சமாரியம் இரும்பு நைட்ரஜனை எதிர்காலத்தில் Ndfeb காந்தங்களை மாற்ற முடியுமா?

சமரியம் இரும்பு நைட்ரஜன் (Sm-Fe-N) காந்தங்கள் மற்றும் நியோடைமியம் இரும்பு போரான் (NdFeB) காந்தங்கள் இரண்டும் அரிய-பூமி நிரந்தர காந்தங்கள், ஒவ்வொன்றும் தனித்துவமான பண்புகள் மற்றும் சாத்தியமான பயன்பாடுகள். Sm-Fe-N காந்தங்கள் எதிர்காலத்தில் NdFeB காந்தங்களை மாற்றுமா என்பது பற்றிய ஆழமான ஆய்வு, ஆங்கிலத்தில் வழங்கப்படுகிறது:

சமாரியம் இரும்பு நைட்ரஜன் (Sm-Fe-N) மற்றும் நியோடைமியம் இரும்பு போரான் (NdFeB) காந்தங்கள் அறிமுகம்

நியோடைமியம் காந்தங்கள் என்றும் அழைக்கப்படும் NdFeB காந்தங்கள், நியோடைமியம், இரும்பு மற்றும் போரான் (Nd2Fe14B) ஆகியவற்றின் கலவையிலிருந்து டெட்ராகோனல் படிக அமைப்பில் உருவாகின்றன. 1982 இல் சுமிடோமோ ஸ்பெஷல் மெட்டல்ஸின் மசாடோ சாகாவாவால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, இந்த காந்தங்கள் அறை வெப்பநிலையில் அறியப்பட்ட அனைத்து காந்தப் பொருட்களிலும் மிக உயர்ந்த காந்த ஆற்றல் தயாரிப்பு (BHmax) கொண்டவை, அவை பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் திறமையானவை.

மறுபுறம், Sm-Fe-N காந்தங்கள் புதிய தலைமுறை நிரந்தர காந்தங்கள் ஆகும், அவை மூன்றாம் தலைமுறை அரிய-பூமி காந்தங்களைச் சேர்ந்தவை. அவை R2Fe17 இன் நைட்ரைடேஷன் செயல்முறையின் மூலம் உருவாகின்றன (இங்கு R என்பது ஒரு அரிய-பூமி உறுப்பு), இதன் விளைவாக R2Fe17Nx அல்லது R2Fe17NxH போன்ற கலவைகள் உருவாகின்றன. இந்த செயல்முறை அவற்றின் கியூரி வெப்பநிலை மற்றும் காந்த பண்புகளை கணிசமாக மேம்படுத்துகிறது, NdFeB காந்தங்கள் தோல்வியடையும் உயர்-வெப்பநிலை பயன்பாடுகளுக்கு அவற்றை ஏற்றதாக ஆக்குகிறது.

காந்த பண்புகள் மற்றும் பயன்பாடுகளின் ஒப்பீடு

NdFeB காந்தங்கள் விதிவிலக்கான காந்த பண்புகளை பெருமைப்படுத்துகின்றன, அதிகபட்ச ஆற்றல் தயாரிப்புகள் 35-50 MGOe வரை, சிறிய, இலகுரக பேக்கேஜ்களில் அதிக காந்த செயல்திறன் தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது. ஹார்ட் டிரைவ்கள், ஸ்மார்ட்போன்கள், ஹெட்ஃபோன்கள் மற்றும் பேட்டரியில் இயங்கும் கருவிகள் போன்ற எலக்ட்ரானிக்ஸில் அவை பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், அவற்றின் கியூரி வெப்பநிலை ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக உள்ளது, மேலும் அவை அதிக வெப்பநிலையில் காந்த வலிமையை இழக்கக்கூடும்.

