Ιδιότητες μαγνήτη νεοδυμίου - TechBlog

Βαθμοί[επεξεργασία]

Οι μαγνήτες νεοδυμίου ταξινομούνται σύμφωνα με το μέγιστο ενεργειακό προϊόν τους, το οποίο σχετίζεται με την έξοδο μαγνητικής ροής ανά μονάδα όγκου. Οι υψηλότερες τιμές δείχνουν ισχυρότερους μαγνήτες. Για τους συντηγμένους μαγνήτες NdFeB, υπάρχει μια ευρέως αναγνωρισμένη διεθνής ταξινόμηση. Οι τιμές τους κυμαίνονται από 28 έως 52. Το πρώτο γράμμα N πριν από τις τιμές είναι σύντομο για το νεοδύμιο, που σημαίνει πυροσυσσωματωμένοι μαγνήτες NdFeB. Τα γράμματα που ακολουθούν τις τιμές υποδεικνύουν την εγγενή καταναγκασμό και τις μέγιστες θερμοκρασίες λειτουργίας (θετικά συσχετισμένες με τη θερμοκρασία Curie), οι οποίες κυμαίνονται από προεπιλογή (έως 80 μοίρες ή 176 βαθμοί F) έως TH (230 βαθμοί ή 446 βαθμοί F).

Ποιότητες πυροσυσσωματωμένων μαγνητών NdFeB:

N30 – N55

N30M – N50M

N30H – N50H

N30SH – N48SH

N30UH – N42UH

N28EH – N40EH

N28TH – N35TH

Μαγνητικές ιδιότητες[Επεξεργασία]

Μερικές σημαντικές ιδιότητες που χρησιμοποιούνται για τη σύγκριση μόνιμων μαγνητών είναι:

Παραμονή (B_r), που μετρά την ένταση του μαγνητικού πεδίου.

καταναγκασμός (H_CI), την αντίσταση του υλικού να απομαγνητιστεί.

Μέγιστο ενεργειακό προϊόν (BH_{Μέγιστη}), η πυκνότητα της μαγνητικής ενέργειας,^[18]χαρακτηρίζεται από τη μέγιστη τιμή της πυκνότητας μαγνητικής ροής (Β) επί την ένταση του μαγνητικού πεδίου (Η).

Θερμοκρασία Κιουρί (T_C), η θερμοκρασία στην οποία το υλικό χάνει τον μαγνητισμό του.

Οι μαγνήτες νεοδυμίου έχουν υψηλότερη παραμονή, πολύ υψηλότερη καταναγκασμό και ενεργειακό προϊόν, αλλά συχνά χαμηλότερη θερμοκρασία Κιουρί από άλλους τύπους μαγνητών. Ειδικά κράματα μαγνητών νεοδυμίου που περιλαμβάνουν τέρβιο και δυσπρόσιο έχουν αναπτυχθεί που έχουν υψηλότερη θερμοκρασία Curie, επιτρέποντάς τους να ανέχονται υψηλότερες θερμοκρασίες.^[19]Ο παρακάτω πίνακας συγκρίνει τη μαγνητική απόδοση των μαγνητών νεοδυμίου με άλλους τύπους μόνιμων μαγνητών.

Μαγνήτης	B_r (T)	H_CI (kA/m)	BH_{Μέγιστη} (kJ/m³)	T_C
Μαγνήτης	B_r (T)	H_CI (kA/m)	BH_{Μέγιστη} (kJ/m³)	( βαθμός )	(βαθμός F)
ΝΔ₂Fe₁₄Β, συντηγμένο	1.0–1.4	750–2000	200–440	310–400	590–752
ΝΔ₂Φε₁₄Β, συνδεδεμένο	0.6–0.7	600–1200	60–100	310–400	590–752
SmCo₅, συντηγμένο	0.8–1.1	600–2000	120–200	720	1328
Sm (Co, Fe, Cu, Zr)₇, συντηγμένο	0.9–1.15	450–1300	150–240	800	1472
Alnico, συντηγμένο	0.6–1.4	275	10–88	700–860	1292–1580
Sr-φερρίτης, πυροσυσσωματωμένος	0.2–0.78	100–300	10–40	450	842

Φυσικές και μηχανικές ιδιότητες[Επεξεργασία]

Φωτομικρογραφία του NdFeB. Οι οδοντωτές ακμές περιοχές είναι οι μεταλλικοί κρύσταλλοι και οι λωρίδες μέσα είναι οι μαγνητικές περιοχές.

Σύγκριση φυσικών ιδιοτήτων πυροσυσσωματωμένων μαγνητών νεοδυμίου και Sm-Co
Ιδιοκτησία	Νεοδύμιο	Sm-Co
Remanence (T)	1–1.5	0.8–1.16
Καταναγκασμός (MA/m)	0.875–2.79	0.493–2.79
Διαπερατότητα ανάκρουσης	1.05	1.05–1.1
Συντελεστής παραμονής θερμοκρασίας (%/K)	−(0.12–0.09)	−(0.05–0.03)
Συντελεστής καταναγκασμού θερμοκρασίας (%/K)	−(0.65–0.40)	−(0.30–0.15)
Θερμοκρασία Κιουρί (βαθμός)	310–370	700–850
Πυκνότητα (g/cm³)	7.3–7.7	8.2–8.5
Συντελεστής θερμικής διαστολής, παράλληλος με τη μαγνήτιση (1/K)	(3–4)×10⁻⁶	(5–9)×10⁻⁶
Συντελεστής θερμικής διαστολής, κάθετος στη μαγνήτιση (1/K)	(1–3)×10⁻⁶	(10–13)×10⁻⁶
Αντοχή σε κάμψη (N/mm²)	200–400	150–180
Αντοχή σε θλίψη (N/mm²)	1000–1100	800–1000
Αντοχή σε εφελκυσμό (N/mm²)	80–90	35–40
Σκληρότητα Vickers (HV)	500–650	400–650
Ηλεκτρική αντίσταση (Ω·cm)	(110–170)×10⁻⁶	(50–90)×10⁻⁶