Proprietățile fizice ale borului de fier neodim sinterizat

Magneții permanenți din fier neodim sinterizat, ca componente funcționale de bază, sunt utilizați pe scară largă în instrumente și echipamente precum motoare, electroacustică, magneți și senzori. În timpul procesului de service, magneții vor fi supuși unor factori de mediu, cum ar fi forțe mecanice, schimbări la rece și cald și câmpuri electromagnetice alternante. Dacă apare o defecțiune a mediului, aceasta va afecta serios funcționalitatea echipamentului și va provoca pierderi uriașe. Prin urmare, pe lângă indicatorii de performanță magnetică, trebuie să acordăm atenție și proprietăților mecanice, termice și electrice ale magneților, care ne vor ajuta să proiectăm și să folosim mai bine oțelul magnetic și sunt de mare importanță pentru îmbunătățirea stabilității și fiabilității acestuia în serviciu.

Mecanic

Indicatorii de performanță mecanică ai oțelului magnetic includ duritatea, rezistența la compresiune, rezistența la încovoiere, rezistența la tracțiune, rezistența la impact, modulul Young, etc. Borul de fier neodim este un material friabil tipic. Oțelul magnetic are duritate mare și rezistență la compresiune, dar rezistență la încovoiere, rezistență la tracțiune și rezistență la impact slabe. Acest lucru face ca oțelul magnetic să cadă cu ușurință colțuri sau chiar să crape în timpul procesării, magnetizării și asamblarii. De obicei, oțelul magnetic trebuie fixat în componente și echipamente folosind fante sau adeziv, oferind în același timp protecție de absorbție a șocurilor și amortizare.

Suprafața de fractură a borului de fier neodim sinterizat este o fractură intergranulară tipică, iar proprietățile sale mecanice sunt determinate în principal de structura sa complexă multifazică, precum și de compoziția formulei, parametrii procesului și defectele structurale (pori, granule mari, dislocații etc. .). În general, cu cât cantitatea totală de pământuri rare este mai mică, cu atât sunt mai slabe proprietățile mecanice ale materialului. Prin adăugarea adecvată a metalelor cu punct de topire scăzut, cum ar fi Cu și Ga, îmbunătățirea distribuției fazei la granița poate spori duritatea oțelului magnetic. Adăugarea de metale cu punct de topire ridicat, cum ar fi Zr, Nb, Ti poate forma precipitate la granițele granulelor, poate rafina boabele și poate suprima extensia fisurilor, ceea ce ajută la îmbunătățirea rezistenței și tenacității; Cu toate acestea, adăugarea excesivă de metale cu punct de topire ridicat poate cauza duritate excesivă a materialului magnetic, afectând grav eficiența procesării.

În procesul de producție propriu-zis, este dificil de echilibrat proprietățile magnetice și mecanice ale materialelor magnetice și, din cauza cerințelor de cost și de performanță, este adesea necesar să se sacrifice ușurința lor de procesare și asamblare.

Proprietati termice

Principalii indicatori de performanță termică ai oțelului magnetic neodim, fier, bor, includ conductivitatea termică, capacitatea termică specifică și coeficientul de dilatare termică.

Simularea stării oțelului magnetic în funcționarea motorului

Performanța oțelului magnetic scade treptat odată cu creșterea temperaturii, astfel încât creșterea temperaturii motoarelor cu magnet permanenți devine un factor cheie de influență pentru funcționarea pe termen lung a motorului la sarcină. O bună conductivitate termică și capacitatea de disipare a căldurii pot evita supraîncălzirea și pot menține funcționarea normală a echipamentului. Prin urmare, sperăm că oțelul magnetic are o conductivitate termică ridicată și o capacitate termică specifică. Pe de o parte, căldura poate fi transmisă și disipată rapid, declanșând totodată o creștere mai scăzută a temperaturii sub aceeași căldură.

Magnetul din neodim fier bor este ușor de magnetizat într-o direcție specifică (axa II-C), iar în această direcție, oțelul magnetic se va extinde atunci când este încălzit; Există însă un fenomen de expansiune negativ în cele două direcții (axa Å C) greu de magnetizat și anume contracția termică. Existența anizotropiei de dilatare termică face ca oțelul magnetic al inelului de radiație să fie predispus la fisurare în timpul sinterizării; Și în motoarele cu magnet permanenți, cadrele din materiale magnetice moi sunt adesea folosite ca suport pentru oțelul magnetic, iar caracteristicile diferite de dilatare termică ale celor două materiale vor afecta adaptabilitatea dimensiunii după creșterea temperaturii.

Proprietate electrică

Curent turbionar magnetic sub câmp alternativ

În mediul de câmp electromagnetic alternativ al rotației motorului cu magnet permanent, oțelul magnetic va genera pierderi de curent turbionar, ceea ce duce la creșterea temperaturii. Deoarece pierderea curentului turbionar este invers proporțională cu rezistivitatea, creșterea rezistivității magnetului permanent din neodim fier bor va reduce în mod eficient pierderea curenților turbionari și creșterea temperaturii magnetului. Structura ideală de oțel magnetic de înaltă rezistivitate este formată prin creșterea potențialului electrodului fazei bogate în pământuri rare, formând un strat de izolare care poate preveni transmiterea electronilor, realizând încapsularea și separarea granițelor de înaltă rezistență față de boabele fazei principale, îmbunătățind astfel rezistivitatea magneților de bor din neodim sinterizat. Cu toate acestea, nici dopajul materialelor anorganice, nici tehnologia de stratificare nu pot rezolva problema deteriorării proprietăților magnetice, iar în prezent nu există încă o pregătire eficientă a magneților care combină rezistivitate ridicată și performanță ridicată.