Η πρακτικότητα του μόνιμου μαγνήτη μπορεί να κριθεί από τη σταθερότητα της παραμονήςΜΒ, ενδογενής καταναγκασμόςHCJ, και μέγιστα ενεργειακά προϊόντα(BH)μέγυπό εξωτερική συνθήκη. Μαγνήτης με υψηλότεροΜΒμπορεί να προσφέρει ισχυρότερη ένταση μαγνητικού πεδίου, μετά μεγαλύτερηHCJμπορεί να εξυπηρετήσει πολύ καλύτερη ικανότητα κατά των παρεμβολών. Η αξία του(BH)μέγαντιπροσωπεύει την ικανότητα του μόνιμου μαγνήτη να παρέχει μαγνητοστατική ενέργεια. Φαίνεται από το παρακάτω σχήμα, ψηλά(BH)μέγΟ μαγνήτης μπορεί να παρέχει την ίδια ένταση μαγνητικού πεδίου με λιγότερη κατανάλωση, τότε το ιστορικό ανάπτυξης του μόνιμου μαγνήτη είναι ουσιαστικά μια διαδικασία επιδίωξης υψηλότερης απόδοσης.
Τα περισσότερα στοιχεία σπανίων γαιών μπορούν να σχηματίσουν RE2Fe14Β ένωση με Fe και B, και Nd2Φε14Η ένωση Β έχει την υψηλότερη μαγνήτιση κορεσμού και λειτουργικό μαγνητοκρυσταλλικό πεδίο ανισοτροπίας μεταξύ αυτών των RE2Φε14Β ενώσεις. Πέρα από αυτό, ο αποθεματικός όγκος Νεοδυμίου στον φλοιό της Γης είναι σχετικά άφθονος, γεγονός που μπορεί να διατηρήσει τη σταθερότητα της εφοδιαστικής αλυσίδας και το πλεονέκτημα κόστους.
Πολλές παρατηρήσεις μικροδομής υποδεικνύουν ότι υπάρχουν έξι φάσεις στους συντηγμένους μαγνήτες νεοδυμίου και στη συνέχεια Nd2Φε14Η κύρια φάση Β και η πλούσια σε Nd φάση είναι η πιο γνωστή λόγω των επιπτώσεών τους στη μαγνητική απόδοση. Nd2Φε14Η κύρια φάση Β είναι η μόνη σκληρή μαγνητική φάση στον πυροσυσσωματωμένο μαγνήτη και το κλάσμα όγκου του καθορίζεταιΜΒκαι(BH)μέγαπό κράμα Nd-Fe-B. Η πλούσια σε Nd φάση παίζει βασικό ρόλο στη μαγνητική σκλήρυνση των συντηγμένων μαγνητών νεοδυμίου. Η σύνθεση, η δομή, η κατανομή και η μορφολογία του είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στις συνθήκες της διεργασίας. Η πλούσια σε Nd φάση είναι κατά προτίμηση με τη μορφή στρωματοποιημένης δομής και διανέμεται συνεχώς στις οριακές περιοχές των κόκκων.
Ενίσχυση Καταναγκασμού Μαγνητών Συντηγμένου Νεοδυμίου
Η γεννήτρια αιολικής ενέργειας, το νέο ενεργειακό όχημα, οι οικιακές συσκευές εξοικονόμησης ενέργειας και το πιο πρόσφατο κινητό έξυπνο τερματικό απαιτούν πυροσυσσωματωμένους μαγνήτες νεοδυμίου όχι μόνο έχουν υψηλή(BH)μέγ, αλλά και έχουν ανώτερηHCJ. Είναι πάντα ένα μείζον θέμα προς ενίσχυσηHcjενώ εξακολουθεί να διατηρείται σε υψηλά επίπεδαΜΒκαι(BH)μέγ.
