L'azoto di ferro samarium può sostituire i magneti NDFEB in futuro

I magneti di boro di ferro (NDFEB) di azoto di ferro da samarium (SM-FE-N) e NDFEB (NDFEB) sono entrambi magneti permanenti della Terra rara, ciascuno con proprietà uniche e potenziali applicazioni. Ecco un'esplorazione approfondita del fatto che i magneti SM-Fe-N possano sostituire i magneti NDFEB in futuro, presentati in inglese:

Introduzione ai magneti di azoto di ferro samarium (SM-Fe-N) e boro di ferro neodimio (NDFEB)

I magneti NDFEB, noti anche come magneti di neodimio, sono formati da una combinazione di neodimio, ferro e boro (ND2Fe14b) in una struttura cristallina tetragonale. Scoperto nel 1982 da Masato Sagawa di Sumitomo Special Metals, questi magneti hanno il più alto prodotto energetico magnetico (BHMAX) tra tutti i materiali magnetici noti a temperatura ambiente, rendendoli altamente efficienti per varie applicazioni.

D'altra parte, i magneti SM-Fe-N sono una nuova generazione di magneti permanenti, appartenenti alla terza generazione di magneti della terra rara. Si formano attraverso un processo di nitridazione di R2Fe17 (dove R è un elemento di terra rara), con conseguenti composti come R2Fe17nx o R2fe17nxh. Questo processo migliora in modo significativo la loro temperatura Curie e le proprietà magnetiche, rendendole adatte a applicazioni ad alta temperatura in cui i magneti NDFEB potrebbero non riuscire.

Confronto di proprietà e applicazioni magnetiche

I magneti NDFEB vantano proprietà magnetiche eccezionali, con prodotti energetici massimi che vanno da 35-50 MgE, rendendoli ideali per applicazioni che richiedono alte prestazioni magnetiche in piccoli pacchetti leggeri. Sono ampiamente utilizzati nell'elettronica, come dischi rigidi, smartphone, cuffie e strumenti alimentati a batteria. Tuttavia, la loro temperatura Curie è relativamente bassa e possono perdere resistenza magnetica a temperature più elevate.

I magneti SM-Fe-N, pur avendo prodotti energetici massimi più bassi (in genere 10-20 MGE), offrono una migliore stabilità della temperatura. La loro temperatura Curie è significativamente più alta, consentendo loro di mantenere proprietà magnetiche a temperature elevate. Ciò li rende adatti per applicazioni in cui sono necessarie elevata stabilità termica e resistenza alla corrosione, come motori automobilistici, sensori e tecnologie aerospaziali.

Potenziale per la sostituzione

Il potenziale per i magneti SM-Fe-N I magneti NDFEB dipendono da diversi fattori. In primo luogo, la crescente domanda di magneti stabili ad alta temperatura in settori come Automotive e Aerospace sta guidando la ricerca e lo sviluppo in materiali SM-Fe-N. Con l'avanzare della tecnologia, il costo di produzione dei magneti SM-Fe-N dovrebbe diminuire, rendendoli più competitivi sul mercato.

In secondo luogo, le preoccupazioni ambientali e di sostenibilità associate agli elementi della terra rara, in particolare al neodimio, stanno spingendo l'esplorazione di materiali alternativi. I magneti SM-Fe-N possono offrire un'opzione più sostenibile, a seconda dei loro processi di produzione e della disponibilità di materie prime.

Tuttavia, rimangono diverse sfide prima che i magneti SM-Fe-N possano sostituire completamente i magneti NDFEB. Il processo di produzione dei magneti SM-Fe-N è più complesso e richiede apparecchiature specializzate, che possono limitare la loro adozione diffusa. Inoltre, le prestazioni magnetiche dei magneti SM-Fe-N, sebbene adeguati per molte applicazioni, potrebbero non corrispondere alle prestazioni superiori dei magneti NDFEB in alcuni scenari ad alte prestazioni.

Conclusione

In sintesi, mentre i magneti SM-Fe-N offrono promettenti alternative ai magneti NDFEB, in particolare nelle applicazioni ad alta temperatura e resistenti alla corrosione, non sono ancora una sostituzione diretta per tutti gli usi dei magneti NDFEB. Il futuro dei magneti SM-Fe-N come potenziali sostituzioni per i magneti NDFEB dipenderà dai progressi nella tecnologia di produzione, nel rapporto costo-efficacia e dai requisiti specifici delle applicazioni di uso finale. Mentre la ricerca e lo sviluppo continuano, potremmo vedere un passaggio graduale verso i magneti SM-Fe-N in alcuni settori, mentre i magneti NDFEB mantengono il loro dominio in altri.