Neodimio ir retųjų žemių magnetai: faktai ir naudojimas

Magnetai yra visur – nuo ​​mažų, randamų išmaniuosiuose telefonuose, iki didelių, naudojamų MRT aparatuose. Tačiau žmonės, išgirdę šį terminą, yra linkę sugrupuoti visus retųjų žemių magnetus. Tai nėra tikslu. Kiekvienas neodimio magnetas yra retųjų žemių magnetas, tačiau ne kiekvienas retųjų žemių magnetas yra neodimio magnetas.

Ar, pavyzdžiui, visi retųjų žemių magnetai atitinka tam tikrą apibrėžimą? Baigkime šią diskusiją.

Mūsų kasdieniame gyvenime technologijos naudoja magnetus nuo ryškių mūsų telefonų funkcijų iki milžiniško MRT aparato magnetų, ir mes to net nesuvokiame. Tai vis tiek iššifruoja neodimio magnetą: ar neodimio magnetai laikomi retųjų žemių magnetais? Kitaip tariant, šis klausimas vis dar iškyla net ir pabandžius gauti visą stulbinančiai mįslingą informaciją.

Kad būtų aiškiau, neodimio magnetai yra retųjų žemių magnetų pogrupis, kuris taip pat apima samariumo kobalto magnetus.

Yra pagrindinė painiavos su kitų tipų magnetais, tokiais kaip feritas ir alnico, todėl daroma tokia bendra prielaida.

Viskas šiame straipsnyje bus išpainiota iš mitų ir bus pateikti faktai apie neodimio ar retųjų žemių magnetus.

Jei esate verslo savininkas, "pasidaryk pats" entuziastas ar kažkas, kas domisi neodimio magnetų ir retųjų žemių temos supratimu, šis tinklaraštis skirtas jums.

Retųjų žemių magnetai – pagrindų suskaidymas

Retųjų žemių magnetai savo pavadinimą gavo iš retųjų žemių elementų, naudojamų jų gamybos procese. Šie elementai iš pradžių buvo rasti retuose mineraluose, tokiuose kaip gadolinis, daugiausia lantaniduose. Nors jie vadinami „retaisiais žemėmis“, tokių elementų kaip neodimis žemės plutoje yra gana daug. Jų „retenybė“ daugiausia atsispindi gavybos ir apdorojimo sunkumuose - šiems elementams reikalinga speciali gavybos ir rafinavimo technologija, todėl gamybos sąnaudos yra didesnės, todėl retųjų žemių magnetai yra brangesni nei kitų tipų magnetai.

Kokie yra kiti retųjų žemių magnetų{0}}potipiai?

Yra du pagrindiniai retųjų žemių magnetų tipai.

●NdFeB magnetai: Neodimio magnetai yra dažniausiai naudojami didelio našumo{0}}retųjų žemių magnetai, turintys puikų magnetinį stiprumą, tačiau jų veikimas aukštoje temperatūroje yra prastas (dažniausiai darbinė temperatūra yra mažesnė arba lygi 150 laipsnių), o tai gali būti pagerinta pridedant disprozio (Dy) arba terbio (Tb). Dėl jautrumo korozijai jie dažniausiai yra apsaugoti dengimu (pvz., nikeliu, cinku, epoksidine derva ir kt.). Tipiškos programos yra kietieji diskai, MRT įranga ir vėjo turbinos.

●SmCo magnetai: nors ir ne tokie stiprūs kaip neodimio magnetai, jie turi puikų stabilumą aukštoje{0}}temperatūroje ir atsparumą korozijai. Jie skirstomi į du tipus: pirmosios-kartos SmCo5 ir antrosios-kartos Sm2Co17 (dažniau). Šie magnetai yra labai atsparūs demagnetizacijai ir yra ypač tinkami naudoti aukštoje temperatūroje, pavyzdžiui, aviacijos erdvėje ar karinėje erdvėje, ir gali veikti iki 250–350 laipsnių temperatūroje.

Kokie yra kiti magnetų ir retųjų žemių palyginimų tipai?

