Apakah Magnet Neodymium / Magnet NdFeB?
Jenis yang paling biasamagnet nadir bumiialah magnet neodymium, biasanya dirujuk sebagai magnet NdFeB, NIB atau Neo.Neodymium, besi dan boron telah digabungkan untuk mencipta struktur hablur tetragonal Nd2Fe14B magnet kekal.Magnet neodymium adalah jenis magnet kekal yang paling kuat pada masa ini di pasaran.Mereka dibangunkan secara berasingan pada tahun 1984 oleh General Motors dan Sumitomo Special Metals.
Bergantung pada kaedah pembuatan yang digunakan, magnet NdFeB boleh dikelaskan sebagaidisinteratau terikat.Dalam banyak aplikasi dalam barangan kontemporari yang memerlukan magnet kekal yang berkuasa, seperti motor elektrik dalam alat tanpa wayar, pemacu cakera keras dan pengikat magnet, mereka telah menggantikan jenis magnet lain.
Penjelasan tentang Kekuatan
Neodymium ialah logam antiferromagnetik yang mempamerkan ciri magnet apabila ia tulen, tetapi hanya pada suhu di bawah 19 K (254.2 °C; 425.5 °F).Sebatian neodymium dengan logam peralihan feromagnetik seperti besi, mempunyai suhu Curie jauh melebihi suhu bilik, digunakan untuk mencipta magnet neodymium.
Kekuatan magnet neodymium ialah gabungan pelbagai perkara.Yang paling ketara ialah anisotropi magnetocrystalline uniaksial yang sangat tinggi bagi struktur kristal Nd2Fe14B tetragonal (HA 7 T - kekuatan medan magnet H dalam unit A/m melawan momen magnet dalam Am2).Ini menunjukkan bahawa kristal bahan bermagnet secara keutamaan di sepanjang paksi kristal tertentu tetapi mendapati ia amat mencabar untuk dimagnetkan ke arah lain.Aloi magnet neodymium, seperti magnet lain, diperbuat daripada butiran mikrohabluran yang semasa pengilangan diselaraskan dalam medan magnet yang kuat supaya paksi magnetnya semua menghala ke arah yang sama.Kompaun ini mempunyai daya paksaan yang sangat tinggi, atau rintangan kepada penyahmagnetan, disebabkan oleh rintangan kekisi kristal untuk mengubah arah kemagnetannya.
Oleh kerana ia mengandungi empat elektron tidak berpasangan dalam struktur elektronnya berbanding (secara purata) tiga dalam besi, atom neodymium mampu mempunyai momen dipol magnet yang ketara.Elektron tidak berpasangan dalam magnet yang diselaraskan supaya putaran mereka menghadap arah yang sama menghasilkan medan magnet.Ini menghasilkan kemagnetan tepu yang kuat untuk gabungan Nd2Fe14B (Js 1.6 T atau 16 kG) dan kemagnetan baki tipikal sebanyak 1.3 teslas.Akibatnya, fasa magnet ini mempunyai kapasiti untuk menyimpan sejumlah besar tenaga magnet (BHmax 512 kJ/m3 atau 64 MGOe), kerana ketumpatan tenaga tertinggi adalah berkadar dengan Js2.
Nilai tenaga magnetik ini adalah sekitar 18 kali dengan isipadu dan 12 kali dengan jisim lebih besar daripada magnet ferit "biasa".Samarium cobalt (SmCo), magnet nadir bumi pertama yang tersedia secara komersial, mempunyai tahap ciri tenaga magnet yang lebih rendah daripada aloi NdFeB.Ciri magnet magnet neodymium benar-benar dipengaruhi oleh struktur mikro aloi, proses pembuatan dan komposisi.
