Voi samariumrauta typpi korvata NDFEB -magneetit tulevaisuudessa

Samariumrautatyppimäytte (SM-Fe-N) ja neodyymirautaboori (NDFEB) -magneetit ovat molemmat harvinaisten maametallien kestomagneetit, joilla on ainutlaatuiset ominaisuudet ja potentiaaliset sovellukset. Tässä on perusteellinen tutkimus siitä, voivatko SM-Fe-N-magneetit korvata NDFEB-magneetit tulevaisuudessa, esitetty englanniksi:

Johdanto samariumrautatyppi- (SM-Fe-N) ja neodyymirautaboorin (NDFEB) magneeteihin

NDFEB -magneetit, jotka tunnetaan myös nimellä neodyymimagneetit, muodostetaan neodymiumin, raudan ja boorin (nd2fe14b) yhdistelmästä tetragonaalisessa kiderakenteessa. Näillä magneeteilla on Masato Sagawa vuonna 1982 Masato Sagawa.

Toisaalta SM-Fe-N-magneetit ovat uudempi sukupolvi pysyviä magneetteja, jotka kuuluvat kolmanteen harvinaisten maametallimagneettien sukupolveen. Ne muodostetaan R2FE17: n nitridointiprosessin kautta (missä R on harvinainen maamaa), mikä johtaa yhdisteisiin, kuten R2FE17NX tai R2FE17NXH. Tämä prosessi parantaa merkittävästi niiden curien lämpötilaa ja magneettisia ominaisuuksia, mikä tekee niistä sopivia korkean lämpötilan sovelluksiin, joissa NDFEB-magneetit voivat epäonnistua.

Magneettisten ominaisuuksien ja sovellusten vertailu

NDFEB-magneeteilla on poikkeuksellisia magneettisia ominaisuuksia, joiden maksimienergiatuotteet vaihtelevat välillä 35-50 MGOE, mikä tekee niistä ihanteellisia sovelluksiin, jotka vaativat suurta magneettista suorituskykyä pienissä, kevyissä paketeissa. Niitä käytetään laajasti elektroniikassa, kuten kiintolevyissä, älypuhelimissa, kuulokkeissa ja akkukäyttöisissä työkaluissa. Niiden curien lämpötila on kuitenkin suhteellisen alhainen, ja he voivat menettää magneettisen lujuuden korkeammissa lämpötiloissa.

SM-Fe-N-magneetit, vaikka niillä on alhaisemmat energiatuotteet (tyypillisesti 10-20 MGOE), tarjoavat paremman lämpötilan vakauden. Niiden curien lämpötila on huomattavasti korkeampi, mikä antaa heille mahdollisuuden ylläpitää magneettisia ominaisuuksia kohonneissa lämpötiloissa. Tämä tekee niistä sopivia sovelluksiin, joissa vaaditaan korkea lämpöstabiilisuus ja korroosionkestävyys, kuten automoottorit, anturit ja ilmailualan tekniikat.

Korvausmahdollisuus

SM-Fe-N-magneettien mahdollisuudet korvata NDFEB -magneetit saranat useista tekijöistä. Ensinnäkin korkean lämpötilan vakaan magneetin kysyntä aloilla, kuten auto- ja ilmailualalla, on tutkimusta ja kehitystä SM-Fe-N-materiaaleihin. Teknologian edistyessä SM-Fe-N-magneettien tuotantokustannusten odotetaan vähenevän, mikä tekee niistä kilpailukykyisempiä markkinoilla.

Toiseksi harvinaisten maametaisten elementteihin, erityisesti neodyymiin, liittyvät ympäristö- ja kestävän kehityksen huolenaiheet saavat aikaan vaihtoehtoisten materiaalien tutkimuksen. SM-Fe-N-magneetit voivat tarjota kestävämmän vaihtoehdon niiden tuotantoprosesseista ja raaka-aineiden saatavuudesta riippuen.

Useita haasteita on kuitenkin ennen kuin SM-Fe-N-magneetit voivat korvata NDFEB-magneetit kokonaan. SM-Fe-N-magneettien valmistusprosessi on monimutkaisempi ja vaatii erikoistuneita laitteita, jotka voivat rajoittaa niiden laajalle levinnyttä käyttöönottoa. Lisäksi SM-Fe-N-magneettien magneettinen suorituskyky, vaikka se on riittävä monille sovelluksille, ei välttämättä vastaa NDFEB-magneettien erinomaista suorituskykyä tietyissä korkean suorituskyvyn skenaarioissa.

Johtopäätös

Yhteenvetona voidaan todeta, että vaikka SM-Fe-N-magneetit tarjoavat lupaavia vaihtoehtoja NDFEB-magneeteille, etenkin korkean lämpötilan ja korroosioiden resistenttien sovelluksissa, ne eivät ole vielä suoraa korvaavia NDFEB-magneettien kaikille käyttötarkoituksille. SM-Fe-N-magneettien tulevaisuus NDFEB-magneettien mahdollisina korvaamisina riippuu valmistustekniikan kehityksestä, kustannustehokkuudesta ja loppukäyttösovellusten erityisvaatimuksista. Tutkimuksen ja kehityksen jatkuessa voimme nähdä asteittaisen siirtymisen kohti SM-Fe-N-magneetteja tietyillä aloilla, kun taas NDFEB-magneetit säilyttävät määräävän asemansa toisissa.