În multe domenii precum aerospațial, fabricarea automobilelor și electronice de putere, medii la temperaturi ridicate reprezintă provocări severe pentru performanța magneților. Magneții tradiționali sunt predispuși la atenuarea magnetică sau chiar de demagnetizare la temperaturi ridicate, iar apariția magneților rezistenți la temperaturi ridicate oferă sprijin cheie pentru dezvoltarea acestor câmpuri.
Magneții rezistenți la temperaturi ridicate includ în principal magneți NDFEB, magneți SMCO, magneți alnico și magneți de ferită. Diferite tipuri de magneți rezistenți la temperaturi ridicate au propriile lor caracteristici unice.
Magneții NDFEB sunt unul dintre magneții mai obișnuiți și mai mari de înaltă performanță rezistente la temperaturi pe piață. Are proprietăți magnetice extrem de ridicate, iar BHMAX -ul său este de peste 10 ori mai mare decât cel al feritei. În ceea ce privește temperatura de funcționare, magneții NDFEB de înaltă performanță pot funcționa la temperaturi de până la 200 de grade Celsius, iar unii magneți NDFEB special conceputi pot chiar să mențină magnetismul în medii la temperaturi ridicate peste 400 de grade Celsius. Cu toate acestea, magneții NDFEB sunt activi chimic și pentru a preveni coroziunea, aceștia necesită de obicei tratamente de suprafață, cum ar fi electroplarea zincului, nichelul, aurul și epoxidicul.
Magneții de cobalt din samarium pot fi împărțiți în SMCO5 și SM2CO17 în funcție de compoziția lor. Ca un magnet permanent al Pământului rar, nu numai că are un produs cu energie magnetică ridicat (14-28MGOE), dar are și forță coercitivă fiabilă și caracteristici bune de temperatură. Magneții de cobalt din samarium își pot menține forța magnetică neschimbată în medii la temperaturi ridicate, pot rezista la medii de lucru la temperaturi ridicate mult peste 500 ℃ -600 ℃ și să aibă o temperatură ridicată de curie, ceea ce le permite să joace în mod stabil un rol magnetic în medii la temperaturi ridicate.
Magneții Alnico sunt aliaje compuse din aluminiu, nichel, cobalt, fier și alte urme de metale și pot fi făcute în diferite dimensiuni și forme printr -un proces de turnare. Are o utilabilitate bună, iar magneții permanenți Alnico turnați au cel mai mic coeficient de temperatură reversibil și poate funcționa la temperaturi de până la 600 de grade Celsius.
Principalele materii prime ale magneților de ferită sunt BAFE12O19 și SRFE12O19, care sunt realizate folosind tehnologie ceramică. Este un material dur și fragil, cu rezistență la temperatură, costuri reduse și performanță moderată și este unul dintre cei mai utilizați magneți permanenți.
Principiul de rezistență la temperatură ridicată a magneților rezistenți la temperatură ridicată
Motivul pentru care magneții rezistenți la temperaturi ridicate pot menține proprietăți magnetice stabile în medii la temperaturi ridicate se datorează structurii lor fizice și chimice speciale. Din punct de vedere microscopic, magnetismul magneților provine din momentele magnetice generate de rotirea și mișcarea orbitală a electronilor din interiorul atomilor. La temperatura normală, aranjarea acestor momente magnetice are o anumită ordine, formând astfel magnetism macroscopic.
Când temperatura crește, mișcarea termică a atomilor se intensifică, ceea ce va interfera cu aranjarea momentelor magnetice. Pentru magneții obișnuiți, pe măsură ce temperatura crește, aranjarea ordonată a momentelor magnetice este distrusă treptat, ceea ce duce la slăbirea magnetismului. Magneții rezistenți la temperaturi ridicate îmbunătățesc interacțiunea dintre momentele magnetice prin formulări de materiale speciale și designul microstructurii, astfel încât să poată menține în continuare un aranjament relativ stabil la temperaturi ridicate.
De exemplu, aranjamentul atomic specific al elementelor de pământ rare samarium și cobalt în magneții de cobalt samarium formează o structură magnetică stabilă care poate rezista la interferența mișcării termice cauzate de temperaturi ridicate, menținând astfel proprietăți magnetice ridicate. În același timp, structura cristalină a magneților rezistenți la temperaturi ridicate are, de asemenea, o stabilitate termică ridicată, poate rezista la temperaturi ridicate fără modificări evidente ale fazei și asigură în continuare stabilitatea magnetismului său.
Proces de producție a magneților rezistenți la temperatură ridicată
Procesul de producție al magneților rezistenți la temperaturi ridicate are o influență importantă asupra performanței lor. Luând ca exemplu magneții NDFEB, procesele comune de producție includ NDFEB sinterizat și NDFEB legat.
NDFEB sinterizat este realizat prin metalurgie pulbere. În primul rând, materiile prime ale NDFEB sunt topite și pudrate, apoi presate și formate, sinterizate la temperaturi ridicate pentru a densifica magnetul, iar în final produsul finit este obținut prin procesare mecanică și tratament la suprafață. NDFEB sinter are un produs energetic magnetic extrem de ridicat și o forță coercitivă, dar textura sa este grea și fragilă și este predispusă la defecte precum fisuri în timpul procesării.
NDFEB legat este un magnet compozit realizat prin amestecarea uniformă a pulberii NDFEB cu rășină, plastic sau metal cu punct de topire scăzut, apoi apăsând, extrudând sau modelarea prin injecție. NDFEB legat are magnetism în toate direcțiile și poate fi procesat în inele cu pereți subțiri sau magneți subțiri cu forme complexe. Are o precizie dimensională înaltă și poate selecta în mod arbitrar direcția de magnetizare a magnetului. Cu toate acestea, proprietățile magnetice ale NDFEB legate sunt mai mici decât cele ale NDFEB sinterizat.
