Magneettiset materiaalit voidaan jakaa koviin magneettisiin materiaaleihin ja pehmeisiin magneettisiin materiaaleihin. Niistä kovat magneettiset materiaalit viittaavat materiaaleihin, jotka on magnetoitu kyllästymiseen ulkoisessa magneettikentässä, mutta ulkoisen magneettikentän poistamisen jälkeen ne voivat silti säilyttää korkean remanenssin ja tarjota vakaan magneettikentän. , Kutsutaan myös kestomagneettimateriaaliksi. Tätä ominaisuutta hyödyntäen kestomagneettimateriaaleja käytetään laajasti monilla teollisuudenaloilla, kuten energia-, tieto- ja viestintä-, kuljetus-, tietokone- ja lääketieteellisten laitteiden alalla. Viime vuosina kestomagneettimateriaalien ylivoimainen suorituskyky energiaa säästävien kodinkoneiden, hybridisähköajoneuvojen/puhdassähköajoneuvojen, tuulivoiman ja vesivoiman tuotannon aloilla on herättänyt yhä enemmän huomiota.

Kestomagneettimateriaalien käyttö ja tutkimus alkoi 1800-luvun lopulla. Materiaalimagnetismin syvällisen tutkimuksen ja erilaisten valmistusprosessien parantamisen myötä kestomagneettimateriaalien tutkimus sisältää pääasiassa kolme vaihetta: metalliseosmagneetit, ferriittimagneettiset materiaalit ja harvinaisten maametallien kestomagneettimateriaalit. Niiden joukossa, vaikka metalliseosmagneeteilla ja ferriittimagneettisilla materiaaleilla on edut alhainen hinta ja runsas raaka-aine, niiden suurin magneettinen energiatuote (BH)max on yleensä alle 10 MGOe ja niiden magneettiset ominaisuudet ovat huonot, joten ne korvataan vähitellen harvinaisten maametallien kestomagneettimateriaalit.

Sen ilmestymisestä 1960-luvun alussa, vuosikymmenten kehityksen jälkeen, on muodostunut kolme sukupolvea harvinaisten maametallien kestomagneettimateriaaleja, joilla on käytännön arvoa: ensimmäisen sukupolven harvinaisten maametallien kestomagneettimateriaali (SmCo5), toisen sukupolven harvinaisten maametallien kestomagneettimateriaali (Sm2Co17). ) Ja kolmannen sukupolven harvinaisten maametallien kestomagneettimateriaali (Nd2Fe14B).

Luokitteluvalikko:

1.1 AlNiCo magneetit

AlNiCo (AlNiCo) on varhaisin kehitetty kestomagneettimateriaali, joka on alumiinista, nikkelistä, koboltista, raudasta ja muista hivenaineista koostuva seos. Alnicon kestomagneettimateriaalia kehitettiin menestyksekkäästi 1930-luvulla. Sillä oli tuolloin parhaat magneettiset ominaisuudet ja pieni lämpötilakerroin, joten sitä käytettiin eniten kestomagneettimoottoreissa. 1960-luvun jälkeen ferriittikestomagneettien ja harvinaisten maametallien kestomagneettien myötä alnico-kestomagneettien käyttö moottoreissa korvattiin vähitellen, ja osuus oli laskeva.

Kestomagneetti Alnico (Alnico) on rautaseos, johon on raudan lisäksi lisätty alumiinia (Al), nikkeliä (Ni), kobolttia (Co) ja pieniä määriä muita ainesosia magneettisten ominaisuuksien parantamiseksi. Englanninkielinen termi nimi"Alnico"muodostetaan yhdistämällä kolmen päälisäyksen elementtimerkit.

Alnico-seoksella on korkea koersitiivisuus ja korkea Curie-lämpötila. Alnico-seos on kovaa ja hauras, eikä sitä voida kylmätyöstää (kylmätyöstö). Se on valmistettava valamalla tai sintraamalla (sintraus). Alnico voi tuottaa jopa 0,15 Teslan magneettikenttiä. Antaaksemme esimerkin anisotrooppisesta valetusta Alnico-lejeeringistä, jolla on väliominaisuudet, Alnico-6:n koostumus on 8 % Al, 16 % Ni, 24 % Co, 3 % Cu, 1 % Ti ja muut ovat Fe. Alnico-6:n magneettinen energiatuote (BHmax) on 3,9 megagauss-oestedia (MG Oe), koersitiivisuus 780 oersted, Curie-lämpötila 860 °C ja suurin käyttölämpötila 525 °C.