Η εγγενής καταναγκασμός των μαγνητών από πυροσυσσωματωμένο Νεοδύμιο επηρεάζεται κυρίως από τη μικροδομή και τη σύνθεση. Η βελτιστοποίηση της μικροδομής επικεντρώνεται στη βελτίωση των κόκκων και βελτιώνει την κατανομή της φάσης πλούσιας σε Nd. Η σύνθεση μπορεί να βελτιστοποιηθεί με την προσθήκη άλλων στοιχείων για τη βελτίωση του πεδίου μαγνητοκρυσταλλικής ανισοτροπίας του κόκκου κύριας φάσης. Υπάρχει μια θετική σχέση μεταξύ της καταναγκασμού των μαγνητών του συντηγμένου νεοδυμίου και του πεδίου μαγνητοκρυσταλλικής ανισοτροπίας του κόκκου κύριας φάσης. Δηλαδή, όσο υψηλότερο είναι το πεδίο μαγνητοκρυσταλλικής ανισοτροπίας του κόκκου της κύριας φάσης, τόσο μεγαλύτερη είναι η καταναγκαστική ικανότητα των μαγνητών νεοδυμίου. Το HAτου Δυ2Φε14Β και Tb2Φε14Το B είναι σημαντικά υψηλότερο από το Nd2Φε14B, στη συνέχεια προσθέτοντας μικρές ποσότητες στοιχείου Dy ή Tb για να αντικαταστήσει το άτομο Nd στο πλέγμα κύριας φάσης θα σχηματιστεί (Nd, Dy)2Φε14B ή (Nd, Tb)2Φε14Β με υψηλότερο HAπου μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την εγγενή καταναγκασμό. Οι συχνά χρησιμοποιούμενες μέθοδοι προσθήκης περιλαμβάνουν την παραδοσιακή διαδικασία κράματος, τη διαδικασία τροποποίησης των ορίων κόκκων και τη διαδικασία διάχυσης ορίων κόκκων.
Διαδικασία κράματος
Η διαδικασία κράματος αναφέρεται στην προσθήκη ορισμένης αναλογίας HREE Dy ή Tb στην πρώτη ύλη των συντηγμένων μαγνητών νεοδυμίου, τότε όλα τα στοιχεία δείχνουν ομογενοποίηση της σύνθεσης μέσω της διαδικασίας τήξης. Ο μηχανισμός καταναγκασμού των συντηγμένων μαγνητών νεοδυμίου υποδεικνύει ότι η αντίστροφη μαγνητική περιοχή τείνει να σχηματίζει πυρήνες στις οριακές περιοχές της κύριας φάσης και η ομοιόμορφη κατανομή του HREE θα έχει ως αποτέλεσμα τη σπατάλη πόρων και το κόστος. Πάνω απ 'όλα, η αντισιδηρομαγνητική σύζευξη μεταξύ των ατόμων Fe και των ατόμων Dy θα δημιουργήσει σοβαρό φαινόμενο μαγνητικής αραίωσης και θα επιδεινωθεί σημαντικάΜΒκαι(BH)μέγ.
Διαδικασία τροποποίησης ορίων κόκκου
Προκειμένου να βελτιωθεί η αναλογία χρήσης του HREE και να αποφευχθεί το φαινόμενο της μαγνητικής αραίωσης, προτείνεται η διαδικασία τροποποίησης των ορίων των κόκκων. Πρώτον, η διαδικασία τροποποίησης των ορίων κόκκων κατασκευή Nd2Φε14Β κύριο κράμα και βοηθητικό κράμα πλούσιο σε HREE αντίστοιχα, στη συνέχεια συμπίεση και πυροσυσσωμάτωση μετά την ανάμειξη δύο κραμάτων σύμφωνα με τη συγκεκριμένη αναλογία. Το Dy και το Tb θα διαχέονται στον κόκκο κύριας φάσης από το όριο των κόκκων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας πυροσυσσωμάτωσης, σχηματίζοντας έτσι (Nd, Dy)2Φε14B ή (Nd, Tb)2Φε14Β στρώματα μαγνητικής σκλήρυνσης στις οριακές περιοχές της κύριας φάσης και ως εκ τούτου μειώνουν τη δημιουργία πυρήνων της αντίστροφης μαγνητικής περιοχής. Ακόμη και η διαδικασία τροποποίησης των ορίων κόκκων έχει προωθήσει την αναλογία χρήσης ή HREE, το HREE εξακολουθεί να υπάρχει αναπόφευκτα στο εσωτερικό του κόκκου κύριας φάσης και προκαλεί το φαινόμενο της μαγνητικής αραίωσης. Η διαδικασία τροποποίησης των ορίων κόκκων έχει μια διαφωτιστική σημασία για την επακόλουθη διαδικασία διάχυσης των ορίων κόκκων.