Procesul de producție al magneților de cobalt samarium este relativ complex, necesitând un control precis al compoziției și proporției materiilor prime, precum și parametri precum temperatura și timpul de sinterizare. În timpul procesului de producție, este necesar să se asigure că microstructura magnetului este uniformă și densă pentru a obține proprietăți magnetice bune și rezistență la temperatură ridicată.
Aplicare câmpuri de magneți rezistenți la temperatură ridicată
Magneții rezistenți la temperaturi ridicate sunt utilizați pe scară largă în multe câmpuri. În câmpul aerospațial, magneții cu temperaturi ridicate pot fi utilizate pentru fabricarea senzorilor magnetici, echipamentelor electrice și componentelor cheie în rotatorii de mare viteză și sistemele de control ale aeronavelor. Deoarece echipamentele aerospațiale se vor confrunta cu medii extreme, cum ar fi temperaturi ridicate, presiune ridicată și radiații puternice în timpul funcționării, performanța stabilă a magneților rezistenți la temperatură ridicată poate asigura fiabilitatea și siguranța echipamentului.
Câmpul de fabricație auto este, de asemenea, o piață importantă de aplicații pentru magneți rezistenți la temperaturi ridicate. În fabricarea de componente, cum ar fi motoarele auto, generatoarele, starter -urile și sistemele de servodirecție electrică, magneții rezistenți la temperaturi ridicate joacă un rol cheie. De exemplu, în motoarele auto, magneții rezistenți la temperaturi ridicate pot fi utilizate pentru a fabrica miezul bobinelor de aprindere pentru a îmbunătăți eficiența aprinderii și, astfel, pentru a îmbunătăți performanța motorului.
În domeniul electronicelor de putere, magneții rezistenți la temperaturi ridicate sunt utilizați pe scară largă în motoare, generatoare, transformatoare, pompe electromagnetice și alte echipamente datorită permeabilității magnetice ridicate și consumului scăzut de energie. În industria petrochimică, magneții cu temperaturi ridicate pot fi utilizate în diverse reactoare, separatoare, compresoare și alte echipamente pentru a obține un control automat al echipamentelor și pentru a optimiza procesul de producție.
În domeniul dispozitivelor medicale, magneții cu temperaturi ridicate sunt adesea folosiți pentru a produce părți de precizie ale echipamentelor, cum ar fi imagistica prin rezonanță magnetică (RMN) și rezonanța magnetică nucleară (RMN) pentru a îmbunătăți precizia și stabilitatea echipamentului. În plus, magneții la temperaturi ridicate sunt, de asemenea, utilizați în astronomie, explorare geologică, prelucrare termică, descalare magnetică, terapie magnetică și alte câmpuri.
Tendința de dezvoltare a magneților rezistenți la temperatură ridicată
Odată cu avansarea continuă a științei și tehnologiei, dezvoltarea magneților rezistenți la temperaturi ridicate a arătat câteva tendințe evidente. În ceea ce privește îmbunătățirea performanței, se preconizează că magneții rezistenți la temperaturi ridicate vor avea un produs energetic magnetic mai mare, o stabilitate mai bună a temperaturii și o rezistență mai puternică a coroziunii în viitor. Prin îmbunătățirea formulărilor de materiale și a proceselor de producție, personalul de cercetare și dezvoltare poate îmbunătăți în continuare proprietățile magnetice ale magneților, astfel încât aceștia să poată menține magnetismul stabil la temperaturi mai ridicate.
În ceea ce privește extinderea câmpului de aplicație, Magneți rezistenți la temperatură ridicată Poate fi utilizat în medii mai mari de temperatură, cu rezistență ridicată și extrem de corozivă, cum ar fi energia nucleară, explorarea de mare adâncime și alte câmpuri. În domeniul energiei nucleare, magneții rezistenți la temperatură ridicată pot fi utilizați în componente cheie, cum ar fi mecanismul de acționare a tijei de control a reactoarelor nucleare pentru a asigura funcționarea sigură și stabilă a reactoarelor nucleare. În domeniul explorării de mare adâncime, magneții rezistenți la temperatură ridicată pot fi folosiți pentru fabricarea senzorilor și a dispozitivelor de antrenare pentru detectorii de mare adâncime pentru a se adapta la mediul dur de presiune ridicată și temperatură ridicată în marea adâncă.
În ceea ce privește protecția mediului și dezvoltarea durabilă, producția viitoare de magneți rezistenți la temperaturi ridicate va acorda mai multă atenție protecției mediului și utilizării raționale a resurselor. Personalul de cercetare și dezvoltare se va angaja să dezvolte noi materiale ecologice și procese de producție pentru a reduce impactul asupra mediului, îmbunătățind în același timp rata de utilizare a resurselor și obținând dezvoltarea durabilă a industriei magnetului rezistent la temperaturi ridicate.
Ca material magnetic, cu performanțe stabile în medii la temperaturi ridicate, magneții rezistenți la temperaturi înalte joacă un rol de neînlocuit în industria modernă și în știință și tehnologie. Odată cu avansarea continuă a tehnologiei, performanța magneților rezistenți la temperatură ridicată va continua să se îmbunătățească, iar câmpul de aplicare va continua să se extindă, aducând contribuții mai mari la dezvoltarea societății umane.
