מגנטים של NdFeB מורכבים מניאודימיום, ברזל ובורון, בעוד שמגנטים של SmCo עשויים מחומרי אדמה נדירים כמו סמריום וקובלט בפרופורציות. שני החומרים הם מגנטים קבועים עם רמננציה גבוהה, כפייה גבוהה ולולאות היסטרזה רחבות. גם למגנטים קבועים של NdFeB וגם של SmCo יש תכונות מצוינות, אבל הם שונים. לדוגמה, למגנטים קבועים NdFeB יש תוצר אנרגיה מקסימלי גבוה יותר, בעוד למגנטים קבועים של SmCo יש יציבות טמפרטורה טובה יותר. בנוסף, המחיר של מגנטים קבועים NdFeB נמוך יחסית, בעוד שמחיר המגנטים הקבועים של SmCo גבוה יחסית. חומרים מגנטיים של SmCo יכולים לפעול טוב יותר בטמפרטורות גבוהות מחומרי מגנט ניאודימיום והם עמידים יותר בפני קורוזיה מאשר NdFeB. למגנטים ניאודימיום יש שדה מגנטי גדול בהרבה מרוב המגנטים הקבועים והם לא יקרים. למגנט הקבוע של SmCo יש גם תכונות ותכונות פיזיקליות דומות.
מהם מגנטים נדירים - ולמה הם משמשים?
נתרן קובלט (SmCo5 או Sm2CO17) וניודוימיום-ברזל-בורון (Nd2Fe14C). זהו אדמה נדירה, שכן שומרון ונאודימיום מופיעים שניהם בסדרת המתכות לנתנידים בטבלה המחזורית. לכן, המאפיינים ומבנה הגבישי של מגנטים אלה ניתנים להשוואה רבה. סגסוגת שמאניום יכולה להכיל קובלט שהפך לחומר מעבר. וניתן לשלב מגנטים ניאודימיום עם ברזל - מתכת ביניים. כל המכשירים המגנטיים עשויים ממתכות נדירות של כדור הארץ המחוברות זו לזו על ידי מתכות מעבר.
מבנה קריסטל של מגנטים נדירים של כדור הארץ
ל-SmCo מבנה גבישי זהה לזה של NeFeB. SmCo הוא משושה עם NfeB tetraonal. מבנים אלה מספקים תכונות מגנטיות גבוהות של מגנט כדור הארץ הנדיר. מבנה קריסטל זה מרכז בחוזקה את המגנטיות בין הכיוון הצפוני לדרום. ניתן לתאר את התכונות האניזוטרופיות המנוגדות לשדות מגנטיים של כיוון יחיד. גלה כיצד נחקר איזוטרופית מגנט בבלוג זה.
מקדמי טמפרטורת מגנט קובלט סמרום
SmCo מפורסמת בכך שהיא פועלת בטמפרטורות גבוהות מ-NfeB. תכונה חשובה שנייה שמעדיפה את SmCo היא מקדמי הטמפרטורה הנמוכים שלו. הטמפרטורות (BR) של מגנטים של SmCo הן פחות -1.01 - 0.35% /C. הוא קטן בהרבה מה--0.11%/מעלה C של NdFeB. (br): remanence. מידע נוסף זמין באתר תהודה מגנט בעמוד זה. לכן סביר להניח שמגנט SmCo יאבד פחות שדות בעליית החום מאשר NdFeB. זה עושה את זה הרבה יותר פשוט עבור מהנדסים להתאים את הטמפרטורה מכיוון שהאפקט קטן יותר בטווחי טמפרטורה גדולים הנובעים מהשינוי במקדם הטמפרטורה.
למה משמשים מגנטים של SmCo?
יישום מגנט קובלט שומרון. הם נמצאים בשימוש נרחב ותכוף במכונות ומשאבות בעלות ביצועים גבוהים ביישומי רכב ותעופה וחלל, תעופה וחלל ומכונות צבאיות.
אמצעי בטיחות למגנטי קובלט של סמריום
מגנטים של SmCo הם קשים, שבירים אך חזקים. הברגים יכולים להישבר בקלות כאשר הם נופלים. יש לטפל בפריטים אלו ולארוז אותם כראוי להגנה ולא בכדי לגרום להם לפציעה או נזק.
