آیا نیتروژن آهن ساماریوم در آینده جایگزین آهنرباهای NDFEB می شود

آهنرباهای نیتروژن آهن ساماریوم (SM-FE-N) و آهنرباهای بور آهن نئودیمیوم (NDFEB) هر دو آهنربای دائمی در زمین نادر هستند که هر کدام دارای خواص منحصر به فرد و کاربردهای بالقوه هستند. در اینجا یک اکتشاف عمیق در مورد اینکه آیا آهنرباهای SM-FE-N می توانند در آینده جایگزین آهنرباهای NDFEB شوند ، ارائه شده به زبان انگلیسی:

آشنایی با نیتروژن آهن ساماریوم (SM-FE-N) و آهنربای آهن نئودیمیوم (NDFEB)

آهنرباهای NDFEB ، همچنین به عنوان آهنرباهای نئودیمیوم شناخته می شوند ، از ترکیبی از نئودیمیوم ، آهن و بور (ND2FE14B) در یک ساختار کریستالی چهار ضلعی تشکیل می شوند. این آهن ربا در سال 1982 توسط Masato Sagawa از فلزات ویژه Sumitomo کشف شد ، این آهنرباها دارای بالاترین محصول انرژی مغناطیسی (BHMAX) در بین تمام مواد مغناطیسی شناخته شده در دمای اتاق هستند و آنها را برای کاربردهای مختلف بسیار کارآمد می کند.

از طرف دیگر ، آهنرباهای SM-FE-N نسل جدیدی از آهنرباهای دائمی است که متعلق به نسل سوم آهنرباهای خاکی نادر است. آنها از طریق یک فرآیند نیتریدشی R2FE17 (که در آن R یک عنصر خاک نادر است) تشکیل می شوند ، و در نتیجه ترکیباتی مانند R2FE17NX یا R2FE17NXH ایجاد می شود. این فرآیند به طور قابل توجهی دمای کوری و خصوصیات مغناطیسی آنها را افزایش می دهد و باعث می شود آنها برای برنامه های درجه حرارت بالا مناسب باشند که در آن ممکن است آهنرباهای NDFEB شکست بخورد.

مقایسه خصوصیات و برنامه های مغناطیسی

آهنرباهای NDFEB دارای خواص مغناطیسی استثنایی هستند ، با حداکثر محصولات انرژی از 35-50 MGOE ، و آنها را برای برنامه های کاربردی که نیاز به عملکرد مغناطیسی بالا در بسته های کوچک و سبک دارند ، ایده آل می کند. آنها به طور گسترده در الکترونیک مانند هارد دیسک ، تلفن های هوشمند ، هدفون و ابزارهای باتری مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال ، دمای کوری آنها نسبتاً کم است و می توانند در دماهای بالاتر مقاومت مغناطیسی را از دست بدهند.

آهنرباهای SM-FE-N ، در حالی که حداکثر محصولات انرژی کمتری دارند (به طور معمول 10-20 MGOE) ، ثبات دمای بهتری را ارائه می دهند. دمای کوری آنها به طور قابل توجهی بالاتر است و به آنها امکان می دهد خواص مغناطیسی را در دمای بالا حفظ کنند. این امر باعث می شود آنها برای برنامه هایی که در آن به ثبات حرارتی بالا و مقاومت در برابر خوردگی نیاز دارد ، مانند موتورهای خودرو ، سنسورها و فن آوری های هوافضا مناسب باشد.

پتانسیل جایگزینی

پتانسیل جایگزین آهنرباهای SM-FE-N آهنرباهای NDFEB به چندین عامل وابسته است. در مرحله اول ، افزایش تقاضا برای آهنرباهای پایدار درجه حرارت بالا در بخش هایی مانند خودرو و هوافضا ، تحقیق و توسعه را به مواد SM-FE-N هدایت می کند. با پیشرفت فناوری ، انتظار می رود هزینه تولید آهنرباهای SM-FE-N کاهش یابد و آنها را در بازار رقابتی تر کند.

ثانیا ، نگرانی های زیست محیطی و پایداری مرتبط با عناصر نادر زمین ، به ویژه نئودیمیوم ، باعث اکتشاف مواد جایگزین می شود. آهنرباهای SM-FE-N بسته به فرآیند تولید و در دسترس بودن مواد اولیه ممکن است گزینه پایدار تری ارائه دهند.

با این حال ، چندین چالش قبل از اینکه آهنرباهای SM-FE-N به طور کامل جایگزین آهنرباهای NDFEB شوند ، باقی مانده است. فرآیند تولید آهنرباهای SM-FE-N پیچیده تر است و به تجهیزات تخصصی نیاز دارد که می تواند پذیرش گسترده آنها را محدود کند. علاوه بر این ، عملکرد مغناطیسی آهنرباهای SM-FE-N ، در حالی که برای بسیاری از برنامه ها کافی است ، ممکن است با عملکرد برتر آهنرباهای NDFEB در سناریوهای با کارایی بالا مطابقت نداشته باشد.

پایان

به طور خلاصه ، در حالی که آهنرباهای SM-FE-N گزینه های امیدوارکننده ای را برای آهنرباهای NDFEB ، به ویژه در برنامه های درجه حرارت بالا و مقاوم در برابر خوردگی ارائه می دهند ، اما هنوز جایگزینی مستقیم برای همه استفاده های آهنربای NDFEB نیستند. آینده آهنرباهای SM-FE-N به عنوان جایگزینی بالقوه برای آهنرباهای NDFEB به پیشرفت در فناوری تولید ، مقرون به صرفه بودن و الزامات خاص برنامه های کاربردی نهایی بستگی دارد. با ادامه تحقیقات و توسعه ، ممکن است شاهد تغییر تدریجی به سمت آهنرباهای SM-FE-N در بخش های خاصی باشیم ، در حالی که آهنرباهای NDFEB تسلط خود را در دیگران حفظ می کنند.