. Користе се у разним ваздухопловним и одбрамбеним применама, укључујући авионске моторе, сателитске системе, радарске системе и системе за вођење ракета. У авионским моторима, High Br NdFeB магнети се користе у електричним актуаторима, сензорима и генераторима, пружајући поуздане перформансе под високим температурама, високим притисцима и вибрацијама. У сателитским системима, магнети се користе у системима за контролу положаја ради подешавања оријентације сателита, као и у комуникационим системима ради побољшања преноса и пријема сигнала. Радарски системи користе High Br NdFeB магнете у антени и компонентама предајника/пријемника, побољшавајући домет, резолуцију и осетљивост радара. У системима за вођење ракета, магнети се користе у жироскопима и акцелерометрима како би се обезбедиле прецизне информације о навигацији и циљању .
4.5 Медицинска индустрија
Медицинска индустрија је још једно важно подручје примене за високоBr NdFeB магнете, где их њихове високе магнетне перформансе и биокомпатибилност (када су правилно обложени) чине идеалним за разне медицинске уређаје. Користе се у апаратима за магнетну резонанцу (МРИ), који се ослањају на јака магнетна поља за добијање детаљних слика људског тела. ВисокоBr NdFeB магнети се користе у главном магнету МРИ апарата, генеришући статичко магнетно поље од 1,5 Т, 3,0 Т или више, које поравнава протоне у ткивима тела. Када се примени радиофреквентни импулс, протони емитују сигнале које детектује МРИ апарат, стварајући слике унутрашњих органа и структура. ВисокоBr NdFeB магнети се такође користе у медицинским пумпама, као што су инсулинске пумпе и вентрикуларни помоћни уређаји (VAD), за покретање механизма пумпе са прецизном контролом. Поред тога, користе се у уређајима за магнетну терапију, који користе магнетна поља за лечење различитих стања као што су бол, упала и артритис .
5. Изазови и решења у употреби NdFeB магнета са високим Br садржајем
5.1 Отпорност на корозију
Као што је раније поменуто, магнети са високим садржајем Br NdFeB су подложни корозији због присуства неодимијума, који је веома реактиван. Корозија може довести до деградације магнетних својстава магнета, као и до стварања рђе и других производа корозије који могу оштетити магнет и околне компоненте. Да би се решио овај изазов, развијене су различите технологије површинске обраде. Никловање (Ni-Cu-Ni) је уобичајени третман који пружа заштитну баријеру против влаге и кисеоника, а истовремено побољшава адхезију и електричну проводљивост магнета. Епоксидни премаз је још један ефикасан третман, који нуди одличну отпорност на корозију у тешким условима као што су морске и хемијске примене. Поред тога, истраживачи истражују нове методе површинске обраде, као што су атомско слојевито таложење (ALD) и физичко таложење из паре (PVD), које могу обезбедити тање, уједначеније премазе са побољшаном отпорношћу на корозију. Други приступ је модификација састава магнета додавањем елемената као што су кобалт, хром или алуминијум, што може побољшати унутрашњу отпорност магнета на корозију .
5.2 Температурна стабилност
NdFeB магнети са високим Br садржајем имају релативно ниске Киријеве температуре у поређењу са другим магнетима као што су самаријум-кобалтни магнети, што ограничава њихов опсег радне температуре. На високим температурама, коерцитивност магнета се смањује, што повећава ризик од демагнетизације. Да би побољшали температурну стабилност, произвођачи често додају диспрозијум или тербијум у састав магнета. Ови елементи повећавају поље магнетокристалне анизотропије, што побољшава коерцитивност и смањује температурни коефицијент коерцитивности. Међутим, диспрозијум и тербијум су ретки и скупи, што може повећати цену магнета.
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
Препоручује се за вас
нема података
Ступите у контакт са нама
Контакт: Ирис Ианг & Јианронг Схан
Тел: +86-18368402448
Е-маил:
iris@senzmagnet.com
Адреса: соба 610, 6. спрат, зграда спољне трговине, бр. 336 Схенгзхоу Авенуе, Сханху Стреет, Схенгзхоу Цити, Схаокинг Цити, Зхејианг Провинце, 312400
Ауторско право © 2025 Схенгзхоу Сенз Магнет Цо., Лтд. |
Мапа сајта
|
Правила о приватности