Ímã permanente NdFeB

Quando o ímã funciona por um longo período ou é colocado por um longo período, o ambiente circundante (como temperatura, umidade, líquido corrosivo, etc.) pode causar alterações nas propriedades físicas e químicas do ímã. Após a magnetização do ímã permanente, a maior parte da área é magnetizada em uma direção específica, mas ainda existem alguns pequenos domínios magnéticos cuja direção de magnetização é caótica (chamados núcleos de magnetização reversa). Sob a influência de vários fatores ambientais, o núcleo de magnetização reversa original crescerá e um novo núcleo de magnetização reversa será gerado, o que causará a deterioração das propriedades magnéticas do ímã permanente. Essa mudança é geralmente lenta e irreversível de fora para dentro, o que afeta diretamente os principais parâmetros de desempenho do ímã, remanência, força coercitiva ou produto máximo de energia magnética, e até mesmo causa a falha completa do ímã. Essa perda de propriedades magnéticas é irreversível. Mesmo que o ímã seja remagnetizado, ele não pode ser restaurado ao nível anterior à colocação a longo prazo. Nos últimos anos, com a aplicação generalizada de Ímã permanente NdFeB materiais na indústria aeroespacial, veículos elétricos, turbinas eólicas de alta potência e outros campos com requisitos de longa vida útil, os projetistas de aplicações têm prestado cada vez mais atenção à estabilidade temporal dos ímãs permanentes de NdFeB. 1. Estabilidade a longo prazo à temperatura ambiente Geralmente, a maior perda de fluxo magnético advém da oxidação ou corrosão da superfície do ímã, o que é uma perda irreversível. Entre todos os tipos de ímã permanente de terras raras materiais, o NdFeB sinterizado apresenta a perda mais grave. No entanto, após a otimização da composição e o tratamento de proteção da superfície, a resistência à oxidação e à corrosão de ímãs de NdFeB sinterizados foram significativamente melhoradas. Portanto, se a superfície do ímã estiver bem protegida, para NdFeB sinterizado com HcJ suficientemente alto, a vida útil pode exceder 30-50 anos. (Isso desde que não exceda a temperatura de uso) 2. Estabilidade de longo prazo em altas temperaturas A figura a seguir mostra a mudança da perda de fluxo relativo ao longo do tempo para ímãs com diferentes valores de Pc e HcJ=20,1 kOe a 80℃, 120℃ e 150℃. Não é difícil concluir pela figura acima que, sob o mesmo valor de Pc, quanto maior a temperatura de armazenamento do ímã, mais rapidamente a perda de fluxo magnético relativo diminui. A perda de magnetização inicial e a perda de magnetização a longo prazo de ímãs com valores absolutos de Pc mais baixos são significativamente maiores do que as de ímãs com Pc mais altos, e ambos os tipos de perdas aumentam significativamente com o aumento da temperatura. Quando o HcJ não pode ser aumentado ainda mais por razões técnicas e de custo, aumentar o valor absoluto de Pc pode suprimir efetivamente a perda de magnetização. A partir da relação temporal da perda de magnetização relativa de ímãs com diferentes HcJ e Pc em diferentes temperaturas, pode-se observar que o HcJ tem uma influência importante na perda de magnetização em alta temperatura. Quanto maior o HcJ, menor a perda de magnetização. A estabilidade em alta temperatura exige que o ímã tenha um HcJ maior. Ao mesmo tempo, o coeficiente de permeabilidade Pc também pode determinar a perda de magnetização em alta temperatura e a longo prazo do ímã.