Atom besi dan gabungan neodymium-boron ditemui dalam lapisan ganti di dalam struktur kristal Nd2Fe14B.Atom boron diamagnet menggalakkan kohesi melalui ikatan kovalen yang kuat tetapi tidak secara langsung menyumbang kepada kemagnetan.Magnet neodymium adalah lebih murah daripada magnet samarium-kobalt kerana kepekatan nadir bumi yang agak rendah (12% mengikut isipadu, 26.7% mengikut jisim), serta ketersediaan relatif neodymium dan besi berbanding dengan samarium dan kobalt.
Hartanah
Gred:
Hasil tenaga maksimum magnet neodymium—yang sepadan dengan pengeluaran fluks magnet per unit volum—digunakan untuk mengelaskannya.Magnet yang lebih kuat ditunjukkan oleh nilai yang lebih tinggi.Terdapat pengkategorian yang diterima umum di seluruh dunia untuk magnet NdFeB tersinter.Ia berjulat dalam nilai dari 28 hingga 52. Neodymium, atau magnet NdFeB tersinter, dilambangkan dengan N awal sebelum nilai.Nilai diikuti oleh huruf yang menunjukkan paksaan intrinsik dan suhu operasi maksimum, yang dikaitkan secara positif dengan suhu Curie dan julat daripada lalai (sehingga 80 °C atau 176 °F) hingga TH (230 °C atau 446 °F) .
Gred daripadamagnet NdFeB tersinter:
N30-N56, N30M-N52M, N30H-N52H, N30SH-N52SH, N28UH-N45UH, N28EH-N42EH, N30AH-N38AH
Sifat Magnetik:
Antara ciri penting yang digunakan untuk membezakan magnet kekal ialah:
Remanence(Br),yang mengukur kekuatan medan magnet.
paksaan(Hci),rintangan demagnetisasi bahan.
Produk tenaga maksimum(BHmax),nilai terbesar ketumpatan fluks magnet (B) kali
kekuatan medan magnet, yang mengukur ketumpatan tenaga magnet (H).
Suhu kari (TC), titik di mana bahan tidak lagi menjadi magnet.
Magnet neodymium mengatasi jenis magnet lain dari segi remanen, coercivity dan produk tenaga, tetapi selalunya mempunyai suhu Curie yang lebih rendah.Terbium dan dysprosium ialah dua aloi magnet neodymium khas yang telah dicipta dengan suhu Curie yang lebih tinggi dan toleransi suhu yang lebih tinggi.Prestasi magnet neodymium magnet berbeza dengan jenis magnet kekal lain dalam jadual di bawah.
| Magnet | Br(T) | Hcj(kA/m) | BHmaxkJ/m3 | TC | |
| ( ℃) | ( ℉) | ||||
| Nd2Fe14B, disinter | 1.0-1.4 | 750-2000 | 200-440 | 310-400 | 590-752 |
| Nd2Fe14B, terikat | 0.6-0.7 | 600-1200 | 60-100 | 310-400 | 590-752 |
| SmCo5, disinter | 0.8-1.1 | 600-2000 | 120-200 | 720 | 1328 |
| Sm(Co, Fe, Cu, Zr)7 disinter | 0.9-1.15 | 450-1300 | 150-240 | 800 | 1472 |
| AlNiCi, disinter | 0.6-1.4 | 275 | 10-88 | 700-860 | 1292-1580 |
| Sr-Ferrite, disinter | 0.2-0.78 | 100-300 | 10-40 | 450 | 842 |
Masalah Kakisan
Sempadan bijian magnet tersinter amat terdedah kepada kakisan dalam Nd2Fe14B tersinter.Hakisan jenis ini boleh mengakibatkan kerosakan yang ketara, seperti keruntuhan lapisan permukaan atau keruntuhan magnet menjadi serbuk zarah magnet yang kecil.
Banyak barangan komersial menangani risiko ini dengan memasukkan penutup pelindung untuk menghentikan pendedahan kepada alam sekitar.Penyaduran yang paling biasa ialah nikel, nikel-tembaga-nikel, dan zink, manakala logam lain juga boleh digunakan, seperti polimer dan pelindung lakuer.salutan.
