Môže Samarium železný dusík nahradiť magnety NDFEB v budúcnosti

Magnety dusíka železa Samarium železa (SM-FE-N) a magnety z neodymia železa (NDFEB) sú stálymi magnetmi zriedkavými zemami, z ktorých každý má jedinečné vlastnosti a potenciálne aplikácie. Tu je hĺbkový prieskum toho, či magnety SM-Fe-N môžu v budúcnosti nahradiť magnety NDFEB, prezentované v angličtine:

Úvod do samarium železného dusíka (SM-FE-N) a magnety Boron (NDFEB) NEODYMIUM

Magnety NDFEB, známe tiež ako magnety z Neodymia, sa tvoria z kombinácie noodymia, železa a bóru (ND2FE14B) v tetragonálnej kryštálovej štruktúre. Tieto magnety, ktoré objavili v roku 1982 Masato Sagawa zo špeciálnych kovov Sumitomo, majú najvyšší produkt magnetickej energie (BHMax) medzi všetkými známymi magnetickými materiálmi pri teplote miestnosti, vďaka čomu sú vysoko účinné pre rôzne aplikácie.

Na druhej strane, magnety SM-Fe-N sú novšou generáciou trvalých magnetov patriacich k tretej generácii magnetov vzácnych zemín. Sú tvorené nitridačným procesom R2Fe17 (kde R je prvok zriedkavej zeme), čo vedie k zlúčeninám ako R2Fe17NX alebo R2Fe17NXH. Tento proces významne zvyšuje ich teplotu Curie a magnetické vlastnosti, vďaka čomu sú vhodné pre vysokoteplotné aplikácie, kde môžu zlyhať magnety NDFEB.

Porovnanie magnetických vlastností a aplikácií

Magnety NDFEB sa môžu pochváliť výnimočnými magnetickými vlastnosťami s maximálnymi výrobkami energie v rozmedzí od 35 do 50 mGoe, čo ich robí ideálnymi pre aplikácie vyžadujúce vysoký magnetický výkon v malých a ľahkých balíkoch. Všeobecne sa používajú v elektronike, ako sú pevné disky, smartfóny, slúchadlá a nástroje napájané z batérie. Ich teplota Curie je však relatívne nízka a pri vyšších teplotách môžu stratiť magnetickú pevnosť.

Magnety SM-Fe-N, zatiaľ čo majú nižšie výrobky s maximálnym energetikou (zvyčajne 10-20 mGoe), ponúkajú lepšiu stabilitu teploty. Ich teplota Curie je výrazne vyššia, čo im umožňuje udržiavať magnetické vlastnosti pri zvýšených teplotách. Vďaka tomu sú vhodné pre aplikácie, v ktorých je potrebná vysoká tepelná stabilita a odolnosť proti korózii, ako sú automobilové motory, senzory a letecké technológie.

Potenciál výmeny

Potenciál pre magnety SM-Fe-N Magnety NDFEB závisí od niekoľkých faktorov. Po prvé, zvyšujúci sa dopyt po vysokých teplotných stabilných magnetoch v sektoroch, ako je automobilový priemysel a letecký priestor, vedie výskum a vývoj do materiálov SM-Fe-N. Ako technologický pokrok, očakáva sa, že výrobné náklady magnetov SM-Fe-N sa znížia, čím sa na trhu zvýši konkurencieschopnosť.

Po druhé, obavy týkajúce sa životného prostredia a udržateľnosti spojené s prvkami zriedkavých zemín, najmä neodymia, vyvolávajú skúmanie alternatívnych materiálov. Magnety SM-Fe-N môžu ponúknuť udržateľnejšiu možnosť v závislosti od ich výrobných procesov a dostupnosti surovín.

Niekoľko výziev však zostáva skôr, ako magnety SM-Fe-N môžu úplne nahradiť magnety NDFEB. Výrobný proces magnetov SM-FE-N je zložitejší a vyžaduje špecializované vybavenie, ktoré môžu obmedziť ich rozšírené prijatie. Okrem toho magnetický výkon magnetov SM-FE-N, hoci je primeraný pre mnoho aplikácií, nemusí zodpovedať vynikajúcemu výkonu magnetov NDFEB v určitých vysoko výkonných scenároch.

Záver

Stručne povedané, zatiaľ čo magnety SM-FE-N ponúkajú sľubné alternatívy k magnetom NDFEB, najmä v aplikáciách s vysokou teplotou a koróziou, zatiaľ nie sú priamym náhradám za všetky použitia magnetov NDFEB. Budúcnosť magnetov SM-FE-N ako potenciálnych výmenu magnetov NDFEB bude závisieť od pokroku vo výrobnej technológii, nákladovej efektívnosti a špecifických požiadaviek aplikácií na konečné použitie. Ako výskum a vývoj pokračuje, v určitých odvetviach môžeme vidieť postupný posun smerom k magnetom SM-FE-N, zatiaľ čo magnety NDFEB si v iných zachovávajú svoju dominanciu.