Luokittelu

Eri tuotantoprosessien mukaan se jaetaan sintrattuun AlNiCo:hun (Sintered AlNiCo) ja valuun AlNiCo:hun (Cast AlNiCo). Tuotteen muodot ovat pääosin pyöreitä ja neliömäisiä. Valuprosessi voidaan käsitellä erikokoisiin ja -muotoisiin; Valuprosessiin verrattuna sintrattu tuote on rajoitettu pieneen kokoon ja sen tuottaman aihion mittatoleranssi on parempi kuin valutuotteen ja magneettinen ominaisuus on hieman pienempi kuin valutuotteen, mutta se voi olla Prosessoitavuus on parempi. Kestomagneettimateriaaleista valetulla AlNiCo-kestomagneetilla on alhaisin palautuva lämpötilakerroin, ja työlämpötila voi olla jopa 600 celsiusastetta. Alnicon kestomagneettituotteita käytetään laajasti erilaisissa instrumenteissa ja muilla sovellusalueilla.

Edut

AlNiCo-magneettien etuja ovat korkea remanenssi (jopa 1,35T) ja alhainen lämpötilakerroin. Kun lämpötilakerroin on -0,02%/℃, maksimi käyttölämpötila voi olla noin 520 ℃. Haittapuolena on, että pakkovoima on hyvin pieni (yleensä alle 160 kA/m) ja demagnetointikäyrä on epälineaarinen. Siksi, vaikka AlNiCo-magneetit ovat helposti magnetoituvia, ne ovat myös helposti demagnetoituvia.

Sovellukset

Monet teollisuus- ja kuluttajatuotteet vaativat vahvoja kestomagneetteja. Esimerkiksi sähkömoottorit, sähkökitaramikit, mikrofonit, anturit, kaiuttimet, liikkuvat aaltoputket, lehmämagneetit jne. käyttävät kaikki alnico-magneetteja. Mutta nykyään monissa tuotteissa käytetään sen sijaan harvinaisten maametallien magneetteja, koska tämäntyyppiset materiaalit voivat antaa vahvemman magneettikentän (Br) ja korkeamman maksimienergiatuotteen (BHmax), mikä mahdollistaa tuotteen koon pienentämisen.

1.2 Fe-kromi-koboltti kestomagneettiseos

Pääkomponentit ovat rauta, kromi ja koboltti, ja se sisältää myös molybdeeniä sekä pienen määrän titaania ja piitä. Sen käsittelysuorituskyky on hyvä, ja se voi läpikäydä kylmän ja kuuman plastisen muodonmuutoksen.Sen magneettiset ominaisuudet ovat samanlaiset kuin AlNiCo-kestomagneettiseokset, ja sen magneettisia ominaisuuksia voidaan parantaa plastisen muodonmuutoksen ja lämpökäsittelyn avulla. Sitä käytetään erilaisten pienten magneettikomponenttien valmistukseen, joilla on pieni poikkileikkaus ja monimutkainen muoto.

2.1 Ferriittimagneetit

Ferriittimagneetti on sintrattu kestomagneettimateriaali, joka koostuu barium- ja strontiumferriitistä. Tällaisella magneettisella materiaalilla ei ole vain vahva demagnetisoinnin estokyky, vaan sen etuna on myös alhainen hinta. Ferriittimagneetit ovat jäykkiä ja hauraita ja vaativat erityisiä työstöprosesseja. Koska vastakkainen magneetti on suunnattu valmistussuuntaa pitkin, se on magnetisoitava valitussa suunnassa, kun taas samaa sukupuolta olevan magneetti voidaan magnetoida mihin tahansa suuntaan, koska se ei ole suunnattu, vaikka sivulta löytyy hieman voimakkaampi magneettinen induktio jossa paine on usein pienin. Magneettisen energian tuote vaihtelee välillä 1,1 MGOe - 4,0 MGOe. Alhaisten kustannustensa ansiosta ferriittimagneeteilla on laaja valikoima sovelluksia moottoreista, kaiuttimista leluihin ja käsityöhön,

