Proprietà fisiche del boro ferro neodimio sinterizzato

I magneti permanenti al neodimio ferro boro sinterizzato, come componenti funzionali principali, sono ampiamente utilizzati in strumenti e apparecchiature come motori, elettroacustica, magneti e sensori. Durante il processo di servizio, i magneti saranno soggetti a fattori ambientali quali forze meccaniche, sbalzi di freddo e caldo e campi elettromagnetici alternati. Se si verifica un guasto ambientale, ciò influenzerà gravemente la funzionalità dell'apparecchiatura e causerà enormi perdite. Pertanto, oltre agli indicatori di prestazione magnetica, dobbiamo prestare attenzione anche alle proprietà meccaniche, termiche ed elettriche dei magneti, che ci aiuteranno a progettare e utilizzare meglio l'acciaio magnetico e sono di grande importanza per migliorarne la stabilità e l'affidabilità in servizio.

Meccanico

Gli indicatori di prestazione meccanica dell'acciaio magnetico includono durezza, resistenza alla compressione, resistenza alla flessione, resistenza alla trazione, resistenza all'urto, modulo di Young, ecc. Il boro ferro neodimio è un tipico materiale fragile. L'acciaio magnetico ha un'elevata durezza e resistenza alla compressione, ma scarsa resistenza alla flessione, resistenza alla trazione e resistenza agli urti. Ciò fa sì che l'acciaio magnetico perda facilmente gli angoli o addirittura si rompa durante la lavorazione, la magnetizzazione e l'assemblaggio. L'acciaio magnetico di solito deve essere fissato in componenti e apparecchiature utilizzando fessure o adesivi, fornendo al tempo stesso assorbimento degli urti e protezione ammortizzante.

La superficie di frattura del boro ferro neodimio sinterizzato è una tipica frattura intergranulare e le sue proprietà meccaniche sono determinate principalmente dalla sua complessa struttura multifase, nonché correlate alla composizione della formula, ai parametri di processo e ai difetti strutturali (pori, grani grandi, dislocazioni, ecc. .). In generale, minore è la quantità totale di terre rare, peggiori sono le proprietà meccaniche del materiale. Aggiungendo opportunamente metalli a basso punto di fusione come Cu e Ga, il miglioramento della distribuzione della fase al contorno del grano può aumentare la tenacità dell'acciaio magnetico. L'aggiunta di metalli ad alto punto di fusione come Zr, Nb, Ti può formare precipitati ai bordi dei grani, affinare i grani e sopprimere l'estensione delle cricche, il che aiuta a migliorare la resistenza e la tenacità; Tuttavia, un'aggiunta eccessiva di metalli ad alto punto di fusione può causare un'eccessiva durezza del materiale magnetico, compromettendo seriamente l'efficienza della lavorazione.

Nell'effettivo processo di produzione, è difficile bilanciare le proprietà magnetiche e meccaniche dei materiali magnetici e, a causa dei requisiti di costo e prestazioni, è spesso necessario sacrificare la loro facilità di lavorazione e assemblaggio.

Proprietà termali

I principali indicatori di prestazione termica dell'acciaio magnetico al neodimio ferro boro comprendono conduttività termica, capacità termica specifica e coefficiente di dilatazione termica.

Simulazione dello stato magnetico dell'acciaio durante il funzionamento del motore

Le prestazioni dell'acciaio magnetico diminuiscono gradualmente con l'aumento della temperatura, quindi l'aumento della temperatura dei motori a magneti permanenti diventa un fattore chiave per il funzionamento a carico a lungo termine del motore. Una buona conduttività termica e capacità di dissipazione del calore possono evitare il surriscaldamento e mantenere il normale funzionamento dell'apparecchiatura. Pertanto, speriamo che l'acciaio magnetico abbia un'elevata conduttività termica e capacità termica specifica. Da un lato, il calore può essere trasmesso e dissipato rapidamente, ma allo stesso tempo innesca anche un aumento inferiore della temperatura.

Il magnete al neodimio ferro boro è facile da magnetizzare in una direzione specifica (asse II-C) e in questa direzione l'acciaio magnetico si espanderà quando riscaldato; Esiste però un fenomeno di espansione negativa nelle due direzioni (asse Å C) difficile da magnetizzare, ovvero la contrazione termica. L'esistenza dell'anisotropia di espansione termica rende l'acciaio magnetico dell'anello di radiazione soggetto a fessurazioni durante la sinterizzazione; E nei motori a magneti permanenti, i telai in materiale magnetico morbido vengono spesso utilizzati come supporto per l'acciaio magnetico e le diverse caratteristiche di dilatazione termica dei due materiali influenzeranno l'adattabilità delle dimensioni dopo l'aumento della temperatura.

Proprietà elettrica

Correnti parassite del magnete in campo alternato

Nell'ambiente del campo elettromagnetico alternato della rotazione del motore a magnete permanente, l'acciaio magnetico genererà una perdita di corrente parassita, che porta ad un aumento della temperatura. Poiché la perdita di corrente parassita è inversamente proporzionale alla resistività, l'aumento della resistività del magnete permanente al neodimio ferro boro ridurrà efficacemente la perdita di corrente parassita e l'aumento di temperatura del magnete. La struttura ideale in acciaio magnetico ad alta resistività si forma aumentando il potenziale dell'elettrodo della fase ricca di terre rare, formando uno strato isolante che può impedire la trasmissione di elettroni, ottenendo l'incapsulamento e la separazione dei bordi dei grani ad alta resistenza rispetto ai grani della fase principale, migliorando così la resistività dei magneti al neodimio ferro boro sinterizzati. Tuttavia, né il drogaggio di materiali inorganici né la tecnologia di stratificazione possono risolvere il problema del deterioramento delle proprietà magnetiche, e attualmente non esiste ancora una preparazione efficace di magneti che combinino alta resistività e alte prestazioni.