Paagutatud neodüüm raudboor püsimagnet

Kõige populaarsem haruldaste muldmetallide magnet on neodüümmagnet, tuntud ka kui NdFeB, NIB või Neo magnet. Neodüüm, raud ja boor ühendatakse, moodustades Nd2Fe14B tetragonaalse kristallilise struktuuri. Neodüümmagnetid on praegu turul kõige tugevam püsimagnet. Need lõid 1982. aastal eraldi General Motors ja Sumitomo Special Metals. Paljudes rakendustes kaasaegsetes toodetes, mis nõuavad võimsaid püsimagneteid, nagu juhtmeta tööriistade mootorid, kõvakettad ja magnetkinnitused, on need asendanud muud tüüpi magnetid.

Neodüüm on ferromagnetiline metall (täpsemalt on sellel antiferromagnetilised omadused), mis tähendab, et nagu raud, saab seda magnetiseerida, et saada magnetiks. Kuid selle ülimadala Curie temperatuuri tõttu – temperatuur, millest kõrgemal selle ferromagnetism kaob – 19 K (ehk 254 kraadi) on see magnetiline ainult puhtal kujul. Neodüümmagnetid on aga valmistatud ühenditest, mis sisaldavad siirdemetalle nagu raud, mis Curie temperatuur on palju kõrgem kui ümbritseva õhu temperatuur.

Neodüümmagnetite tugevus on tingitud mitmest tegurist. Kõige olulisem on tetragonaalse Nd2Fe14B kristallstruktuuri ülikõrge üheteljeline magnetokristalliline anisotroopia (HA 7 T – magnetvälja tugevus H ühikutes A/m versus magnetmoment Am2-s). See näitab, et aine kristall magnetiseerub eelistatult mööda teatud kristalli telge, samas kui magnetiseerimine teistes suundades on äärmiselt keeruline. Neodüümi magnetsulam, nagu ka teised magnetid, on valmistatud mikrokristallilistest teradest, mis on tootmise ajal joondatud tugevas magnetväljas nii, et nende magnetteljed on kõik samas suunas. Ühendil on väga kõrge koertsitiivsus ehk vastupidavus demagnetiseerimisele, mis tuleneb kristallvõre vastupanuvõimest oma magnetismi suuna muutmisele.

Tulenevalt asjaolust, et neodüümiaatomi elektronstruktuuris on 4 paaritut elektroni, võrreldes (keskmiselt) 3 elektroniga rauas, võib neodüümiaatomil olla märkimisväärne magnetiline dipoolmoment. Magneti magnetvälja tekitavad paardumata elektronid, mis on joondatud nii, et nad pöörlevad samas suunas. Selle tulemuseks on tugev küllastusmagnetiseerimine (Js 1,6 T või 16 kG) ja Nd2Fe14B kombinatsiooni puhul tavaliselt 1,3 teslat. Selle tulemusena on sellel magnetfaasil võime salvestada märkimisväärses koguses magnetenergiat (BHmax 512 kJ/m3 või 64 MGOe), kuna suurim energiatihedus on võrdeline Js2-ga. Mahu järgi on see magnetenergia väärtus ligikaudu 18 korda suurem kui "tavalistel" magnetitel. Samarium-koobalti (SmCo) magnetitel, mis olid esimest tüüpi haruldaste muldmetallide magnetid, mida turustati, oli see omadus madalam kui NdFeB-sulamitel. Neodüümmagnetite magnetilisi omadusi mõjutavad tegelikult sulami mikrostruktuur, tootmisprotsess ja koostis.

Kuum tags: paagutatud neodüüm raudboor püsimagnet, Hiina paagutatud neodüüm raudboor püsimagneti tootjad, tarnijad, tehas