Ilmu di balik magnet neodymium: apa yang membuatnya begitu kuat?

Pendahuluan: Sejarah singkat magnet NdFeB

Di bidang magnetisme, magnet neodymium tidak diragukan lagi adalah bintang yang bersinar. Pertama kali ditemukan pada tahun 1982, mereka memiliki kesempatan untuk mendapatkan pijakan di pasar dengan kualitas magnetiknya yang luar biasa dan hari ini mereka dianggap sebagai bahan penting untuk kegiatan industri modern. Di antara bahan magnetik awal yang ditemukan, yang meliputi Alnico dan ferit, magnet neodymium lebih kuat dan memiliki kepadatan energi yang jauh lebih besar. Terobosan dramatis seperti itu tidak hanya mengarah pada kemajuan ilmu bahan magnetik, tetapi juga membuka kemungkinan inovasi yang belum pernah terjadi sebelumnya di banyak bidang.

Komposisi Material: Blok Bangunan Kekuatan

Kandungan material terutama merupakan alasan mengapa magnet neodymium mampu menghasilkan kekuatan yang begitu menakjubkan. Sebagian besar, mereka terdiri dari komposisi neodymium (Nd), besi (Fe), dan boron (B). Perpaduan yang sangat cerdas dari ketiga elemen ini menghasilkan bentukMagnet neodymiummemiliki sifat magnetik yang luar biasa. Juga, untuk mencapai kinerja magnet yang sangat meningkat, produsen mengklaim untuk menambahkan sejumlah kecil elemen yang relatif langka yang memiliki kemampuan untuk melakukan ini, misalnya, dysprosium (Dy) dan terbium (Tb). Aditif semacam itu akan memungkinkan magnet menahan suhu tinggi tanpa runtuh dan juga memungkinkannya meningkatkan sifat magnetiknya secara signifikan.

Pabrikan juga melindungi magnet dari korosi dan permeasi dengan memberikan lapisan ke permukaan magnet misalnya nikel (Ni) atau epoksi. Selain meningkatkan harapan hidup magnet, pelapis ini juga meningkatkan penampilan magnet serta fungsinya.

Struktur atom

Alasan lain untuk gaya magnet kuat yang dimiliki magnet neodymium adalah struktur atomnya. Untuk magnet neodymium yang lebih efektif dan lebih kuat, ia harus memiliki sejumlah sub-unit magnetik yang tinggi yang dikenal sebagai domain magnetik. Bahan magnetik yang tidak dirawat, di sisi lain, tampak tidak magnetik karena arah domain ini acak.

Untuk membuat magnet neodymium, rata-rata diasah sinus diarahkan ke arah yang seragam setelah dicairkan bubuk, dan urutannya diatur melalui langkah-langkah sederhana seperti sintering dan penyelarasan di bawah medan magnet. Karena susunan unik rata-rata bubuk, magnet neodymium membutuhkan daya yang sangat sedikit untuk menunjukkan gaya magnet yang kuat, yang merupakan faktor penting dalam menentukan seberapa baik magnet neodymium kecil bekerja.

Proses Magnetisasi

Magnet neodymium memiliki prosedur produksi yang sangat rumit dan sensitif. Untuk memulai, bubuk bahan baku yang terdiri dari neodymium, besi, dan boron dicampur secara merata menggunakan teknik metalurgi serbuk dan kemudian disinter pada suhu tinggi untuk membuat magnet padat. Selama proses ini, pembentukan dan penyelarasan domain magnet dimulai. Namun, untuk memaksimalkan penyelarasan domain magnet dan sifat magnet terbaik di kelasnya yang akan diperoleh, magnet sinter yang disejajarkan memerlukan medan magnet yang kuat untuk menyelesaikan penyelarasan domain magnetik.

Seiring dengan meningkatnya teknologi yang ada di balik proses manufaktur, begitu pula variasi proses manufaktur canggih seperti pencetakan tanpa tekanan dan pencetakan 3D. Proses ini tidak hanya meningkatkan efisiensi produksi dan kualitas magnet tetapi memungkinkan desain magnet yang lebih rumit dan terperinci untuk dikembangkan.

Aplikasi yang Berasal dari Kekuatannya

Magnet neodymium sering digunakan dalam komponen mikro di elektronik konsumen, motor getaran, dan pengeras suara di perangkat seperti smartphone dan headphone. Magnet neodymium juga membantu meningkatkan peralatan yang menjadi lebih tipis dan lebih kompak, tetapi magnet neodymium juga memiliki konektor kabel unik yang merupakan magnet neodymium memiliki peluang tak terbatas di berbagai bidang.

Di bidang industri, magnet neodymium digunakan untuk motor neodymium, yang andal, efisien, hemat energi, torsi tinggi, dan yang merupakan bagian dari sistem mekanis untuk jalur produksi dan robot otomatis. Selain itu, di sektor energi terbarukan, magnet neodymium juga sebagian besar digunakan dalam turbin angin penggerak langsung. Efisiensi dan stabilitasnya telah menciptakan dampak ekonomi dan lingkungan yang besar di sektor tenaga angin.