Die wetenskap agter neodymiummagnete: wat maak hulle so kragtig?

Inleiding: Kort geskiedenis van NdFeB-magnete

Op die gebied van magnetisme is neodymiummagnete ongetwyfeld 'n blink ster. Hulle is die eerste keer in 1982 ontdek en het die kans gehad om vastrapplek in die mark te kry met hul uitsonderlike magnetiese eienskappe en vandag word hulle beskou as 'n noodsaaklike materiaal vir hedendaagse industriële aktiwiteite. Onder die vroeë magnetiese materiale, wat Alnico en ferriet insluit, is neodymiummagnete kragtiger en het baie meer energiedigtheid. Sulke dramatiese deurbraak lei nie net tot die bevordering van die wetenskap van magnetiese materiale nie, maar maak ook ongekende moontlikhede van innovasies op baie terreine oop.

Materiële samestelling: die boustene van krag

Die materiaalinhoud is hoofsaaklik die rede waarom neodymiummagnete so 'n verstommende krag kan opwek. Hulle bestaan meestal uit 'n samestelling van neodymium (Nd), yster (Fe) en boor (B). Die o-so slim mengsel van hierdie drie elemente lei tot die vorm vanneodymium magnetemet wonderlike magnetiese eienskappe. Om veral verbeterde werkverrigting van die magneet te verkry, beweer vervaardigers dat hulle 'n klein hoeveelheid relatief skaars elemente byvoeg wat die vermoë het om dit te doen, byvoorbeeld dysprosium (Dy) en terbium (Tb). Sulke bymiddels sal die magneet in staat stel om hoë temperature te weerstaan sonder om in duie te stort en dit ook toelaat om sy magnetiese eienskappe aansienlik te verbeter.

Vervaardigers beskerm ook die magneet teen korrosie en deurdringing deur 'n deklaag op die oppervlak van die magneet te verskaf, byvoorbeeld nikkel (Ni) of epoksie. Behalwe dat die lewensverwagting van die magneet verhoog word, verbeter hierdie bedekkings ook die voorkoms van die magneet sowel as die funksionaliteit daarvan.

Atoom struktuur

Nog 'n rede vir die sterk magnetiese krag wat neodymiummagnete besit, is hul atoomstruktuur. Vir 'n meer effektiewe en sterker neodymiummagneet, moet dit 'n groot aantal magnetiese subeenhede hê wat bekend staan as magnetiese domeine. Die onbehandelde magnetiese materiale, aan die ander kant, lyk onmagneties, aangesien die rigtings van hierdie domeine lukraak is.

Om 'n neodymiummagneet te vervaardig, word die sinus-geslypte gemiddelde in 'n eenvormige rigting gerig nadat dit poeier gesmelt is, en die volgorde daarvan word gerangskik deur eenvoudige stappe soos sintering en belyning onder 'n magnetiese veld. As gevolg van die unieke rangskikking van die poeiergemiddelde, benodig 'n neodymiummagneet baie min krag om 'n sterk magnetiese krag te toon, wat 'n deurslaggewende faktor is om te besluit hoe goed 'n klein neodymiummagneet werk.

Magnetisering proses

Neodymium magnete het 'n baie ingewikkelde en sensitiewe produksieprosedure. Om mee te begin, word grondstofpoeiers wat uit neodymium, yster en boor bestaan, eenvormig gemeng met behulp van poeiermetallurgietegnieke en dan by hoë temperature gesinter om 'n digte magneet te skep. Tydens hierdie proses begin die vorming en belyning van die magnetiese domeine. Om die belyning van die magnetiese domeine en die beste magnetiese eienskap wat verkry moet word, te maksimeer, benodig die belynde gesinterde magneet egter 'n sterk magnetiseringsveld om die belyning van die magnetiese domeine te voltooi.

Namate die bestaande tegnologie agter vervaardigingsprosesse verbeter, kom daar ook 'n groter verskeidenheid gevorderde vervaardigingsprosesse soos druklose gietwerk en 3D-drukwerk. Hierdie prosesse verbeter nie net die produksiedoeltreffendheid en kwaliteit van magnete nie, maar maak dit moontlik om meer ingewikkelde en gedetailleerde ontwerpe van magnete te ontwikkel.

Toepassings afgelei van hul sterkte

Neodymiummagnete word gereeld gebruik in mikrokomponente in verbruikerselektronika, vibrasiemotors en luidsprekers in toestelle soos slimfone en oorfone. Neodymiummagnete help ook om die toerusting te verbeter wat dunner en meer kompak word, maar neodymiummagnete het ook hul unieke kabelverbindings wat neodymiummagnete eindelose geleenthede oor verskeie velde het.

In die industriële sfeer word neodymiummagnete gebruik vir neodymiummotors, wat betroubaar, doeltreffend, energiebesparend, hoë wringkrag is, en wat deel uitmaak van die meganiese stelsels vir outomatiese produksielyne en robotte. In die sektor vir hernubare energie word neodymiummagnete ook grootliks in windturbines met direkte aandrewe gebruik. Hul doeltreffendheid en stabiliteit het groot ekonomiese en omgewingsimpakte in die windkragsektor geskep.