Sm-Fe-N காந்தங்கள், குறைந்த அதிகபட்ச ஆற்றல் தயாரிப்புகளைக் கொண்டிருக்கும் போது (பொதுவாக 10-20 MGOe), சிறந்த வெப்பநிலை நிலைத்தன்மையை வழங்குகின்றன. அவற்றின் கியூரி வெப்பநிலை கணிசமாக அதிகமாக உள்ளது, இது உயர்ந்த வெப்பநிலையில் காந்த பண்புகளை பராமரிக்க அனுமதிக்கிறது. இது வாகன மோட்டார்கள், சென்சார்கள் மற்றும் விண்வெளி தொழில்நுட்பங்கள் போன்ற அதிக வெப்ப நிலைப்புத்தன்மை மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பு தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.

இடமாற்றத்திற்கான சாத்தியம்

Sm-Fe-N காந்தங்களை மாற்றுவதற்கான சாத்தியம் NdFeB காந்தங்கள் பல காரணிகளைக் கொண்டுள்ளன. முதலாவதாக, வாகனம் மற்றும் விண்வெளி போன்ற துறைகளில் உயர்-வெப்பநிலை நிலையான காந்தங்களுக்கான தேவை அதிகரித்து வருவது Sm-Fe-N பொருட்களுக்கான ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டை உந்துகிறது. தொழில்நுட்பம் முன்னேறும்போது, ​​Sm-Fe-N காந்தங்களின் உற்பத்திச் செலவு குறையும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது, இதனால் அவை சந்தையில் அதிக போட்டித்தன்மையுடன் இருக்கும்.

இரண்டாவதாக, அரிய-பூமி கூறுகளுடன் தொடர்புடைய சுற்றுச்சூழல் மற்றும் நிலைத்தன்மை கவலைகள், குறிப்பாக நியோடைமியம், மாற்றுப் பொருட்களின் ஆய்வுக்குத் தூண்டுகிறது. Sm-Fe-N காந்தங்கள் அவற்றின் உற்பத்தி செயல்முறைகள் மற்றும் மூலப்பொருள் கிடைக்கும் தன்மையைப் பொறுத்து மிகவும் நிலையான விருப்பத்தை வழங்கலாம்.

இருப்பினும், Sm-Fe-N காந்தங்கள் NdFeB காந்தங்களை முழுமையாக மாற்றுவதற்கு முன் பல சவால்கள் உள்ளன. Sm-Fe-N காந்தங்களின் உற்பத்தி செயல்முறை மிகவும் சிக்கலானது மற்றும் சிறப்பு உபகரணங்கள் தேவைப்படுகின்றன, இது அவற்றின் பரவலான தத்தெடுப்பைக் கட்டுப்படுத்தலாம். கூடுதலாக, Sm-Fe-N காந்தங்களின் காந்த செயல்திறன், பல பயன்பாடுகளுக்குப் போதுமானதாக இருந்தாலும், சில உயர்-செயல்திறன் காட்சிகளில் NdFeB காந்தங்களின் சிறந்த செயல்திறனுடன் பொருந்தாது.

முடிவுரை

சுருக்கமாக, Sm-Fe-N காந்தங்கள் NdFeB காந்தங்களுக்கு நம்பிக்கைக்குரிய மாற்றுகளை வழங்குகின்றன, குறிப்பாக உயர்-வெப்பநிலை மற்றும் அரிப்பை-எதிர்ப்பு பயன்பாடுகளில், NdFeB காந்தங்களின் அனைத்து பயன்பாடுகளுக்கும் அவை இன்னும் நேரடி மாற்றாக இல்லை. NdFeB காந்தங்களுக்கு சாத்தியமான மாற்றாக Sm-Fe-N காந்தங்களின் எதிர்காலம், உற்பத்தி தொழில்நுட்பம், செலவு-செயல்திறன் மற்றும் இறுதி பயன்பாட்டு பயன்பாடுகளின் குறிப்பிட்ட தேவைகள் ஆகியவற்றின் முன்னேற்றங்களைப் பொறுத்தது. ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாடு தொடர்வதால், சில துறைகளில் Sm-Fe-N காந்தங்களை நோக்கி படிப்படியாக மாறுவதை நாம் காணலாம், அதே நேரத்தில் NdFeB காந்தங்கள் மற்றவற்றில் தங்கள் ஆதிக்கத்தைத் தக்கவைத்துக்கொள்கின்றன.