مغناطيس NdFeB متكلس

عند تشغيل المغناطيس لفترة طويلة أو وضعه لفترة طويلة، قد تُسبب البيئة المحيطة (مثل درجة الحرارة والرطوبة والسوائل المسببة للتآكل، إلخ) تغيرًا في خصائصه الفيزيائية والكيميائية. بعد مغنطة المغناطيس الدائم، تُمغنط معظم المنطقة باتجاه محدد، ولكن تبقى بعض المجالات المغناطيسية الصغيرة ذات اتجاه مغنطة فوضوي (تُسمى نواة المغنطة العكسية). تحت تأثير عوامل بيئية مختلفة، سينمو نواة المغنطة العكسية الأصلية، وستتولد نواة مغنطة عكسية جديدة، مما يؤدي إلى تراجع الخصائص المغناطيسية للمغناطيس الدائم. هذا التغيير عادةً ما يكون بطيئًا وغير قابل للعكس من الخارج إلى الداخل، مما يؤثر بشكل مباشر على معايير الأداء الرئيسية للمغناطيس، مثل السكون، والقوة القسرية، أو ناتج الطاقة المغناطيسية القصوى، وقد يؤدي إلى تعطل المغناطيس تمامًا. هذا الفقدان في الخصائص المغناطيسية غير قابل للعكس. حتى مع إعادة مغنطة المغناطيس، لا يمكن استعادته إلى مستواه قبل وضعه لفترة طويلة. في السنوات الأخيرة، ومع التطبيق الواسع النطاق لـ مغناطيس دائم NdFeB مع تطور التكنولوجيا في مجال المواد في مجال الفضاء والمركبات الكهربائية وطواحين الهواء عالية الطاقة وغيرها من المجالات ذات متطلبات عمر الخدمة الطويل، أولى مصممو التطبيقات المزيد والمزيد من الاهتمام لاستقرار الوقت للمغناطيسات الدائمة NdFeB. 1. الاستقرار طويل الأمد في درجة حرارة الغرفة عمومًا، يأتي أكبر فقدان للتدفق المغناطيسي من أكسدة أو تآكل سطح المغناطيس، وهو فقدان لا رجعة فيه. من بين جميع أنواع مغناطيس دائم من العناصر الأرضية النادرة المواد، يُعاني NdFeB المُلبَّد من أكبر خسارة. ومع ذلك، بعد تحسين التركيب ومعالجة حماية السطح، تزداد مقاومة الأكسدة والتآكل مغناطيسات NdFeB الملبدة تم تحسينها بشكل كبير. لذلك، إذا كان سطح المغناطيس محميًا جيدًا، فإن عمر خدمة NdFeB المُلبَّد ذو HcJ مرتفع بما يكفي، يمكن أن يتجاوز 30-50 عامًا. (هذا بشرط عدم تجاوز درجة حرارة الاستخدام). 2. الاستقرار طويل الأمد في درجات الحرارة العالية يوضح الشكل التالي تغير فقدان التدفق النسبي بمرور الوقت للمغناطيسات ذات قيم Pc مختلفة و HcJ = 20.1 kOe عند 80 درجة مئوية و 120 درجة مئوية و 150 درجة مئوية. يتضح من الشكل أعلاه أنه عند نفس قيمة Pc، كلما ارتفعت درجة حرارة تخزين المغناطيس، قلّ فقدان التدفق المغناطيسي النسبي بشكل أسرع. يكون فقدان المغناطيسية الأولي وفقدان المغناطيسية طويل الأمد للمغناطيسات ذات القيم المطلقة المنخفضة لـ Pc أكبر بكثير من تلك الخاصة بالمغناطيسات ذات Pc الأعلى، ويزداد كلا النوعين من الخسائر بشكل ملحوظ مع ارتفاع درجة الحرارة. عندما لا يمكن زيادة HcJ لأسباب فنية وتكلفة، فإن زيادة القيمة المطلقة لـ Pc يمكن أن تقلل بشكل فعال من فقدان المغناطيسية. من خلال العلاقة الزمنية لفقدان المغناطيسية النسبي للمغناطيسات ذات قيمتي HcJ وPc مختلفتين عند درجات حرارة مختلفة، يتضح أن HcJ له تأثير مهم على فقد المغناطيسية في درجات الحرارة العالية. كلما ارتفع HcJ، انخفض فقد المغناطيسية. يتطلب استقرار المغناطيس في درجات الحرارة العالية أن يكون HcJ أعلى. في الوقت نفسه، يمكن لمعامل النفاذية Pc أيضًا تحديد فقد المغناطيسية في درجات الحرارة العالية وعلى المدى الطويل.

