Kas samariumraudne lämmastik saab tulevikus NDFEB magneteid asendada

Samarium rauast lämmastik (SM-FE-N) magnetid ja neodüümiumide boori (NDFEB) magnetid on mõlemad haruldased maa-alalised magnetid, millel kõigil on ainulaadsed omadused ja potentsiaalsed rakendused. Siin on põhjalik uurimine sellest, kas SM-FE-N magnetid võivad tulevikus NDFEB-i magneteid asendada, inglise keeles esitatud:

Sissejuhatus samariumi rauast lämmastikku (SM-FE-N) ja neodüümiumide boori (NDFEB) magnetid

NDFEB magnetid, tuntud ka kui neodüümmagnetid, moodustatakse tetragonaalse kristallstruktuuris neodoonamiumi, raua ja boori (ND2FE14B) kombinatsioonist. Sumitomo spetsiaalsete metallide Masato Sagawa poolt 1982. aastal avastatud magnetidel on kõigi teadaolevate magnetiliste materjalide seas toatemperatuuril suurim magnetienergia produkt (BHMAX), muutes need erinevate rakenduste jaoks ülitõhusaks.

Teisest küljest on SM-FE-N magnetid uuemad püsimagnetid, mis kuuluvad haruldaste maamagnetide kolmandasse põlvkonda. Need moodustatakse R2FE17 nitridamisprotsessi kaudu (kus R on haruldane maa-element), mille tulemuseks on ühendid nagu R2FE17NX või R2FE17NXH. See protsess suurendab märkimisväärselt nende kurie temperatuuri ja magnetilisi omadusi, muutes need sobivaks kõrgtemperatuurideks, kus NDFEB magnetid võivad ebaõnnestuda.

Magnetiliste omaduste ja rakenduste võrdlus

NDFEB magnetid uhkeldavad erakordsete magnetiliste omadustega, maksimaalse energiatoodetega ulatuvad vahemikus 35-50 mgot, mis muudab need ideaalseks rakenduste jaoks, mis nõuavad väikestes kergetes pakkides suurt magnetilist jõudlust. Neid kasutatakse laialdaselt elektroonikas, näiteks kõvakettad, nutitelefonid, kõrvaklapid ja akutoitega tööriistad. Nende kurie temperatuur on siiski suhteliselt madal ja nad võivad kõrgematel temperatuuridel kaotada magnetilise tugevuse.

SM-FE-N magnetid, millel on madalam maksimaalne energiatooted (tavaliselt 10-20 Mgoe), pakuvad temperatuuri paremat stabiilsust. Nende kurie temperatuur on oluliselt kõrgem, võimaldades neil säilitada magnetilisi omadusi kõrgendatud temperatuuril. See muudab need sobivaks rakendusteks, kus on vaja kõrget termilist stabiilsust ja korrosioonikindlust, näiteks automootorid, andurid ja kosmosetehnoloogiad.

Asendamise potentsiaal

SM-FE-N magnetide asendamise potentsiaal NDFEB magnetid sõltuvad mitmest tegurist. Esiteks on kasvav nõudlus kõrgtemperatuuriliste stabiilsete magnetide järele sellistes sektorites nagu autotööstus ja kosmos, teadus ja arendamine SM-FE-N materjalidesse. Tehnoloogia edenedes eeldatakse, et SM-FE-N magnetite tootmiskulud vähenevad, muutes need turul konkurentsivõimelisemaks.

Teiseks ajendavad haruldaste muldmetallidega seotud elementidega seotud keskkonna- ja jätkusuutlikkusega seotud probleeme tekitama alternatiivseid materjale. SM-FE-N magnetid võivad pakkuda jätkusuutlikumat võimalust, sõltuvalt nende tootmisprotsessidest ja tooraine kättesaadavusest.

Kuid enne, kui SM-FE-N magnetid saavad NDFEB magneteid täielikult asendada. SM-FE-N magnetide tootmisprotsess on keerukam ja nõuab spetsialiseeritud seadmeid, mis võivad piirata nende laialdast kasutuselevõttu. Lisaks ei pruugi SM-FE-N magnetite magnetiline jõudlus paljude rakenduste jaoks piisav NDFEB magnetite parema jõudlusega teatud suure jõudlusega stsenaariumides.

Järeldus

Kokkuvõtlikult võib öelda, et kuigi SM-FE-N magnetid pakuvad paljutõotavaid alternatiive NDFEB magnetidele, eriti kõrge temperatuuri ja korrosioonikindlate rakenduste korral, ei ole need veel otsene asendaja NDFEB magnetide kõigi kasutusaladele. SM-FE-N magnetide tulevik kui NDFEB magnetide potentsiaalne asendamine sõltub tootmistehnoloogia edusammudest, kulutõhususe ja lõppkasutatavate rakenduste konkreetsetest nõuetest. Uuringute ja arendustegevuse jätkudes võime teatud sektorites näha järkjärgulist nihkumist SM-FE-N magnetite poole, samas kui NDFEB magnetid säilitavad oma domineerimise teistes.