از زمان پیدایش، ماده آهنربای دائم NdFeB به دلیل خواص مغناطیسی برتر خود توجه زیادی را به خود جلب کرده است و به عنوان "پادشاه آهنربا" شناخته می شود. با رشد مداوم تقاضای بازار، فناوری تولید NdFeB و عملکرد آهنربا نیز به توسعه و ترویج ادامه داده است. ما معمولاً از شاخصهای ماندگاری، اجباری و حداکثر محصول انرژی مغناطیسی برای اندازهگیری خواص مغناطیسی مواد مغناطیسی استفاده میکنیم.
مغناطیس باقی مانده Br
این به شدت القای مغناطیسی نشان داده شده توسط آهنربا پس از مغناطیسی شدن آهنربا توسط یک میدان مغناطیسی خارجی در یک محیط مدار بسته به اشباع فنی و سپس حذف میدان مغناطیسی خارجی اشاره دارد. اگر آهنربا را با اسفنج مقایسه کنیم، مغناطیس باقیمانده مانند محتوای آب اسفنج زمانی است که از آب اشباع شده باشد.
نیروی اجباری Hcb و نیروی قهری ذاتی Hcj
آب موجود در اسفنج حداکثر جذب می شود و سپس آب را فشار می دهند تا جایی که آب در اسفنج نباشد. این فشار همان نیروی اجباری است. هنگامی که آهنربا در میدان مغناطیسی زدایی معکوس قرار دارد، این مقدار قدرت میدان مغناطیسی است که شدت القای مغناطیسی به صفر می رسد. با این حال، شدت قطبش مغناطیسی آهنربا در این زمان صفر نیست، اما میدان مغناطیسی معکوس و میدان مغناطیسی داخلی آهنربا یکدیگر را خنثی می کنند. اگر میدان مغناطیسی خارجی در این زمان حذف شود، آهنربا هنوز دارای خواص مغناطیسی خاصی است و نیروی اجباری ذاتی باعث می شود که میدان مغناطیسی داخلی آهنربا یکدیگر را خنثی کند. قدرت میدان مغناطیسی معکوس اعمال شده برای کاهش قطبش مغناطیسی به صفر مورد نیاز است.
حداکثر محصول انرژی مغناطیسی (BH) حداکثر
این نشان دهنده چگالی انرژی مغناطیسی ایجاد شده در فضای بین دو قطب مغناطیسی آهنربا است، یعنی انرژی مغناطیسی ساکن در واحد حجم شکاف هوا. این حداکثر مقدار حاصلضرب B و H است. اندازه آن مستقیماً عملکرد آهنربا را نشان می دهد.
چه چیزی مقادیر عملکرد آهنرباهای NdFeB را تعیین می کند؟
چگونه می توان عملکرد مواد مغناطیسی را از طریق ابزارهای فنی بهبود بخشید؟
و چگونه می توان از کاهش عملکرد مواد مغناطیسی در حین استفاده جلوگیری کرد؟
ترکیب مواد خام و فرآیند تولید آهنربا NdFeB خواص مغناطیسی ذاتی آن را تعیین می کند. پس از تبدیل شدن به یک محصول مغناطیسی قوی، محیط کار آن (از جمله دما، رطوبت و سایر عوامل) بر عملکرد خواص مغناطیسی ذاتی آن تأثیر می گذارد. استفاده نادرست در این صورت، مغناطیس زدایی دائمی رخ خواهد داد.
1. تأثیر ترکیب مواد خام بر خواص مغناطیسی قوی NdFeB
همانطور که از نام آن پیداست، NdFeB یک ماده مغناطیسی است که از فلز خاکی کمیاب نئودیمیم، آهن خالص و بور با استفاده از فناوری متالورژی پودر ساخته شده است. برای بهبود بیشتر خواص مغناطیسی NdFeB، اضافات بیشتری را می توان بر اساس مواد سیستم سه تایی Nd-Fe-B ایجاد کرد. عناصر دیگر، اما تأثیر افزودن عناصر بر عملکرد آهنربا ممکن است دو طرفه باشد. عناصر اضافه شده باید با توجه به الزامات خاص برای عملکرد مواد مغناطیسی که در آن آهنرباهای قوی NdFeB استفاده می شود، تعیین شوند.
2. تأثیر فرآیند تولید بر خواص مغناطیسی قوی NdFeB
برای به دست آوردن آهنرباهای دائمی NdFeB با کارایی بالا، فناوری ها و فرآیندهای جدیدی به طور مداوم در حال ظهور هستند. در فرآیند تولید NdFeB زینتر شده، مشکل اصلی جلوگیری از رسوب فاز -Fe و اکسیداسیون آلیاژ است که دستیابی به یک ریزساختار ایده آل را دشوار می کند. برای حل این مشکلات، روش ها و فرآیندهای جدیدی در عمل به طور مداوم در حال ظهور هستند، مانند افزودن آنتی اکسیدان ها و روان کننده ها و استفاده از روش تسمه خاموش کننده سریع برای تهیه آهن ربا، فرآیند آماده سازی دو فاز، فرآیند قالب گیری پرس مرطوب و غیره.
بزرگترین مزیت افزودن آنتی اکسیدان ها کاهش محتوای اکسیژن آهنربای نهایی است. در عین حال، پودر مغناطیسی را می توان ریزتر آسیاب کرد که برای بهبود نیروی اجباری مفید است. علاوه بر این، به دلیل کاهش محتوای اکسیژن، بهبود نیروی اجباری نیز مفید است. در مقایسه با فرآیند سنتی، اجبار ذاتی آهنرباها با آنتی اکسیدان های اضافه شده را می توان تا حدود 160 کیلو آمپر بر متر افزایش داد.
پس از افزودن روان کننده، اصطکاک بین پودرهای مغناطیسی کاهش می یابد، سیالیت پودرهای مغناطیسی بهبود می یابد و درجه جهت گیری افزایش می یابد و در نتیجه مغناطیس باقیمانده افزایش می یابد.
ضخامت روبان NdFeB تهیه شده با روش ریبون ریبون 25.25~0.35 میلی متر {{0}} است که می تواند فاز -Fe را حذف کند. با توجه به افزایش توانایی ضد اکسیداسیون پودر تولید شده با روش چرخش تسمه، اندازه دانه آهنربا کوچکتر می شود و نیروی اجباری تا حد زیادی بهبود می یابد.
3. تأثیر محیط کار بر خواص مغناطیسی قوی NdFeB
دما: آهنرباهای NdFeB دارای محدودیت های دمایی سختگیرانه ای هستند. هنگامی که دما بالاتر از دمای عملیاتی باشد، آهنربا ممکن است مغناطیسی شود. وقتی دما بالاتر از دمای کوری باشد، مغناطیس زدایی آهنربا برگشت ناپذیر خواهد بود.
رطوبت: NdFeB متخلخل شده یک ماده مغناطیسی است که توسط فرآیند متالورژی پودر فشرده شده و تشکیل می شود. ساختار داخلی آن دارای شکاف است و بسیار آسان اکسیده می شود. بنابراین، NdFeB متخلخل برای عملیات ضد خوردگی پوشش داده می شود. با این حال، لایه مغناطیسی نمی تواند اساساً تأثیر رطوبت محیط بر آهنرباها را حل کند. هر چه محیط خشک تر باشد، انرژی مغناطیسی آهنربا بیشتر دوام می آورد.