Kesan Suhu
Neodymium mempunyai pekali negatif, yang bermaksud apabila suhu meningkat, kedua-dua coercivity dan ketumpatan tenaga magnetik maksimum (BHmax) menurun.Pada suhu ambien, magnet neodymium-besi-boron mempunyai daya paksaan yang tinggi;walau bagaimanapun, apabila suhu meningkat melebihi 100 °C (212 °F), paksaan menurun dengan cepat sehingga mencapai suhu Curie, iaitu sekitar 320 °C atau 608 °F.Pengurangan dalam koersitiviti ini menyekat keberkesanan magnet dalam aplikasi suhu tinggi seperti turbin angin, motor hibrid, dll. Untuk mengelakkan prestasi daripada jatuh akibat turun naik suhu, terbium (Tb) atau dysprosium (Dy) ditambah, meningkatkan kos magnet.
Aplikasi
Oleh kerana kekuatannya yang lebih tinggi membolehkan penggunaan magnet yang lebih kecil dan lebih ringan untuk aplikasi tertentu, magnet neodymium telah menggantikan magnet alnico dan ferit dalam banyak aplikasi yang tidak terkira banyaknya dalam teknologi kontemporari di mana magnet kekal yang kuat diperlukan.Berikut adalah beberapa contoh:
Penggerak utama untuk cakera keras komputer
Suis penembakan e-rokok mekanikal
Kunci untuk pintu
pembesar suara telefon bimbit & penggerak autofokus
Stereng kuasa elektrik
Alat tanpa wayar
Servomotors& Motor segerak
Motor untuk mengangkat dan pemampat
Motor gelendong dan stepper
Motor pemacu kereta hibrid dan elektrik
Penjana elektrik untuk turbin angin (dengan pengujaan magnet kekal)
Penyahgandingan kes media runcit
Magnet neodymium yang berkuasa digunakan dalam industri proses untuk menangkap badan asing dan melindungi produk dan proses.
Peningkatan kekuatan magnet neodymium telah mengilhamkan penggunaan baharu seperti pengancing perhiasan magnetik, set binaan magnet kanak-kanak (dan neodymium lainmainan magnet), dan sebagai sebahagian daripada mekanisme penutupan peralatan payung terjun sukan semasa.Ia adalah logam utama dalam magnet mainan meja yang pernah popular yang dikenali sebagai "Buckyballs" dan "Buckycubes", namun beberapa kedai di Amerika Syarikat telah memilih untuk tidak menjualnya kerana kebimbangan keselamatan kanak-kanak, dan ia telah dilarang di Kanada. atas sebab yang sama.
Dengan kemunculan pengimbas pengimejan resonans magnetik terbuka (MRI) yang digunakan untuk melihat badan di jabatan radiologi sebagai alternatif kepada magnet superkonduktor, kekuatan dan kehomogenan medan magnet magnet neodymium juga telah membuka kemungkinan baharu dalam industri perubatan.
Magnet neodymium digunakan untuk merawat penyakit refluks gastroesophageal sebagai sistem anti-refluks yang ditanam melalui pembedahan, iaitu sekumpulan magnet yang ditanam melalui pembedahan di sekitar sfinkter esofagus bawah (GERD).Mereka juga telah ditanam di jari untuk membolehkan deria deria medan magnet, walaupun ini adalah operasi percubaan yang hanya biohacker dan pengisar biasa.
Magnet NdFeB tersintermempunyai kualiti magnet tertinggi dan digunakan dalam beberapa sektor, termasuk selak pintu, motor, penjana dan komponen industri berat.
Magnet termampat terikatlebih kuat daripada magnet acuan suntikan.
Suntikan Plastik NdFeB magnetialah bahan komposit generasi baharu yang terdiri daripada serbuk magnet kekal dan plastik, dengan kualiti magnet dan plastik yang luar biasa, serta ketepatan tinggi dan rintangan tekanan.