Os ímãs de NDFEB sinterizados são componentes funcionais do núcleo e são amplamente utilizados em instrumentos e equipamentos como motores, eletroacústica, atração magnética e sensores. Os ímãs estão sujeitos a fatores ambientais, como força mecânica, alterações quentes e frias e campos eletromagnéticos alternados. Se o ambiente de trabalho estiver acima do padrão, isso afetará seriamente a função do equipamento e causará grandes perdas. Portanto, além do desempenho magnético, também precisamos prestar atenção às propriedades mecânicas, térmicas e elétricas dos ímãs, o que nos ajudará a projetar e usar um ímã melhor, e também é de grande significado para melhorar sua estabilidade e confiabilidade de serviço.   Propriedades mecânicas   As propriedades mecânicas dos ímãs incluem dureza, resistência à compressão, resistência à flexão, resistência à tração, resistência ao impacto, etc. O NDFEB é um material quebradiço típico. A dureza e a resistência à compressão dos ímãs são altas, mas a resistência à flexão, a resistência à tração e a tenacidade do impacto são ruins. Isso facilita a perda de ímãs ou até a rachadura durante o processamento, a magnetização e a montagem. Os ímãs geralmente são fixados em componentes e equipamentos por meio de slots ou adesivos, e também são fornecidas absorção de choque e proteção contra tampão.   A superfície de fratura do NDFEB sinterizado é uma fratura intergranular típica. Suas propriedades mecânicas são determinadas principalmente por sua complexa estrutura multifásica e também estão relacionadas à composição da fórmula, parâmetros de processo e defeitos estruturais (vazios, grãos grandes, deslocamentos etc.). De um modo geral, quanto menor a quantidade total de Terra Rara, pior as propriedades mecânicas do material. Ao adicionar metais de baixo ponto de fusão, como Cu e GA, em quantidades apropriadas, a resistência do ímã de neodímio pode ser aprimorada, melhorando a distribuição das fases dos limites de grãos. Adicionar metais de alto ponto de fusão, como ZR, NB e TI, pode formar fases de precipitação nos limites dos grãos, que podem refinar os grãos e inibir a extensão da trinca, ajudando a melhorar a força e a resistência; Mas a adição excessiva de metais de alto ponto de fusão fará com que a dureza do material magnético seja muito alta, afetando seriamente a eficiência do processamento.   No processo de produção real, é difícil levar em consideração as propriedades magnéticas e as propriedades mecânicas dos materiais magnéticos. Devido a requisitos de custo e desempenho, geralmente é necessário sacrificar sua facilidade de processamento e montagem.   Propriedades térmicas   Os principais indicadores de desempenho térmico dos ímãs de NDFEB incluem condutividade térmica, capacidade térmica específica e coeficiente de expansão térmica.   O desempenho do ímã de neodímio diminui gradualmente com o aumento da temperatura; portanto, o aumento da temperatura do motor ímã permanente se torna um fator -chave que afeta se o motor pode funcionar sob carga por um longo tempo. Boa condução de calor e dissipação de calor podem evitar superaquecimento e manter a operação normal do equipamento. Portanto, esperamos que o aço magnético tenha uma condutividade térmica mais alta e uma capacidade de calor específica, para que o calor possa ser realizado e dissipado rapidamente e, ao mesmo tempo, o aumento da temperatura será menor sob o mesmo calor.   Propriedades elétricas   No ambiente de campo eletromagnético alternado do motor ímã permanente, o aço magnético produzirá perda de corrente de Foucault e causará aumento da temperatura. Como a perda de corrente de Foucault é inversamente proporcional à resistividade, aumentar a resistividade do ímã permanente NDFEB reduzirá efetivamente a perda de corrente de Foucault e o aumento da temperatura do ímã. A estrutura ideal de aço magnético de alta resistividade é formar uma camada de isolamento que pode impedir a transmissão de elétrons, aumentando o potencial do eletrodo da fase rica em terra, de modo a alcançar o embrulho e a separação do limite de grão de alta resistência em relação ao Os principais grãos de fase, melhorando assim a resistividade do ímã NDFEB sinterizado. No entanto, nem a dopagem de materiais inorgânicos nem a tecnologia de camadas podem resolver o problema da deterioração do desempenho magnético. Atualmente, ainda não há preparação eficaz de ímãs com alta resistividade e alto desempenho.