Materiaalin ominaisuudet

Jauhemetallurgiamenetelmällä valmistettu jäännösmagnetismi on alhainen ja palautuvan magneettisen permeabiliteetti on pieni. Suuri pakottava voima, vahva anti-demagnetisaatiokyky, sopii erityisen hyvin magneettipiirin rakenteeseen dynaamisissa työolosuhteissa. Materiaali on kovaa ja hauras ja sitä voidaan käyttää leikkaamiseen timanttityökaluilla. Pääraaka-aine on oksidi, joten se ei ole helppo syöpyä. Käyttölämpötila: -40°C - +200°C.

Ferriittimagneetit jaetaan edelleen anisotropiaan (anisotropiaan) ja isotropiaan (isotropiaan). Isotrooppisella sintratulla ferriittikestomagneettimateriaalilla on heikot magneettiset ominaisuudet, mutta se voidaan magnetoida magneetin eri suuntiin; anisotrooppisella sintratulla ferriittikestomagneettimateriaalilla on vahvat magneettiset ominaisuudet, mutta se voidaan magnetoida vain magneetin suunnassa. Ennalta määrätty magnetointisuunta magnetointi.

Erot NdFeB-magneeteista

Ferriittimagneetti on metallioksidi, jolla on ferromagneettisia ominaisuuksia. Sähköisten ominaisuuksien osalta ferriitin resistiivisyys on paljon suurempi kuin metallien ja metalliseosten magneettisten materiaalien, ja sillä on myös korkeammat dielektriset ominaisuudet. Ferriitin magneettisilla ominaisuuksilla on myös osoitettu olevan suurempi magneettinen permeabiliteetti korkeilla taajuuksilla. Siksi ferriitistä on tullut laajalti käytetty ei-metallinen magneettinen materiaali suurtaajuuden ja heikon virran alalla. Se kuuluu ei-metallisiin magneettisiin materiaaleihin, ja se on magneettisen rautaoksidin ja yhden tai useamman muun metallioksidin komposiittioksidi (tai ferriitti). Magneettinen voima on yleensä 800-1000 gaussia, ja sitä käytetään usein kaiuttimissa, kaiuttimissa ja muissa laitteissa.

NdFeB-magneettien etuja ovat korkea kustannustehokkuus ja hyvät mekaaniset ominaisuudet; Haittoja ovat, että Curie-lämpötilapiste on alhainen, lämpötilaominaisuudet ovat huonot ja se on helppo jauhaa ja syöpyä. Se on säädettävä säätämällä sen kemiallista koostumusta ja ottamalla käyttöön pintakäsittelymenetelmiä. Parannus voi täyttää käytännön soveltamisen vaatimukset. NdFeB kuuluukolmannen sukupolven harvinaisten maametallien kestomagneettimateriaaleja. Sen ominaisuudet ovat pieni koko, kevyt paino ja vahva magnetismi. Se on magneetti, jolla on paras suorituskyky ja hintasuhde tällä hetkellä. Korkean energiatiheyden edut tekevät NdFeB-kestomagneettimateriaaleista laajalti käytössä modernissa teollisuudessa ja elektroniikkatekniikassa. Paljaiden magneettien tilassa magneettinen voima voi nousta noin 3500 Gaussiin.

2.2 Kumimagneetit

Kumimagneetti on eräänlainen ferriittimagneettinen materiaalisarja, joka on valmistettu sidotusta ferriittimagneettisesta jauheesta ja synteettisestä kumista ja joka on valmistettu ekstruusiomuovauksella, kalanterointimuovauksella, ruiskuvalulla ja muilla prosesseilla. Siinä on pehmeys, elastisuus ja kiertyvyys. magneetti. Se voidaan työstää nauhoiksi, rulliksi, levyiksi, lohkoiksi, renkaiksi ja erilaisiksi monimutkaisiksi muotoiksi.

