Jun 12, 2019

Magneti neodim-železo-bor

Pustite sporočilo

Magnet neodima (znan tudi kot NdFeB, NIB ali Neo magnet), najpogosteje uporabljen magnet redkih zemelj, je trajni magnet, narejen iz zlitine neodima, železa in bora, da tvori Nd2Fe14B tetragonsko kristalno strukturo. Razvili so jih neodvisno General Motors in Sumitomo Special Metals leta 1982, neodimski magneti pa so najmočnejša vrsta trajnih magnetov, ki so komercialno dostopni. Zamenjali so druge vrste magnetov v številnih aplikacijah v sodobnih izdelkih, ki zahtevajo močne trajne magnete, kot so motorji v brezžičnih orodjih, trdi diski in magnetni vijaki.

Neodim je kovina, ki je feromagnetna (natančneje kaže antifromagnetne lastnosti), kar pomeni, da se lahko kot železo magnetizira, da postane magnet, vendar je njegova temperatura Curie (temperatura, nad katero izgine feromagnetizem) 19 K (−254 ° C) ), tako da se v čisti obliki njegov magnetizem pojavlja le pri izredno nizkih temperaturah. Vendar imajo lahko spojine neodima s prehodnimi kovinami, kot je železo, Curie-jeve temperature precej nad sobno temperaturo, ki se uporabljajo za izdelavo neodimskih magnetov.

Trdnost neodimskih magnetov je posledica več dejavnikov. Najpomembnejše je, da ima tetragonalna kristalna struktura Nd 2 Fe 14 B izjemno visoko enosialno magnetokristalno anizotropijo ( H A ~ 7 T - magnetna poljska jakost H v enotah A / m glede na magnetni moment v A · m 2 ). To pomeni, da kristal materiala prednostno magnetizira vzdolž določene kristalne osi, vendar ga je zelo težko magnetizirati v drugih smereh. Tako kot drugi magneti je zlitina neodimovega magneta sestavljena iz mikrokristalnih zrn, ki so med izdelavo poravnane v močnem magnetnem polju, tako da vse magnetne osi kažejo v isto smer. Odpornost kristalne rešetke na obračanje smeri magnetizacije daje spojini zelo visoko koercitivnost ali odpornost na razmagnetenje.

Atom neodima lahko ima tudi velik magnetni dipolni moment, ker ima v svoji elektronski strukturi 4 neparne elektrone, v nasprotju s (v povprečju) 3 v železu. V magnetu so poravnani neparni elektroni, ki se vrtijo v isti smeri, ki generira magnetno polje. To daje spojini Nd 2 Fe 14 B visoko magnetizacijo nasičenosti ( J s ~ 1,6 T ali 16 kG) in tipično 1,3 tesla. Ker je maksimalna gostota energije sorazmerna z Js 2 , ima ta magnetna faza potencial za shranjevanje velikih količin magnetne energije ( BH max ~ 512 kJ / m 3 ali 64 MG · Oe). Ta magnetna energijska vrednost je približno 18-krat večja kot “navadni” magneti. Ta lastnost je višja pri zlitinah NdFeB kot v magnetih samarijevega kobalta (SmCo), ki so bili prvi tip magnetov za redke zemlje za komercializacijo. V praksi so magnetne lastnosti neodimskih magnetov odvisne od sestave zlitine, mikrostrukture in uporabljene tehnike izdelave.

Kristalno strukturo Nd 2 Fe 14 B lahko opišemo kot izmenične plasti atomov železa in neodim-borove spojine. Diamagnetni atomi bora ne prispevajo neposredno k magnetizmu, ampak izboljšajo kohezijo z močnim kovalentnim vezanjem. Relativno nizka vsebnost redkih zemelj (12 volumskih odstotkov) in relativno bogastvo neodimija in železa v primerjavi s samarijem in kobaltom povzročata, da so neodimovi magneti cenejši od samarijevih kobaltovih magnetov.


Pošlji povpraševanje