Ilmu Pengetahuan di Balik Magnet Neodimium: Apa yang Membuatnya Begitu Kuat?

Pambuka: Sejarah Singkat Magnet NdFeB

Dalam bidang magnetisme, magnet neodimium tidak diragukan lagi adalah bintang yang bersinar. Pertama kali ditemukan pada tahun 1982, mereka memiliki kesempatan untuk mendapatkan pijakan di pasar dengan kualitas magnetis 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 ferrit, magnet neodimium lebih kuat dan memiliki kepadatan energi yang jauh lebih tinggi. 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 Bahan: Bahan-bahan yang Membangun Daya

Kandungan bahannya adalah alasan utama mengapa magnet neodimium mampu menghasilkan kekuatan yang menakjubkan. Sebagian besar, mereka terdiri dari komposisi neodymium (Nd), besi (Fe), dan boron (B). Perpaduan oh-sangat cerdas dari ketiga unsur ini menghasilkan bentuk magnet neodymium memiliki sifat magnetik yang luar biasa. Juga, untuk mencapai kinerja magnet yang sangat baik, produsen mengklaim untuk menambahkan sejumlah kecil unsur yang relatif langka yang memiliki kemampuan untuk melakukan ini, misalnya, dysprosium (Dy) dan terbium (Tb). Aditif semacam itu akan memungkinkan magnet untuk menahan suhu tinggi tanpa runtuh dan juga memungkinkan untuk secara signifikan meningkatkan sifat magnetiknya.

Produsen juga melindungi magnet dari korosi dan permeasi dengan menyediakan lapisan pada permukaan magnet misalnya nikel ((Ni) atau epoksi. Selain memperpanjang umur magnet, lapisan ini juga meningkatkan penampilan magnet serta fungsinya.

Struktur Atom

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

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

Proses Magnetisasi

Neodymium magnet memiliki proses produksi yang sangat rumit dan sensitif. Untuk memulai, bubuk bahan baku yang terdiri dari neodimium, besi, dan boron dicampur secara merata menggunakan teknik metalurgi bubuk dan kemudian disinter pada suhu tinggi untuk menciptakan magnet padat. Selama proses ini, pembentukan dan keselarasan domain magnet dimulai. Namun, untuk memaksimalkan keselarasan domain magnetik dan properti magnetik terbaik dalam kelas yang diperoleh magnet sinter selaras membutuhkan medan magnetisasi yang kuat untuk menyelesaikan keselarasan domain magnetik.

Seiring teknologi yang ada di balik proses manufaktur meningkat, begitu juga dengan berbagai proses manufaktur canggih seperti cetakan tanpa tekanan dan pencetakan 3D. Proses ini tidak hanya meningkatkan efisiensi produksi dan kualitas magnet tetapi juga memungkinkan desain magnet yang lebih rumit dan rinci dikembangkan.

Aplikasi yang Berasal dari Kekuatannya

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

Dalam bidang industri, magnet neodimium digunakan untuk motor neodimium, yang dapat diandalkan, efisien, hemat energi, torsi tinggi, dan yang merupakan bagian dari sistem mekanis untuk jalur produksi otomatis dan robot. Juga, di sektor energi terbarukan, magnet neodimium juga banyak digunakan dalam turbin angin dengan drive langsung. Efisiensi dan stabilitas mereka telah menciptakan dampak ekonomi dan lingkungan yang besar di sektor tenaga angin.