Vísindin á bak við neodymium segla: Hvað gerir þá svona öfluga?

Inngangur: Stutt saga NdFeB segla

Á sviði segulmagns eru neodymium seglar án efa skínandi stjarna. Þeir fundust fyrst árið 1982 og fengu tækifæri til að hasla sér völl á markaðnum með einstökum segulmagnaðir eiginleikum sínum og í dag eru þeir taldir ómissandi efni fyrir nútíma iðnaðarstarfsemi. Meðal fyrstu segulmagnaðra efna, sem innihalda Alnico og ferrít, eru neodymium seglar öflugri og hafa mun meiri orkuþéttleika. Slík stórkostleg bylting leiðir ekki aðeins til framfara í vísindum segulmagnaðra efna heldur opnar einnig áður óþekkta möguleika á nýjungum á mörgum sviðum.

Efnissamsetning: Byggingareiningar valds

Efnisinnihaldið er fyrst og fremst ástæðan fyrir því hvers vegna neodymium seglar geta myndað svo undraverðan kraft. Aðallega eru þau gerð úr samsetningu neodymium (Nd), járns (Fe) og bórs (B). Ó-svo snjöll blanda þessara þriggja þátta skilar sér í formineodymium seglarhafa stórkostlega segulmagnaða eiginleika. Einnig, til að ná sérstaklega bættum afköstum segulsins, segjast framleiðendur bæta við litlu magni af tiltölulega sjaldgæfum frumefnum sem hafa getu til þess, til dæmis dysprosium (Dy) og terbium (Tb). Slík aukefni gera seglinum kleift að standast háan hita án þess að hrynja og gera honum einnig kleift að bæta segulmagnaðir eiginleika sína verulega.

Framleiðendur vernda einnig segulinn gegn tæringu og gegndræpi með því að húða yfirborð segulsins, til dæmis nikkel(Ni) eða epoxý. Fyrir utan að auka lífslíkur segulsins bæta þessar húðanir einnig útlit segulsins sem og virkni hans.

Atóm uppbygging

Önnur ástæða fyrir sterkum segulkrafti sem neodymium seglar búa yfir er atómbygging þeirra. Til að fá skilvirkari og sterkari neodymium segul ætti hann að hafa mikinn fjölda segulmagnaðra undireininga sem eru þekktar sem segulsvið. Ómeðhöndluðu segulmagnaðir efnin virðast aftur á móti ósegulmagnaðir þar sem stefnur þessara svæða eru tilviljunarkenndar.

Til að framleiða neodymium segul er sinusvædda meðaltalinu beint í samræmda átt eftir að það er duftbrætt og röð þess er raðað með einföldum skrefum eins og hertu og röðun undir segulsviði. Vegna einstakrar fyrirkomulags duftformaðs meðaltals þarf neodymium segull mjög lítið afl til að sýna sterkan segulkraft, sem er afgerandi þáttur í því að ákveða hversu vel lítill neodymium segull virkar.

Segulmagnaðir ferli

Neodymium seglar hafa mjög flókið og viðkvæmt framleiðsluferli. Til að byrja með er hráefnisdufti sem samanstendur af neodymium, járni og bór blandað jafnt saman með duftmálmvinnslutækni og síðan hertað við háan hita til að búa til þéttan segull. Meðan á þessu ferli stendur hefst myndun og röðun segullénanna. Hins vegar, til að hámarka röðun segullénanna og besta seguleiginleikann sem hægt er að fá, þarf samstilltur hertu segullinn sterkt segulsvið til að ljúka röðun segullénanna.

Eftir því sem núverandi tækni á bak við framleiðsluferla batnar, kemur líka meira úrval af háþróuðum framleiðsluferlum eins og þrýstingslausri mótun og 3D prentun. Þessir ferlar auka ekki aðeins framleiðsluskilvirkni og gæði segla heldur gera kleift að þróa flóknari og nákvæmari hönnun segla.

Forrit fengin af styrk þeirra

Neodymium seglar eru oft notaðir í öríhlutum í rafeindatækni, titringsmótora og hátalara í tækjum eins og snjallsímum og heyrnartólum. Neodymium seglar hjálpa einnig til við að auka búnaðinn sem verður þynnri og fyrirferðarmeiri, en neodymium seglar hafa einnig sín einstöku kapaltengi sem eru neodymium seglar hafa endalaus tækifæri á ýmsum sviðum.

Á iðnaðarsviðinu eru neodymium seglar notaðir fyrir neodymium mótora, sem eru áreiðanlegir, skilvirkir, orkusparandi, háir togar og eru hluti af vélrænum kerfum fyrir sjálfvirkar framleiðslulínur og vélmenni. Einnig, í endurnýjanlegum orkugeiranum, eru neodymium seglar einnig að miklu leyti notaðir í vindmyllum með beinum drifum. Skilvirkni þeirra og stöðugleiki hefur skapað mikil efnahagsleg og umhverfisleg áhrif í vindorkugeiranum.