Wat ass Neodym Magnete / NdFeB Magnete?
De stäerkste gemeinsam Zortseelen-Äerd Magnéitass en Neodym Magnéit, allgemeng als NdFeB, NIB oder Neo Magnéit bezeechent.Neodym, Eisen a Bor goufen kombinéiert fir d'Nd2Fe14B tetragonal Kristallstruktur vum permanente Magnéit ze kreéieren.Neodymmagnete sinn déi stäerkst Aart vu permanente Magnéit déi momentan um Maart ass.Si goufen 1984 separat vun General Motors a Sumitomo Special Metals entwéckelt.
Ofhängeg vun der Fabrikatiounsmethod déi benotzt gëtt, kënnen NdFeB Magnete klasséiert ginngesintertoder gebonnen.A ville Applikatiounen an zäitgenëssesch Wueren, déi mächteg permanent Magnete brauchen, wéi Elektromotoren an Cordless Tools, Hard Disk Drives a Magnéitesch Befestigungen, hunn se d'Plaz vun aneren Typen vu Magnete geholl.
Erklärung vu Kraaft
Neodym ass en antiferromagnetescht Metall dat magnetesch Charakteristiken weist wann et reng ass, awer nëmmen bei Temperaturen ënner 19 K (254,2 °C; 425,5 °F).Neodymverbindunge mat ferromagneteschen Iwwergangsmetaller wéi Eisen, déi Curie Temperaturen vill iwwer Raumtemperatur hunn, gi benotzt fir Neodymmagnete ze kreéieren.
D'Kraaft vun Neodymmagnete ass eng Kombinatioun vu verschiddene Saachen.Déi bedeitendst ass déi extrem héich uniaxial magnetokristallin Anisotropie vun der tetragonaler Nd2Fe14B Kristallstruktur (HA 7 T - Magnéitfeldstäerkt H an Eenheeten vun A/m géint magnetesche Moment am Am2).Dëst weist datt e Kristall vun der Substanz preferentiell laanscht eng bestëmmte Kristallachs magnetiséiert, awer et fënnt et extrem Erausfuerderung fir an aner Richtungen ze magnetiséieren.D'Nodym Magnéit Legierung, wéi aner Magnete, ass aus mikrokristalline Käre gemaach, déi während der Fabrikatioun an engem staarke Magnéitfeld ausgeriicht sinn, sou datt hir magnetesch Achsen all an déiselwecht Richtung weisen.D'Verbindung huet eng extrem héich Coercivitéit, oder Resistenz géint Demagnetiséierung, wéinst der Resistenz vum Kristallgitter fir seng Richtung vum Magnetismus z'änneren.
Well et véier onpaarte Elektronen a senger Elektronenstruktur enthält am Verglach zu (am Duerchschnëtt) dräi am Eisen, ass den Neodymatom fäeg e bedeitende magnetesche Dipolmoment ze hunn.Déi onpaarte Elektronen an engem Magnéit, déi ausgeriicht sinn, sou datt hir Spins an der selwechter Richtung sinn, produzéieren d'Magnéitfeld.Dëst resultéiert an enger staarker Sättigungsmagnetiséierung fir d'Nd2Fe14B Kombinatioun (Js 1,6 T oder 16 kG) an eng typesch Reschtmagnetiséierung vun 1,3 Teslas.Als Resultat huet dës magnetesch Phase d'Kapazitéit fir bedeitend Quantitéiten un magnetescher Energie ze späicheren (BHmax 512 kJ/m3 oder 64 MGOe), well déi héchst Energiedicht proportional zu Js2 ass.
Dëse magnetesche Energiewäert ass ongeféier 18 Mol am Volume an 12 Mol duerch Mass méi grouss wéi "normale" Ferritmagnete.Samarium Kobalt (SmCo), den éischte kommerziell verfügbare rare-earth magnet, huet e méi nidderegen Niveau vun dëser magnetescher Energie Feature wéi NdFeB Legierungen.D'magnetesch Charakteristiken vun Neodymmagnete si wierklech beaflosst vun der Mikrostruktur vun der Legierung, dem Fabrikatiounsprozess an der Zesummesetzung.
