Vilka är skillnaderna i sammansättning eller mikrostruktur mellan olika kvaliteter (som N35, N52) av neodymmagneter?

1. Skillnader i sammansättning

• Baslegeringssystem Både N35- och N52-magneterna är sintrade neodym-järn-bor (NdFeB)-magneter med samma grundläggande sammansättning: cirka 32 % neodym (Nd), 64 % järn (Fe) och 1.1–1,2 % bor (B). Dock,  Magneter av högre kvalitet (t.ex. N52) innehåller ofta ytterligare tunga sällsynta jordartsmetaller (HREE)  som dysprosium (Dy) eller terbium (Tb) för att förbättra koercitivitet och termisk stabilitet.
  • Exempel N52-magneter kan innehålla 1–3 % Dy för att motverka avmagnetisering vid hög temperatur, medan N35-magneter vanligtvis använder minimal eller ingen Dy på grund av deras lägre koercitivitetskrav.
• Föroreningskontroll Magneter av högre kvalitet kräver strängare kontroll över föroreningar (t.ex. syre, kol, kväve) som kan försämra den magnetiska prestandan. N52-magneter tillverkas med hjälp av råvaror med extremt hög renhet och avancerade reningstekniker för att minimera icke-magnetiska faser.

2. Mikrostrukturella skillnader

• Kornstorlek och orientering De magnetiska egenskaperna hos Nd₂FeB-magneter beror på inriktningen och storleken på deras Nd₂Fe₁₄B-kristallina korn, vilka uppvisar stark enaxlig magnetokristallin anisotropi.
  • Spannmålsförädling N52-magneter har vanligtvis  mindre, mer enhetligt stora korn  (1–3 μm) jämfört med N35 (3–5 μm). Finare korn minskar domänväggens fästning och förbättrar koerciviteten, vilket möjliggör produkter med högre energi.
  • Kristallografisk textur Högkvalitativa magneter genomgår  optimerad magnetfältjustering under pressning , vilket resulterar i en starkare föredragen orientering av korn längs c-axeln. Detta förbättrar remanensen (Br) och energiprodukten (BHmax).
• Faskomposition Mikrostrukturen hos NdFeB-magneter består av:
  • Nd₂Fe₁₄B-matris Den primära magnetiska fasen som är ansvarig för hög magnetisering.
  • Nd-rik korngränsfas Fungerar som smörjmedel under sintring och ger elektrisk isolering mellan kornen. N52-magneter har ofta en  tunnare, mer kontinuerlig Nd-rik fas , vilket minskar intergranulär avmagnetisering och förbättrar koercitiviteten.
  • Sekundära faser Oönskade faser som α-Fe- eller Nd-oxider kan bildas om föroreningar är närvarande. N52-magneter minimerar dessa faser genom striktare processkontroll.

3. Variationer i bearbetningsparametrar

• Sintringstemperatur och tid Högkvalitativa magneter kräver  exakta sintringsförhållanden  (till exempel, 1040–1080°C för N52 vs. 1020–1060°C för N35) för att uppnå optimal densitet och kornstruktur. Översintring kan göra kornen grovare och försämra koercitiviteten, medan undersintring leder till porositet och lägre remanens.
• Värmebehandling Eftersintringsglödgning (t.ex. vid 500–600°C) är avgörande för att lindra stress och omfördela den Nd-rika fasen. N52-magneter genomgår ofta  flerstegsglödgning  för att ytterligare förfina mikrostrukturen.
• Magnetisk justering Styrkan hos det applicerade magnetfältet under pressning påverkar direkt kornorienteringen. N52-magneter pressas under  högre magnetfält  (till exempel, 5–8 T) jämfört med N35 (3–5 T) för att maximera texturen.

4. Prestandakonsekvenser

• Magnetiska egenskaper :
  • N35 : Br ≈ 1,18 T, Hc & asymp; 868 kA/m, BHmax ≈ 35 MGOe. Lämplig för kostnadskänsliga applikationer med måttliga temperaturkrav (t.ex. fordonssensorer, högtalare).
  • N52 : Br ≈ 1,47 T, Hc & asymp; 955 kA/m, BHmax ≈ 52 MGOe. Används i högpresterande applikationer som elfordonsmotorer, vindturbiner och MRI-maskiner.
• Termisk stabilitet N52-magneter har en  lägre maximal driftstemperatur  (60°C vs. 80°C för N35) på grund av deras högre Dy-halt, vilket kan orsaka termisk avmagnetisering om det överskrids.
• Kosta N52-magneter är  20–50 % dyrare  än N35 på grund av användningen av HREE, strängare processkontroll och lägre utbyten under tillverkningen.

5. Avancerade mikrostrukturella tekniker

• Grain Boundary Diffusion (GBD) En modern teknik för att förbättra koercitiviteten i högkvalitativa magneter genom att diffundera Dy eller Tb längs korngränserna, vilket minskar behovet av bulktillsatser av HREE. Detta möjliggör prestanda av N52-kvalitet med lägre Dy-halt.
• Varm deformationsbearbetning Producerar  nanokristallina magneter  med kornstorlekar <100 nm, vilket möjliggör teoretiska BHmax-värden >60 MGOe. Denna metod är dock fortfarande under utveckling för massproduktion.

Sammanfattning av viktiga skillnader

Sammanfattningsvis kan man säga att skillnaderna mellan N35- och N52-magneter beror på deras sammansättning (t.ex. Dy-halt), mikrostruktur (kornstorlek, fasfördelning) och bearbetningsparametrar (sintring, uppriktning). Dessa faktorer bestämmer tillsammans deras magnetiska prestanda, termiska stabilitet och kostnad, vilket gör varje kvalitet lämplig för olika tillämpningar.