Ali lahko samarijev železni dušik v prihodnosti zamenja NDFEB magnete

Samarijev železni dušik (SM-FE-N) magneti in neodimijski železni boro (NDFEB) so tako redki zemeljski stalni magneti, vsak z edinstvenimi lastnostmi in potencialno uporabo. Tukaj je poglobljeno raziskovanje, ali lahko magneti SM-FE-N v prihodnosti nadomestijo magnete NDFEB, predstavljene v angleščini:

Uvod v magnete Samarium Iron Nitrogen (SM-FE-N) in Neodimijeve železove bore (NDFEB)

NDFEB magneti, znani tudi kot neodimijevi magneti, nastanejo iz kombinacije neodimija, železa in bora (ND2FE14B) v tetragonalni kristalni strukturi. Ti magneti, ki jo je leta 1982 odkril Masato Sagawa iz posebnih kovin Sumitomo, imajo najvišji magnetni energijski izdelek (BHMAX) med vsemi znanimi magnetnimi materiali pri sobni temperaturi, zaradi česar so zelo učinkoviti za različne aplikacije.

Po drugi strani so magneti SM-Fe-N novejša generacija stalnih magnetov, ki pripadajo tretji generaciji magnetov z redko Zemljo. Nastanejo se v postopku nitridacije R2FE17 (kjer je R redek zemeljski element), kar ima za posledico spojine, kot sta R2FE17NX ali R2FE17NXH. Ta postopek znatno poveča njihove temperature in magnetne lastnosti Curie, zaradi česar so primerni za visokotemperaturne aplikacije, kjer magneti NDFEB morda ne bodo uspeli.

Primerjava magnetnih lastnosti in aplikacij

Magneti NDFEB se ponašajo z izjemnimi magnetnimi lastnostmi, z največ energijskih izdelkov pa se gibljejo od 35-50 mgoe, zaradi česar so idealni za aplikacije, ki zahtevajo visoko magnetno zmogljivost v majhnih, lahkih paketih. Široko se uporabljajo v elektroniki, kot so trdi diski, pametni telefoni, slušalki in orodja, ki jih poganjajo bateriji. Vendar je njihova temperatura curie razmeroma nizka in lahko izgubijo magnetno trdnost pri višjih temperaturah.

SM-FE-N magneti, medtem ko imajo manjše največje energijske izdelke (običajno 10-20 MGOE), nudijo boljšo temperaturno stabilnost. Njihova temperatura curie je bistveno višja, kar jim omogoča vzdrževanje magnetnih lastnosti pri povišanih temperaturah. Zaradi tega so primerne za aplikacije, kjer so potrebna visoka toplotna stabilnost in korozijska odpornost, kot so avtomobilski motorji, senzorji in vesoljske tehnologije.

Potencial za zamenjavo

Potencial za zamenjavo magneti SM-FE-N NDFEB magneti temeljijo na več dejavnikih. Prvič, vse večje povpraševanje po visokotemperaturnih stabilnih magnetnih magnetih v sektorjih, kot sta avtomobilski in vesoljski, spodbuja raziskave in razvoj materialov SM-FE-N. Ko tehnologija napreduje, naj bi se proizvodni stroški magnetov SM-FE-N zmanjšali, zaradi česar so na trgu bolj konkurenčni.

Drugič, pomisleki glede okolja in trajnosti, povezane z elementi redke Zemlje, zlasti neodimij, spodbujajo raziskovanje alternativnih materialov. SM-FE-N magneti lahko ponudijo bolj trajnostno možnost, odvisno od njihovih proizvodnih procesov in razpoložljivosti surovin.

Vendar pa ostane več izzivov, preden magneti SM-FE-N lahko v celoti nadomestijo magnete NDFEB. Proces proizvodnje magnetov SM-FE-N je bolj zapleten in zahteva specializirano opremo, ki lahko omeji njihovo široko sprejetje. Poleg tega se magnetna zmogljivost magnetov SM-FE-N, čeprav je primerna za številne aplikacije, v določenih visokozmogljivih scenarijih ne ujema z vrhunsko zmogljivostjo magneti NDFEB.

Zaključek

Če povzamemo, medtem ko magneti SM-FE-N ponujajo obetavne alternative magnetom NDFEB, zlasti v aplikacijah, odpornih na visoko temperaturo in korozije, še niso neposredna zamenjava za vse uporabe NDFEB magnetov. Prihodnost magnetov SM-FE-N kot potencialne zamenjave za magnete NDFEB bo odvisna od napredka v proizvodni tehnologiji, stroškovne učinkovitosti in posebnih zahtev aplikacij za končno uporabo. Ko se raziskave in razvoj nadaljujejo, lahko v določenih sektorjih opazimo postopni premik k magnetom SM-Fe-N, medtem ko magneti NDFEB ohranjajo svojo prevlado pri drugih.