Vad är det som gör dem så kraftfulla?

Inledning: En kort historia av NdFeB-magneter

Neodymmagneter är utan tvekan en lysande stjärna inom magnetismens område. De upptäcktes först 1982 och fick möjlighet att få ett fotfäste på marknaden med sina exceptionella magnetiska egenskaper och anses idag vara ett väsentligt material för dagens industriella aktiviteter. Bland de första magnetiska material som uppfanns, som Alnico och ferrit, är neodymmagneter kraftfullare och har mycket större energi täthet. Ett sådant dramatiskt genombrott leder inte bara till framsteg inom vetenskapen om magnetiska material utan öppnar också för oöverträffade möjligheter till innovationer inom många områden.

Materialsammansättning: Kraftens byggstenar

Materialet är främst anledningen till att neodymmagneter kan generera en sådan häpnadsväckande kraft. De består till största delen av en sammansättning av neodym (Nd), järn (Fe) och bor (B). Den så smarta blandningen av dessa tre element ger av neodymiummagneter med magnifika magnetiska egenskaper. För att uppnå särskilt förbättrad prestanda för magneten hävdar tillverkarna att de tillsätter en liten mängd relativt sällsynta element som har förmågan att göra detta, till exempel dysprosium (Dy) och terbium (Tb). Sådana tillsatser gör det möjligt för magneten att stå emot höga temperaturer utan att kollapsa och också göra det möjligt för den att avsevärt förbättra sina magnetiska egenskaper.

Tillverkarna skyddar också magneten mot korrosion och permeation genom att ge en beläggning på magnetens yta, till exempel nickel ((Ni) eller epoxy. Förutom att man kan öka magnetens livslängd förbättrar dessa beläggningar magnetens utseende och funktion.

Atomstruktur

En annan orsak till den starka magnetkraften som neodymiummagneter besitter är deras atomstruktur. För att få en effektivare och starkare neodymmagnet bör den ha ett stort antal magnetiska underenheter, så kallade magnetiska domäner. De obehandlade magnetiska materialen verkar däremot vara omagneta eftersom riktningarna på dessa domäner är slumpmässiga.

För att tillverka en neodymmagnet riktas den sinusspetsade medelvärden i en enhetlig riktning efter att den smält i pulver, och dess ordning ordnas genom enkla steg som sintering och anpassning under ett magnetfält. På grund av den unika arrangemanget av pulverformade medelvärdet kräver en neodymmagnet mycket liten effekt för att visa en stark magnetisk kraft, vilket är en avgörande faktor för att avgöra hur väl en liten neodymmagnet fungerar.

Magnetiseringsprocess

Neodymmagneter har ett mycket komplicerat och känsligt produktionsförfarande. För att börja med blandas råvarupulver av neodym, järn och bor jämnt med hjälp av pulvermetallurgiska tekniker och sinteras sedan vid höga temperaturer för att skapa en tät magnet. Under denna process börjar magnetområdena bildas och justeras. För att maximera anpassningen av de magnetiska domänerna och få den bästa magnetiska egenskapen i sin klass kräver den anpassade sintrade magneten dock ett starkt magnetiserande fält för att slutföra anpassningen av de magnetiska domänerna.

När den befintliga tekniken bakom tillverkningsprocesserna förbättras, kommer också en större mängd avancerade tillverkningsprocesser som tryckfri formning och 3D-utskrift. Dessa processer förbättrar inte bara produktionsförmågan och kvaliteten på magneter utan gör det också möjligt att utveckla mer komplicerade och detaljerade designs av magneter.

Användning som härrör från deras styrka

Neodymmagneter används ofta i mikrokomponenter i konsumentelektronik, vibrationsmotorer och högtalare i enheter som smartphones och hörlurar. Neodymmagneter hjälper också till att förbättra utrustningen som blir tunnare och mer kompakt, men neodymmagneter har också sina unika kabelslutare som är neodymmagneter har oändliga möjligheter inom olika områden.

I industrin används neodymmagneter för neodymmotorer, som är tillförlitliga, effektiva, energibesparande och med högt vridmoment och som ingår i de mekaniska systemen för automatiserade produktionslinjer och robotar. I sektorn för förnybar energi används även neodymmagneter i stor utsträckning i vindkraftverk med direkt drivkraft. Deras effektivitet och stabilitet har skapat stora ekonomiska och miljömässiga effekter inom vindkraftssektorn.