Fyzikální vlastnosti slinutého neodymového železoboru

Permanentní magnety ze spékaného neodymu a železného bóru jako základní funkční součásti jsou široce používány v přístrojích a zařízeních, jako jsou motory, elektroakustika, magnety a senzory. Během servisního procesu budou magnety vystaveny vlivům okolního prostředí, jako jsou mechanické síly, studené a horké změny a střídající se elektromagnetická pole. Pokud dojde k poruše prostředí, vážně to ovlivní funkčnost zařízení a způsobí obrovské ztráty. Proto je třeba kromě ukazatelů magnetických vlastností věnovat pozornost také mechanickým, tepelným a elektrickým vlastnostem magnetů, které nám pomohou lépe navrhovat a používat magnetickou ocel a mají velký význam pro zlepšení její stability a spolehlivosti. servis.

Mechanické

Mezi ukazatele mechanického výkonu magnetické oceli patří tvrdost, pevnost v tlaku, pevnost v ohybu, pevnost v tahu, rázová houževnatost, Youngův modul atd. Neodymový železitý bór je typickým křehkým materiálem. Magnetická ocel má vysokou tvrdost a pevnost v tlaku, ale nízkou pevnost v ohybu, pevnost v tahu a rázovou houževnatost. To způsobuje, že magnetická ocel během zpracování, magnetizace a montáže snadno vypadává v rozích nebo dokonce praská. Magnetickou ocel je obvykle nutné upevnit v součástech a zařízeních pomocí štěrbin nebo lepidla a zároveň poskytnout tlumení nárazů a tlumicí ochranu.

Lomový povrch slinutého neodymového železitého boru je typickým mezikrystalovým lomem a jeho mechanické vlastnosti jsou určovány především jeho složitou vícefázovou strukturou, stejně jako složením receptury, parametry procesu a strukturálními defekty (póry, velká zrna, dislokace atd. .). Obecně lze říci, že čím nižší je celkové množství vzácných zemin, tím horší jsou mechanické vlastnosti materiálu. Vhodným přidáním kovů s nízkou teplotou tání, jako jsou Cu a Ga, může zlepšení fázového rozdělení na hranicích zrn zvýšit houževnatost magnetické oceli. Přidání kovů s vysokou teplotou tání, jako je Zr, Nb, Ti, může vytvářet sraženiny na hranicích zrn, zjemňovat zrna a potlačovat rozšiřování trhlin, což pomáhá zlepšit pevnost a houževnatost; Nadměrné přidávání kovů s vysokou teplotou tání však může způsobit nadměrnou tvrdost magnetického materiálu, což vážně ovlivňuje účinnost zpracování.

Ve vlastním výrobním procesu je obtížné vyvážit magnetické a mechanické vlastnosti magnetických materiálů a vzhledem k nákladům a požadavkům na výkon je často nutné obětovat jejich snadnost zpracování a montáže.

Tepelné vlastnosti

Mezi hlavní ukazatele tepelného výkonu neodymové železoborové magnetické oceli patří tepelná vodivost, měrná tepelná kapacita a koeficient tepelné roztažnosti.

Simulace stavu magnetické oceli při provozu motoru

Výkon magnetické oceli se s rostoucí teplotou postupně snižuje, takže nárůst teploty u motorů s permanentními magnety se stává klíčovým ovlivňujícím faktorem pro dlouhodobý provoz motoru v zátěži. Dobrá tepelná vodivost a schopnost odvádět teplo mohou zabránit přehřátí a zachovat normální provoz zařízení. Proto doufáme, že magnetická ocel má vysokou tepelnou vodivost a měrnou tepelnou kapacitu. Na jedné straně může být teplo rychle přenášeno a odváděno a zároveň spouští nižší nárůst teploty pod stejným teplem.

Magnet z neodymového železa a bóru lze snadno magnetizovat v určitém směru (osa II-C) a v tomto směru se magnetická ocel při zahřátí roztáhne; Existuje však negativní jev expanze ve dvou směrech (osa C), které se obtížně magnetizují, a to tepelná kontrakce. Existence anizotropie tepelné roztažnosti způsobuje, že radiační prstencová magnetická ocel je náchylná k praskání během slinování; A v motorech s permanentními magnety se rámy z měkkého magnetického materiálu často používají jako podpora pro magnetickou ocel a různé charakteristiky tepelné roztažnosti těchto dvou materiálů ovlivní přizpůsobivost velikosti po zvýšení teploty.

Elektrický majetek

Magnetický vířivý proud pod střídavým polem

V prostředí střídavého elektromagnetického pole rotace motoru s permanentním magnetem bude magnetická ocel generovat ztrátu vířivých proudů, což vede ke zvýšení teploty. Vzhledem k tomu, že ztráta vířivými proudy je nepřímo úměrná měrnému odporu, zvýšení měrného odporu permanentního magnetu z neodymového železa a boru účinně sníží ztráty vířivými proudy a nárůst teploty magnetu. Ideální magnetická ocelová struktura s vysokým odporem je vytvořena zvýšením elektrodového potenciálu fáze bohaté na vzácné zeminy, vytvořením izolační vrstvy, která může zabránit přenosu elektronů, dosažením zapouzdření a oddělení hranic zrn s vysokým odporem vzhledem k zrnům hlavní fáze, čímž se zlepší měrný odpor slinutých neodymových železných bórových magnetů. Ani dopování anorganických materiálů, ani technologie vrstvení však nemohou vyřešit problém zhoršování magnetických vlastností a v současné době stále neexistuje účinná příprava magnetů, které by spojovaly vysokou rezistivitu a vysoký výkon.