Које су разлике у саставу или микроструктури између различитих врста (као што су N35, N52) неодимијумских магнета?

1. Разлике у саставу

• Систем основних легура И N35 и N52 магнети су синтеровани неодимијум-гвожђе-бор (NdFeB) магнети са истим основним саставом: приближно 32% неодимијума (Nd), 64% гвожђа (Fe) и 1.1–1,2% бора (Б). Међутим,  Магнети вишег квалитета (нпр. N52) често садрже додатне тешке ретке земне елементе (HREE)  попут диспрозијума (Dy) или тербијума (Tb) ради побољшања коерцитивности и термичке стабилности.
  • Пример N52 магнети могу да садрже 1–3% Dy за сузбијање демагнетизације на високим температурама, док N35 магнети обично користе минимално или нимало Dy због својих нижих захтева за коерцитивношћу.
• Контрола нечистоћа Магнети вишег квалитета захтевају строжу контролу над нечистоћама (нпр. кисеоником, угљеником, азотом) које могу деградирати магнетне перформансе. Н52 магнети се производе коришћењем ултра-високо чистих сировина и напредних техника пречишћавања како би се минимизирале немагнетне фазе.

2. Микроструктурне разлике

• Величина и оријентација зрна Магнетна својства NdFeB магнета зависе од поравнања и величине њихових Nd₂Fe₁₄B кристалних зрна, која показују јаку једноосну магнетокристалну анизотропију.
  • Рафинирање зрна N52 магнети обично имају  мања, уједначенија зрна  (1–3 μм) у поређењу са Н35 (3–5 μм). Финија зрна смањују закачињање зидова домена и побољшавају коерцитивност, омогућавајући производе са већом енергијом.
  • Кристалографска текстура Магнети вишег квалитета пролазе  оптимизовано поравнање магнетног поља током пресовања , што резултира јачом преферираном оријентацијом зрна дуж c-осе. Ово побољшава реманентност (Br) и енергетски производ (BHmax).
• Фазни састав Микроструктура NdFeB магнета се састоји од:
  • Nd₂Fe₁₄B матрица Примарна магнетна фаза одговорна за високу магнетизацију.
  • Фаза границе зрна богата Nd Делује као мазиво током синтеровања и обезбеђује електричну изолацију између зрна. Н52 магнети често имају  тања, континуиранија фаза богата Nd , што смањује интергрануларну демагнетизацију и побољшава коерцитивност.
  • Секундарне фазе Нежељене фазе као што су α-Fe или Nd оксиди могу се формирати ако су присутне нечистоће. Н52 магнети минимизирају ове фазе кроз строжу контролу процеса.

3. Варијације параметара обраде

• Температура и време синтеровања Потребни су магнети вишег квалитета  прецизни услови синтеровања  (нпр., 1040–1080°C за N52 у односу на 1020–1060°C за N35) да би се постигла оптимална густина и структура зрна. Прекомерно синтеровање може учинити зрна крупнијим и деградирати коерцитивност, док недовољно синтеровање доводи до порозности и мање реманентности.
• Термичка обрада Жарење након синтеровања (нпр. на 500–600°Ц) је критичан за ублажавање напрезања и прерасподелу фазе богате Nd. Н52 магнети често пролазе кроз  вишестепено жарење  да би се додатно усавршила микроструктура.
• Магнетно поравнање Јачина примењеног магнетног поља током пресовања директно утиче на оријентацију зрна. Н52 магнети су притиснути испод  јача магнетна поља  (нпр., 5–8 Т) у поређењу са N35 (3–5 Т) да би се максимизирала текстура.

4. Импликације на перформансе

• Магнетна својства :
  • N35 : Бр &асимп; 1,18 Т, Хц &асимп; 868 кА/м, БХмак &асимп; 35 МГОе. Погодно за примене осетљиве на трошкове са умереним температурним захтевима (нпр. аутомобилски сензори, звучници).
  • N52 : Бр &асимп; 1,47 Т, Хц &асимп; 955 кА/м, БХмак &асимп; 52 МГОе. Користи се у високоперформансним апликацијама као што су мотори електричних возила, ветротурбине и МРИ апарати.
• Термичка стабилност N52 магнети имају  нижа максимална радна температура  (60°Ц наспрам 80°C за N35) због њиховог већег садржаја Dy, који може изазвати термичку демагнетизацију ако се прекорачи.
• Цена N52 магнети су  20–50% скупље  него N35 због употребе HREE-ова, строже контроле процеса и нижих приноса током производње.

5. Напредне микроструктурне технике

• Дифузија на граници зрна (ГБД) Модерна техника за побољшање коерцитивности у висококвалитетним магнетима дифузијом Dy или Tb дуж граница зрна, смањујући потребу за додавањем HREE у великим количинама. Ово омогућава перформансе N52 разреда са нижим садржајем Dy.
• Обрада врућом деформацијом Производи  нанокристални магнети  са величинама зрна <100 nm, што омогућава теоријске BHmax вредности >60 МГОе. Међутим, ова метода је још увек у развоју за масовну производњу.

Резиме кључних разлика

Закључно, разлике између магнета N35 и N52 су укорењене у њиховом саставу (нпр. садржај Dy), микроструктури (величина зрна, фазна расподела) и параметрима обраде (синтеровање, поравнање). Ови фактори заједно одређују њихове магнетне перформансе, термичку стабилност и цену, чинећи сваку класу погодном за различите примене.