Διαδικασία διάχυσης ορίων κόκκων
Η διαδικασία διάχυσης ορίων κόκκων ξεκινάει εισάγοντας στρώμα HREE στην επιφάνεια του μαγνήτη και στη συνέχεια αντιμετωπίζεται θερμική επεξεργασία κενού πάνω από το σημείο τήξης της φάσης πλούσιας σε Nd. Επομένως, το στοιχείο HREE διαχέεται στον μαγνήτη κατά μήκος των ορίων των κόκκων και σχηματίζεται (Nd, Dy, Tb)2Φε14Β δομή πυρήνα-κέλυφος γύρω από κόκκους της κύριας φάσης. Στη συνέχεια, το πεδίο ανισοτροπίας της κύριας φάσης θα ενισχυθεί, εν τω μεταξύ, η οριακή φάση των κόκκων γίνεται πιο συνεχής και ευθεία, γεγονός που θα αποδυναμώσει τη σύζευξη μαγνητικής ανταλλαγής μεταξύ των κύριων φάσεων. Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό της διαδικασίας διάχυσης ορίων κόκκων είναι η αύξηση του μαγνήτηHCJενώ ταυτόχρονα διατηρείται σε υψηλά επίπεδαΜΒ. Σε αντίθεση με τη διαδικασία κράματος, τα στοιχεία HREE δεν χρειάζεται να εισέλθουν στην κύρια φάση, με αποτέλεσμα να δημιουργείται σημαντική μείωση στην ποσότητα του HREE και στην τιμή κόστους σε συμβατικούς μαγνήτες νεοδυμίου υψηλής καταστολής. Το όριο των κόκκων είναι επίσης ικανό να παράγει μερικές νέες ποιότητες που προηγουμένως ήταν αδιανόητες μέσω της διαδικασίας κράματος, όπως το N54SH και το N52UH.
Η επεξεργασία διάχυσης ορίων κόκκων θα εφαρμοστεί μετά τη διαδικασία κατεργασίας. Το στρώμα HREE μπορεί να ληφθεί με ψεκασμό, φυσική εναπόθεση ατμών (PVD), ηλεκτροφόρηση και θερμική εξάτμιση.
Περιορισμοί της διαδικασίας διάχυσης ορίων κόκκων
Η διαδικασία διάχυσης ορίων κόκκων περιορίζεται κυρίως από το πάχος του μαγνήτη και ο βαθμός ενίσχυσης της εγγενούς καταναγκασμού μειώνεται καθώς αυξάνεται το πάχος. Η αύξηση της θερμοκρασίας διάχυσης ή η παράταση του χρόνου διάχυσης μπορεί να ενισχύσει το βάθος και τη συγκέντρωση του διάχυτου HREE και στη συνέχεια να προωθήσει το κλάσμα όγκου της δομής πυρήνα-κελύφους HREE. Ωστόσο, η υπερβολική θερμοκρασία και χρόνος διάχυσης θα έχουν ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη κόκκων της κύριας φάσης, εν τω μεταξύ, η δομή και η κατανομή της φάσης πλούσιας σε Nd θα αλλάξουν επίσης.