Eisenatome an eng Neodym-Bor Kombinatioun ginn an alternativ Schichten an der Nd2Fe14B Kristallstruktur fonnt.Déi diamagnetesch Boratome förderen d'Kohäsioun duerch staark kovalent Bindungen awer droen net direkt zum Magnetismus bäi.Neodymmagnete si manner deier wéi Samarium-Kobaltmagnete wéinst der relativ niddereger seltener Äerdkonzentratioun (12% vu Volumen, 26,7% vu Mass), souwéi der relativer Disponibilitéit vun Neodym an Eisen am Verglach zum Samarium a Kobalt.
Eegeschaften
Graden:
De maximalen Energieprodukt vun Neodymmagnete - wat der magnetescher Fluxproduktioun pro Eenheetsvolumen entsprécht - gëtt benotzt fir se ze klassifizéieren.Méi staark Magnete ginn duerch méi héich Wäerter ugewisen.Et gëtt eng allgemeng akzeptéiert weltwäit Kategoriséierung fir gesintert NdFeB Magnete.Si reichen am Wäert vun 28 bis 52. Neodym, oder gesintert NdFeB Magnete, gëtt mam initialen N virun de Wäerter bezeechent.D'Wäerter gi gefollegt vu Buschtawen, déi intrinsesch Coercivitéit a maximal Operatiounstemperaturen bezeechnen, déi positiv mat der Curie Temperatur korreléiert sinn a vun der Default (bis 80 °C oder 176 °F) bis TH (230 °C oder 446 °F) .
Grad vungesintert NdFeB Magnete:
N30-N56, N30M-N52M, N30H-N52H, N30SH-N52SH, N28UH-N45UH, N28EH-N42EH, N30AH-N38AH
Magnéitesch Eegeschaften:
Ënnert de wichtege Charakteristiken déi benotzt gi fir permanente Magnete ze kontrastéieren sinn:
Remanenz(Br),wat d'Kraaft vum Magnéitfeld quantifizéiert.
Zwang(Hci),demagnetization Resistenz vum Material.
Maximum Energieprodukt(BHmax),de gréisste Wäert vun Magnéitfeld Flux Dicht (B) mol
Magnéitfeldstäerkt, déi d'Dicht vun der magnetescher Energie (H) moosst.
Curie Temperatur (TC), de Punkt wou eng Substanz ophält magnetesch ze sinn.
Neodym Magnete iwwerpréiwen aner Aarte vu Magnete wat d'Remanenz, d'Zwangsfäegkeet an d'Energieprodukt ugeet, awer hunn dacks méi niddereg Curie Temperaturen.Terbium an Dysprosium sinn zwee speziell Neodym Magnéitlegierungen déi mat méi héije Curie Temperaturen a méi héijer Temperaturtoleranz erstallt goufen.Neodym Magnéit Magnéitfeld Leeschtung ass mat deem vun anere permanent Magnéit Zorte an der Tabell ënnert Géigesaz.
| Magnéit | Br(T) | Hcj(kA/m) | BHmaxkJ/m3 | TC | |
| (℃) | (℉) | ||||
| Nd2Fe14B, gesintert | 1,0-1,4 | 750-2000 | 200-440 | 310-400 | 590-752 |
| Nd2Fe14B, gebonnen | 0,6-0,7 | 600-1200 | 60-100 | 310-400 | 590-752 |
| SmCo5, gesintert | 0,8-1,1 | 600-2000 | 120-200 | 720 | 1328 |
| Sm(Co, Fe, Cu, Zr)7 gesintert | 0,9-1,15 | 450-1300 | 150-240 | 800 | 1472 |
| AlNiCi, gesintert | 0,6-1,4 | 275 | 10-88 | 700-860 | 1292-1580 |
| Sr-Ferrit, gesintert | 0,2-0,78 | 100-300 | 10-40 | 450 | 842 |
Corrosion Problemer
D'Korngrenze vun engem gesinterte Magnéit si besonnesch ufälleg fir Korrosioun am gesinterten Nd2Fe14B.Dës Aart vu Korrosioun kann e wesentleche Schued entstoen, wéi zum Beispill d'Spulling vun enger Uewerflächeschicht oder d'Krummelung vun engem Magnéit an e Pudder vu klenge magnetesche Partikelen.
Vill kommerziell Wueren adresséieren dëse Risiko andeems se e Schutzdeckung enthalen fir d'Belaaschtung vun der Ëmwelt ze stoppen.Déi meescht üblech Placke sinn Nickel, Nickel-Kupfer-Nickel an Zénk, während aner Metaller och benotzt kënne ginn, sou wéi Polymer a LackschutzBeschichtungen.