Alkuperäiset ominaisuudet

Sillä on joustavuutta, joustavuutta ja taivutettavuutta, ja se voidaan valmistaa rulliksi, levyiksi, nauhoiksi, lohkoiksi, renkaiksi ja erilaisiksi monimutkaisiin muotoihin suulakepuristuksen, kalanteroinnin, ruiskutuksen, muottien ja muiden prosessien avulla. Sen pinta voidaan myös päällystää PVC-arkilla, päällystetyllä paperilla, kaksipuoleisella teipillä, pinnoittaa UV-öljyllä tai väripainata ja stanssata eri muotoihin.

Käsittelyominaisuudet

Kumimagneetit koostuvat magneettijauheesta (SrO6, Fe2O3), klooratusta polyeteenistä (CPE) ja muista lisäaineista (EBSO, DOP) jne., ja ne valmistetaan suulakepuristamalla ja kalanteroimalla. Kumimagneetit voivat olla homo- tai heteroseksuaalisia, ja niitä voidaan taivuttaa, kierrellä tai rullata. Sitä voidaan käyttää ilman lisätyöstöä, ja muoto voidaan leikata halutun koon mukaan, ja se voidaan myös päällystää PVC: llä, liimalla, UV-öljyllä jne. asiakkaan vaatimusten mukaan. Sen magneettinen energiatuote on 0,60-1,50 MGOe.

Tuotantoprosessi

Ainesosat → sekoitus → suulakepuristus/kalanterointi/ruiskuvalu → käsittely → magnetointi → tarkastus → pakkaus

suorituskykytesti

Ulkonäkö, koko, magneettiset ominaisuudet, magneettinen napaisuus, kovuus, ominaispaino, vetolujuus, vanhenemiskestävyys, pyörimiskyky

Teollisuuden sovellusalue

Kumimagneettien käyttöalueet: jääkaapit, viestihyllyt, kiinnikkeet esineiden kiinnittämiseen metallirungoille mainontaa varten jne., magneettilevyt leluihin, opetusvälineet, kytkimet ja anturit. Käytetään pääasiassa teollisuudessa, kuten mikromoottorit, jääkaapit, desinfiointikaapit, keittiön kaapit, lelut, paperitavarat ja mainokset.

3.1 Samarium-kobolttimagneetit

Samariumkoboltilla (SmCo), joka on toisen sukupolven harvinaisten maametallien kestomagneetti, ei ainoastaan ​​ole korkea magneettinen energiatuote (14-32MGOe) ja luotettava pakkovoima, vaan sillä on myös hyvät lämpötilaominaisuudet harvinaisten maametallien kestomagneettisarjassa. Verrattuna NdFeB:hen, SmCo soveltuu paremmin työskentelyyn korkeissa lämpötiloissa.

SmCo5 Sm2Co17

Remanence Br>1,05 T (>10,5 kg)

Magneettisen induktion koersitiivi HcB>676 kA/m (>8,5 kOe)

Sisäinen koersitiivi Hcj>1194kA/m (>15kOe)

Suurin energiatuote (BH) max>209,96 kJ/m3 (26 ~ 30 MGs.Oe)

Br lämpötilakerroin -0,03%/℃

Käännettävä magneettinen permeabiliteetti μ 1,03H/m

Curie-lämpötila Tc 670 ~ 850 ℃

3.2 Neodyymimagneetit

Neodyymimagneetti, joka tunnetaan myös nimellä NdFeB-magneetti (NdFeB-magneetti), on neodyymin, raudan ja boorin (Nd2Fe14B) muodostama tetragonaalinen kide. Vuonna 1982 Sumitomo Special Metalsin Masato Sagawa löysi neodyymimagneetteja. Tämän magneetin magneettinen energiatuote (BHmax) on suurempi kuin samariumkobolttimagneetin, ja se oli tuolloin maailman suurimman magneettisen energiatuotteen materiaali. Myöhemmin Sumitomo Special Metals kehitti onnistuneesti jauhemetallurgiaprosessin ja General Motors onnistui kehittämään sulakehruuprosessin, joka kykeni valmistamaan NdFeB-magneetteja. Tällainen magneetti on toiseksi magneettisin kestomagneetti absoluuttisen nollaholmiummagneetin jälkeen, ja se on myös yleisimmin käytetty harvinaisten maametallien magneetti. NdFeB-magneetteja käytetään laajalti elektronisissa tuotteissa, kuten kiintolevyissä, matkapuhelimissa,