●Alnico magnetai: Tarp mūsų tirtų magnetų tipų Alnico magnetai yra apatiniame spektro gale (bet ne patys silpniausi; ferito magnetai yra silpnesni). Šis geležies-aliuminio lydinys, kurio sudėtyje yra nikelio ir kobalto, pasižymi dideliu atsparumu ir yra žinomas dėl savo atsparumo aukštai temperatūrai (iki 500 laipsnių) ir atsparumo išmagnetinimui, tačiau taip pat yra gana trapus ir mažo mechaninio stiprumo.

●Lankstūs magnetai: Tai silpniausias iš visų magnetų, tačiau dažnai naudojamas gaminiuose, tokiuose kaip reklaminiai lipdukai ir žaislai, nes juos lengva valdyti. Iš tikrųjų jis pagamintas iš ferito miltelių, sumaišytų su guma arba plastiku.

Reti magnetai yra stipresni nei kitų tipų magnetai, nes dėl mažo dydžio jie yra lengvi ir lengviau valdomi. Tai yra naudingas veiksnys didelio našumo-scenarijose, kai vietos ribota.

Nors alnico ir lankstieji magnetai naudojami nišoje, retųjų žemių magnetai dominuoja programose, kurioms reikalingas didelis stiprumo{0}}ir{1}}dydžio santykis.

Neodimio magneto fenomenas: kodėl tai žvaigždė

Šie magnetai yra labai populiarūs, nes yra maži, bet galingi. Neodimio stiprumas yra neprilygstamas ir jis naudojamas beveik viskam, kad būtų galima sumažinti miniatiūrą – nuo ​​elektromobilių iki mažyčių ausinių. Maži magnetai ausinėse skleidžia galingą garsą, o elektrinių automobilių varikliai juos naudoja, kad išgautų didelį sukimo momentą kompaktiškuose modeliuose. Tai padeda tiek vartotojams, tiek įmonėms. Pramonės įmonės juos mėgsta, nes jas lengva naudoti, o vartotojai naudojasi kompaktiška galia.

Kaip gaminami neodimio magnetai?

Neodimio magnetų gamyba apima tikslų metalurgijos ir inžinerijos derinį:

●Kasyba ir tobulinimas: žaliavos (neodimis, geležis ir boras) kasamos ir chemiškai išvalomos.

●Lydinio formavimas: elementai lydomi kartu vakuume arba inertinių dujų aplinkoje ir susidaro lydinys, kuris atšaldomas į luitus.

●Pultavimas ir presavimas: luitai susmulkinami į smulkius miltelius ir sutankinami aukštu slėgiu azoto atmosferoje.

●Sukepinimas: suspausti milteliai kaitinami netoli lydymosi temperatūros vakuuminėje krosnyje, dalelės sulydomos į vientisą bloką.

●Apdirbimas ir dengimas: sukepintas blokas supjaustomas/suformuojamas galutiniais matmenimis ir poliruojamas. Apsauginė danga (pvz., nikelis) padengiama, kad būtų išvengta korozijos.

●Įmagnetinimas: baigtas blokas yra veikiamas galingo magnetinio lauko, kad sulygiuotų jo domenus, suaktyvintų jo magnetines savybes.

Stipriausias magnetas, bet kokia kaina?

Nors neodimio magnetai yra galingiausios ir galbūt geriausios magnetinės medžiagos, jie turi keletą minusų:

●Trupumas: nors ir galingi, jie labai trapūs ir nukritę gali suskilti.

●Jautrumas temperatūrai: priežastys tos pačios kaip retųjų žemių magnetų atveju-, skirtingai nei samariumo kobalto magnetai, jie praranda magnetiškumą aukštoje temperatūroje.

●Korozijos problemos: nepadengus tinkamos dangos, laikui bėgant jie rūdys, rūdys ir pūs.

Retųjų žemių magnetai prieš neodimą: ar jie vienodi?

Čia paaiškinsime pagrindinį skirtumą tarp retųjų žemių ir neodimio:

Dažnas klaidingas supratimas

Įprasta neodimio ir retųjų{0}}žemių magnetus naudoti pakaitomis, o tai netiesa. Žinoma, reti neodimio magnetai yra viena iš žemės magnetų rūšių, tačiau tai nereiškia, kad visi žemės magnetai yra neodimio. Suprantu, kad tai gali būti sunku suprasti, bet kartais viskas yra taip, kaip yra.

