Technologia i zastosowanie spiekanych magnesów ndfeb

Koncepcja magnesu spiekanego została opracowana w 1957 roku przez profesora Petera Eisenmana i została po raz pierwszy zastosowana w konstrukcji paneli fotowoltaicznych w Niemczech i Stanach Zjednoczonych. Koncepcja magnesu spiekanego opiera się na naturalnej reakcji chemicznej, która tworzy związek podczas łączenia pierwiastka z jądrem niemagnetycznym. W przypadku technologii spiekania właściwości materiału rdzenia wymagającego niewielkiej majsterkowania zmieniają się znacząco pod wpływem zależnej od temperatury zmiany temperatury przetwarzania, która wytworzyła szczyt przewodności cieplnej w temperaturze 880°C, a następnie ochłodzenie do przewodności cieplnej poniżej 810°C, co dało spiekany proszek o wyższej przewodności cieplnej. Nowy spiekany materiał wykazuje również wysoką wytrzymałość na ściskanie w temperaturze pokojowej.

Kliknij, aby odwiedzić nasze produkty: Spiekany magnes NdFeB

Ta spiekana powłoka ndfeb została po raz pierwszy zastosowana do powlekania folii stalowych w celu poprawy wytrzymałości i trwałości zmęczeniowej. Stwierdzono, że powłoka ma dużą odporność na zużycie, zmniejszając zarówno naprężenia cieplne, jak i mechaniczne w zastosowaniach wymagających dużych obciążeń ściskających. Później odkryto, że połączony efekt tych dwóch właściwości doprowadził do poprawy wydajności elektrycznej folii metalowych, z możliwością generowania dużej wydajności prądowej na jednostkę powierzchni powłoki. Możliwość zwiększenia siły ściskającej wymaganej do przenoszenia obciążenia, w połączeniu ze zwiększeniem rozmiaru metalowych płyt, umożliwiłaby opracowanie znacznie większych konstrukcji o znacznie większej wytrzymałości na rozciąganie, niż można było uzyskać wcześniej. Inne gałęzie przemysłu wkrótce zastosowały tę koncepcję do powlekania innych metali, uzyskując podobne rezultaty.

Zastosowanie tej unikalnej powłoki spiekanej jest również przydatne w przemyśle wytwórczym, gdzie zastosowanie i działanie magnesów trwałych ma kluczowe znaczenie dla wydajności wielu procesów. Oprócz opisanych już korzyści, powłoka spiekana zapewnia również dodatkową wytrzymałość i trwałość w porównaniu ze standardową okładziną niemagnetyczną. Zastosowanie materiałów spiekanych ma wiele zalet w porównaniu z innymi metodami produkcji. Przykładowo folie spiekane nie wymagają stosowania topnika. Ponadto mogą zapewnić 50% poprawę poziomu przewodności w porównaniu do laminatów z folii niemagnetycznej. Oznacza to, że zastosowanie materiałów spiekanych zamiast laminatów foliowych w zastosowaniach wymagających dużych obciążeń, takich jak szlifierki wibracyjne do odciążania naprężeń i szlifierki wibracyjne, umożliwi tym maszynom pracę z optymalną wydajnością przez znacznie dłuższe okresy czasu.

Ze względu na unikalne właściwości elektryczne i magnetyczne materiałów spiekanych, element ze spiekanego metalu w tych zastosowaniach może wytrzymać znacznie większą obciążalność prądową niż elementy niespiekane. W szczególności spiekane folie metalowe o grubości około 0,15 zapewniają dodatni prąd, który umożliwia tym maszynom ciągłą pracę przy wysokim poziomie obciążenia. Ponadto, ponieważ obciążalność prądowa arkuszy spiekanych jest znacznie wyższa, komponenty te oferują wyjątkową zdolność do radzenia sobie z materiałami o większej wytrzymałości i grubszych materiałach.

Zastosowanie elementów spiekanych wymaga innego rodzaju powłoki, aby uzyskać korzystne właściwości mechaniczne. Można zastosować dwuetapowy proces nakładania, znany jako magnesy ndfeb i galwanizacja ziaren metalu. W procesie magnesów ndfeb płaska blacha magnetyczna jest powlekana materiałem ściernym, który pozostawia ziarniste wykończenie na płaskiej płycie magnesu. Spiekany materiał metalowy może również zawierać barwniki, które są nanoszone zarówno na płaski arkusz magnesu, jak i na płaską powierzchnię metalu. Ziarna w magnesach ndfeb mogą mieć dowolny rozmiar, ale zazwyczaj mają szerokość od ćwierć do pół milimetra.

Chociaż proces opisany powyżej uważa się za stosunkowo wymagający niewielkiej konserwacji, należy pamiętać, że po użyciu oleje mechaniczne i pył należy usunąć ze spiekanych elementów metalowych. Jeśli te elementy nie będą odpowiednio konserwowane, istnieje ryzyko, że oleje mechaniczne lub inne zabiegi wyschną i przedwcześnie zepsują się. Spiekanie plazmowe iskrowe jest również uważane za wymagające niewielkiej konserwacji, ale ponieważ spiekane metale muszą mieć wystarczającą powierzchnię, aby przyjąć spiekany związek, konieczne jest nakładanie spiekanego związku przez długi okres czasu. Jeśli spiekane elementy metalowe zostaną wystawione na działanie wilgoci, mogą pojawić się pęknięcia.

Te dwie technologie stanowią alternatywną metodę osiągnięcia wysokiego tarcia indukowanego i zwiększonej wytrzymałości przy tych samych właściwościach mechanicznych. W przeciwieństwie do materiałów spiekanych, mikrostruktura poddana obróbce cieplnej pozwala na znaczne zwiększenie tworzenia się dużych mostków molekularnych i ziaren o wielkości nanometrowej. Ta dodatkowa warstwa zapewnia znacznie wyższy poziom wytrzymałości na rozciąganie niż jakakolwiek inna znana technologia. Obróbka cieplna może również zapewnić znaczny wzrost wytwarzania wysokiego poziomu energii mechanicznej.

Magnesy inżynieryjne oparte na mikrostrukturach mogą stanowić praktyczną alternatywę dla obecnych na rynku produktów ze spiekanym magnetycznym współczynnikiem wyrównania nd-fe-b. Ponieważ cząstki w opracowanym materiale magnesu są tak małe, właściwości mechaniczne ulegają znacznej poprawie. Utworzone cząstki są znacznie większe, co pozwala zmodyfikowanym cząstkom tworzyć puste w środku metalowe otoczki z ziarnami o wielkości niemal mikronowej. Wgłębienia te są następnie wypełniane spiekanym metalem nd-Fe-b, co znacznie poprawia zarówno wytrzymałość na rozciąganie, jak i właściwości mechaniczne.