Luokittelu

NdFeB jaetaan sintrattuun NdFeB:hen ja sidottuun NdFeB:hen. Liimattu NdFeB on magneettinen kaikkiin suuntiin ja korroosionkestävä; ja sintrattu NdFeB on helppo syöpyä ja pinta on pinnoitettava. Yleensä on galvanoitu, nikkeli, ympäristöystävällinen sinkki, ympäristöystävällinen nikkeli, nikkeli-kupari-nikkeli, ympäristöystävällinen nikkeli-kupari-nikkeli jne. Sintrattu NdFeB jaetaan yleensä aksiaaliseen magnetointiin ja säteittäiseen magnetointiin riippuen vaadittava työpinta.

Kemiallinen koostumus

NdFeB-kestomagneettimateriaali on kestomagneettimateriaali, joka perustuu metallien väliseen yhdisteeseen Nd2Fe14B. Pääkomponentit ovat harvinaisia ​​maametallia neodyymi (Nd), rauta (Fe), boori (B). Niiden joukossa harvinainen maametalli on pääasiassa neodyymi (Nd). Erilaisten ominaisuuksien saavuttamiseksi se voidaan osittain korvata muilla harvinaisilla maametalleilla, kuten dysprosium (Dy) ja praseodyymi (Pr). Rauta voidaan myös osittain korvata muilla metalleilla, kuten koboltilla (Co) ja alumiinilla (Al). Booripitoisuus on pieni, mutta sillä on tärkeä rooli tetragonaalisen kiderakenteen metallien välisten yhdisteiden muodostumisessa, jolloin yhdisteillä on korkea saturaatiomagnetoituminen, korkea yksiaksiaalinen anisotropia ja korkea Curie-lämpötila.

Kolmannen sukupolven harvinaisten maametallien kestomagneetti NdFeB on tehokkain kestomagneetti nykyaikaisista magneeteista. Sen pääraaka-aineet ovat harvinainen maametalli neodyymi 29-32,5%, metallialkuaine rauta 63,95-68,65%, ei-metalli-alkuaine boori 1,1-1,2% ja dysprosium 0,6-8% niobium 0,3-0,5% alumiini 0,3-0,5% kupari 0. -0,15% ja muut elementit.

Prosessin kulku

Tekninen prosessi: annostus → harkon/kehruu sulatus → jauhevalmistus → puristus → sintraus ja karkaisu → magneettinen testaus → hionta → tappien leikkaus → galvanointi → lopputuote. Ainesosat ovat perusta, ja sintraus ja temperointi on avainasemassa.

NdFeB-magneettiaihioiden tuotantotyökalut ja suorituskyvyn testaustyökalut: sulatusuuni, nauha-uuni, leukamurskain, suihkumylly, puristusmuovauskone, tyhjiöpakkauskone, isostaattinen puristuskone, sintrausuuni, lämpökäsittelytyhjiöuuni, magneettisen suorituskyvyn testauslaite, Gauss-mittari.

NdFeB-magneettityöstötyökalut: keskitön hiomakone, pyöristyskone, kaksipäähiomakone, litteä hiomakone, viipaloija, kaksipuolinen hiomakone, langanleikkaus, penkkipora, erikoismuotoinen hiomakone jne.

Sovellus

Sintratuilla NdFeB-kestomagneettimateriaaleilla on erinomaiset magneettiset ominaisuudet, ja niitä käytetään laajasti elektroniikassa, sähkökoneissa, lääketieteellisissä laitteissa, leluissa, pakkauksissa, laitteistokoneissa, ilmailu- ja avaruusaloilla. Yleisimpiä ovat kestomagneettimoottorit, kaiuttimet, magneettierottimet, tietokoneiden levyasemat, magneettikuvauslaitteiden instrumentit jne.