Temperatur Effekter
Neodym huet en negativen Koeffizient, dat heescht datt wann d'Temperatur eropgeet, souwuel d'Koerzivitéit wéi och déi maximal magnetesch Energiedicht (BHmax) falen.Bei der Ëmgéigend Temperatur hunn Neodym-Eisen-Bor Magnete eng héich Coercivitéit;wann d'Temperatur awer iwwer 100 °C (212 °F) eropgeet, fällt d'Coercivitéit séier erof bis se d'Curie Temperatur erreecht, déi ëm 320 °C oder 608 °F ass.Dës Ofsenkung vun der Coercivitéit beschränkt d'Effizienz vum Magnéit an Héichtemperaturapplikatiounen wéi Wandkraaftanlagen, Hybridmotoren, asw.. Fir ze verhënneren datt d'Leeschtung duerch Temperaturschwankungen erofgeet, ginn Terbium (Tb) oder Dysprosium (Dy) bäigefüügt, wat d'Käschte vun der Magnéit.
Uwendungen
Well seng méi héich Kraaft d'Benotzung vu méi klengen, liichte Magnete fir eng bestëmmte Applikatioun erlaabt, hunn Neodymmagnete alnico- a Ferritmagnete a ville vun den Onmass Uwendungen an der zäitgenëssescher Technologie ersat, wou staark permanent Magnete erfuerderlech sinn.Hei sinn e puer Beispiller:
Head actuators fir Computer Festplack
Mechanesch E-Zigarette Schalteren
Schleisen fir Dieren
Handy Spriecher & autofocus actuators
Servomotoren& Synchronmotoren
Motore fir Levée a Kompressere
Spindel- a Steppermotoren
Hybrid- an Elektroautomotoren
Elektresch Generatoren fir Wandturbinen (mat permanent Magnéit excitation)
Retail Medien Fall decouplers
Mächteg Neodymmagnete ginn a Prozessindustrie benotzt fir auslännesch Kierper ze erfaassen an Produkter a Prozesser ze schützen.
Déi verstäerkte Kraaft vun Neodymmagnete huet nei Utilisatioune inspiréiert wéi magnetesch Bijouenklammern, magnetesch Bausets fir Kanner (an aner Neodym).Magnéit Spillsaachen), an als Deel vum Ofschlossmechanismus vun der aktueller Sportfallschiermausrüstung.Si sinn d'Haaptmetall an den eemol populäre Schreifspillmagnete bekannt als "Buckyballs" a "Buckycubes", awer e puer Geschäfter an den USA hunn entscheet se net ze verkafen wéinst Kannersécherheetsbedenken, a si goufen a Kanada verbueden. aus dem selwechte Grond.
Mat der Entstoe vun oppenen Magnéitresonanz Imaging (MRI) Scanner, déi benotzt gi fir de Kierper an de Radiologiedepartementer als Alternativ zu superleitende Magnete ze gesinn, huet d'Kraaft an d'Magnéitfeldhomogenitéit vun Neodymmagnete och nei Méiglechkeeten an der medizinescher Industrie opgemaach.
Neodym Magnete gi benotzt fir gastroesophageal Reflux Krankheet als chirurgesch implantéiert Anti-Reflux System ze behandelen, dat ass eng Band vu Magnete chirurgesch implantéiert ronderëm den ënneschten esophageal sphincter (GERD).Si goufen och an de Fanger implantéiert fir sensoresch Sënn vu magnetesche Felder z'erméiglechen, och wann dëst eng experimentell Operatioun ass, déi nëmme Biohacker a Schleifer vertraut sinn.
Sinter NdFeB Magnetehunn déi héchste magnetesch Qualitéiten a sinn an enger Rei vu Secteuren benotzt, dorënner Dier latches, Motore, Generatoren, a schwéier industriell Komponente.
Gebonne kompriméiert Magnetesi méi staark wéi Sprëtz geformt Magnete.
Injektioun Plastik NdFeB Magnéitass en nei-Generatioun Kompositmaterial aus permanente magnetesche Pudder a Plastik, mat aussergewéinleche magnetesche a plastesche Qualitéiten, souwéi héich Genauegkeet a Stressresistenz.