עמידות בפני קורוזיה- SmCo לעומת ניאודימיום
מגנטית SmCo מורכבת מכ-70% קובלט. ברור שקובלט הוא חלק חשוב מפלדה וקל להבין מדוע מגנטיות Smco עמידות להפליא בפני קורוזיה. קובלט הוא היסוד הטבעי היחיד בכימיה פרומגנטית בטבע - מלבד ברזל וניקל. שדות מגנטיים של NdFeB מכילים כ-65% ברזל. לברזל עמידות נמוכה במיוחד בפני קורוזיה אם לא מוסיפים חומר דוחה קורוזיה. NdFeB בדרך כלל משתמש בכ-0.7% נחושת לעמידות בפני קורוזיה, אבל יש רק אחוז זעיר במגנטים של SmCo אם הטמפרטורה עולה, הקובלט נמוך.
Samarium Cobalt Applications לעומת NdFeB
גם מגנטים של NdFeB וגם מגנטים של SmCo הם מגנטים קבועים עם לולאות היסטרזיס רחבות, כפייתיות גבוהה ורמננטיות גבוהה, כך שהם נמצאים בשימוש נרחב בתחומים רבים. להלן כמה אזורי יישום:
תעשיית האלקטרוניקה: כוננים קשיחים, רמקולים, כלי עבודה חשמליים וציוד אחר.
תעשייה רפואית: סורק MRI.
תעשייה אווירית: מנועי מטוסים וציוד אחר.
תעשיית הרכב: מנועים לרכב חשמלי וציוד אחר.
מה ההבדל בין NdFeB ל- SmCo?
ל-NdFeB תכונות מגנטיות טובות, אך יש לו יציבות טמפרטורה ירודה ומושפע בקלות מהטמפרטורה. לקובלט סמריון יש גם תכונות מגנטיות מצוינות ומאפייני הטמפרטורה הטובים ביותר. בהשוואה ל-NdFeB, הוא מתאים יותר לסביבות בטמפרטורה גבוהה.
למרות שקובלט סמריום יקר יותר, בשל היציבות הטובה שלו, הוא זוכה לחביבות גוברת על יצרני מדחסי האוויר וגם זכה לשבחים פה אחד מהלקוחות. אזור האנרגיה המגנטית המקסימלית של NdFeB מושפע מטמפרטורת הפעולה. לדוגמה, כדי להגיע לטמפרטורת ההפעלה המקסימלית של 200 מעלות, טכנולוגיית הסינטרינג הנוכחית יכולה להגיע רק לתוצר האנרגיה המגנטית המקסימלית של 38MGOe.
מה עדיף מגנטים של ניאודימיום או סמאריום קובלט?
ל-SmCo יכולות ייחודיות, במיוחד צפיפות אנרגיה גבוהה יותר וטמפרטורות גבוהות יותר. הטמפרטורה המקסימלית של קובלט סמריום היא פי שניים ניאודימיום בורון. יציאות השטף של SmCo נמצאות במידה ניכרת בטמפרטורות נמוכות יותר בטמפרטורות גבוהות, כך שניתן באמת לייעל את ביצועי המכשיר.
כמה חזקים הם מגנטים של SmCo?
מגנטים של SmCo הם מגנטים קשים, שבירים מאוד וחזקים עם התכונות והחוזק המגנטיים הגבוהים ביותר. הם יכולים להישבר אם נופלים או נדחפים זה לזה. לכן, חומר זה קשה מאוד לטיפול ואריזה כדי למנוע נזק למגנט המתאים.
מהן הציונים של מגנטים של SmCo?
למגנטים של סמרקובלט חוזק מגנטי גבוה עם BHmax מרבי של עד 30 מ"ג/מ"ר. ככל שהמגנט חזק יותר, המספר גדול יותר. למגנטים של קדמיום של סמריון יכולים להיות קוטרים של 16-18 מ"מ.
סיכום:
מגנטים של NdFeB ו-SmCo הם שניהם פתרונות אידיאליים ליישומים מגנטיים שונים. מגנטי NdFeB ידועים בחוזק המגנטי הגבוה שלהם, בעוד שמגנטי SmCo מוכרים בעמידותם המצוינת בפני קורוזיה וטמפרטורה גבוהה. מגנטים אלה הוכחו כאמינים ויעילים במגוון תעשיות, כולל רכב, אלקטרוניקה ואנרגיה מתחדשת. עם התקדמות הטכנולוגיה, מגנטים אלה ממשיכים להתפתח ולהיות מגוונים אף יותר. בסך הכל, מגנטים NdFeB ו-SmCo הם בחירה מצוינת עבור כל פרויקט הדורש פתרון מגנטי חזק ועמיד.