Įspėjimas: netinkamai elgiantis su dideliais neodimio magnetais gali būti sunkiai sužalota (pvz., suspausta oda ar lūžti kaulai). Laikykite juos toliau nuo širdies stimuliatorių ir elektroninių prietaisų.

Štai būdas, kaip lengviau suprasti:

Pagrindiniai skirtumai

Kada reikėtų apsvarstyti Samariumo kobaltą

●Kai susiduriate su atšiauriomis temperatūromis, pvz., reaktyviniuose varikliuose ar kosmose.

●Vertinant su korozija{0}}susijusią žalą, bet negalima naudoti paviršiaus dangų.

●Kai bendras objekto atsparumas ar gyvenimo trukmė yra svarbesnė už ekstremalią jėgą.

Panaikiname paplitusius mitus apie retųjų žemių magnetus

Atskleiskite keletą nesusipratimų:

1 mitas: „Retųjų žemių magnetai yra reti“.

Tikrovė: nors ir man yra iššūkis, jų nėra labai mažai.

2 mitas: „Visi retųjų žemių magnetai yra vienodai stiprūs“.

Realybė: Neodimis yra daug stipresnis nei samariumo kobaltas.

3 mitas: „Jis pavojinga naudoti“.

Tikrovė: Magnetai yra saugūs, kai tinkamai naudojami, tačiau gali suspausti pirštus arba sugadinti elektroniką.

4 mitas: „Jie tęsiasi amžinai“.

Realybė: laikui bėgant gali atsirasti žala dėl karščio, fizinio poveikio, cheminės erozijos ir korozijos.

Kam naudojami retųjų žemių magnetai?

Štai trumpas žvilgsnis į tai, kam naudojami reti magnetai:

Kasdienės programos

●Puiktinė elektronika: ausinės, garsiakalbiai, standieji diskai ir kiti elektroniniai įrenginiai.

●Medicinos prietaisai: MRT prietaisai ir protezavimo prietaisai. Kompaktiškose medicinos įrangos konstrukcijose,medicininiai laidaidažnai yra integruoti kartu su neodimio magnetais korpusuose arba tvirtinimo konstrukcijose, kad būtų palaikomas organizuotas kabelių vedimas, padėties nustatymas ir ilgalaikis stabilumas.

●Vartojimo prekės: žaislai, papuošalų užsegimai ir magnetiniai telefonų laikikliai.

Pramoniniai ir kariniai pritaikymai

●Aerokosminės ir karinės programos: reaktyviniai varikliai ir{0}}raketų valdomos sistemos, taip pat radarų technologija.

●Atsinaujinantys energijos šaltiniai: elektrinės transporto priemonės ir vėjo turbinos.

Tinkamo magneto pasirinkimas darbui

Taškai, į kuriuos reikia atkreipti dėmesį

●Jėga: reikia plikos jėgos? Pasirinkite neodimį.

●Atsparumas temperatūrai: veikia labai aukštoje temperatūroje? Samariumo kobaltas bus sprendimas.

●Kaina: neodimis yra pigesnis, bet reikia papildomų dangų.

Išvada

Ne visi su retųjų žemių magnetu{0}}susiję terminai yra sinonimai, nes neodimio ir samariumo kobalto magnetai labai skiriasi. Aukštoje temperatūroje arba korozinėje aplinkoje samariumo kobalto magnetai dažnai pranoksta neodimio magnetus- ne tik yra vieni stipriausių retųjų žemių magnetų, bet ir yra stabilesni. Šių skirtumų supratimas yra labai svarbus asmeniniams projektams, įmonių poreikiams ir verslo planams. Pavyzdžiui, projektuojant aukštos temperatūros turbiną, samariumo kobalto atsparumas karščiui gali būti lemiamas veiksnys, o plataus vartojimo elektronika gali teikti pirmenybę pigesniam-neodimio magnetui.

Kai kitą kartą kas nors apibendrins „retųjų žemių magnetus“, galite atkreipti dėmesį į tai, kad stiprumas, stabilumas ir kaina skiriasi priklausomai nuo medžiagos, o teisingas pasirinkimas priklauso nuo konkrečios paskirties. Jų nesusipratimas praleidžia šią esminę logiką.