مغناطيسات نيوديميوم حديد البورون (NdFeB) الملبدة تشتهر بخصائصها المغناطيسية الاستثنائية، لكن أداءها الميكانيكي - وخاصةً مقاومة الكسر، وقوة التأثير، وقوة الانحناء - بالغ الأهمية للتطبيقات الصناعية الصعبة. وبصفتها شركة رائدة مُصنِّع مغناطيس NdFeB المُتكلسنحن نصمم موادًا تُوازن بين القوة المغناطيسية والموثوقية الهيكلية. تتناول هذه المدونة المقاييس الميكانيكية التي تُحدد متانة NdFeB وكيف تؤثر على الأداء الفعلي. عادةً ما تعكس متانة الكسر قوة المادة عند تمدد الشقوق، ووحدتها هي ميجا باسكال·م². يتطلب اختبار متانة الكسر استخدام جهاز اختبار شد، ومستشعر إجهاد، ومقياس تمدد، ومقياس انفعال ديناميكي لتضخيم الإشارة، وغيرها. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تُصنع العينة على شكل صفيحة رقيقة. تعكس قوة الصدمة (صلابة الكسر عند الصدمة) الطاقة التي تمتصها المادة أثناء عملية الكسر تحت تأثير إجهاد الصدمة، ووحدتها جول/م². تتأثر قيمة قوة الصدمة المقاسة بشكل كبير بحجم العينة وشكلها ودقة معالجتها وبيئة اختبارها، ويكون تشتت القيمة المقاسة كبيرًا نسبيًا. قوة الانحناء هي قوة كسر انحناء المواد، التي تُقاس بطريقة الانحناء ثلاثية النقاط. تُستخدم هذه القوة عادةً لوصف الخواص الميكانيكية لمغناطيسات NdFeB المُلبَّدة، نظرًا لسهولة معالجة العينات وبساطة القياس. تُحدَّد القوة العالية والصلابة المنخفضة لمواد المغناطيس الدائم NdFeB المُلبَّدة من خلال بنيتها البلورية. بالإضافة إلى ذلك، يؤثر العاملان التاليان على قوة انحناء NdFeB المُلبَّدة، وهما أيضًا طريقتان لتحسين متانتها. يؤثر محتوى النيوديميوم (Nd) بشكل ما على متانة NdFeB المُلبَّد. تُظهر النتائج التجريبية أنه في ظل ظروف معينة، كلما زاد محتوى النيوديميوم، زادت متانة المادة. إضافة عناصر معدنية أخرى تؤثر بشكل ما على متانة النيوديميوم والحديد والبورون المُلبَّد. عند إضافة كمية معينة من التيتانيوم أو النيوبيوم أو النحاس، تتحسن مقاومة الكسر للمغناطيس الدائم؛ وعند إضافة كمية صغيرة من الكوبالت، تتحسن قوة انحناء المغناطيس الدائم. يُعدّ ضعف الخواص الميكانيكية الشاملة لـ NdFeB المُلبَّد أحد الأسباب الرئيسية التي تحد من تطبيقه في نطاق واسع من المجالات. إذا أمكن تحسين متانة المنتج مع ضمان تحسين الخواص المغناطيسية أو ثباتها، فسيلعب NdFeB المُلبَّد دورًا أكبر في المجالات العسكرية والفضائية وغيرها، وسيدخل مرحلة جديدة من التطور.

مغناطيس NDFEB الملبد هي مكونات وظيفية أساسية وتستخدم على نطاق واسع في الأدوات والمعدات مثل المحركات ، الكهربائي ، الجذب المغناطيسي ، وأجهزة الاستشعار. تخضع المغناطيس للعوامل البيئية مثل القوة الميكانيكية والتغيرات الساخنة والباردة والحقول الكهرومغناطيسية المتناوبة. إذا كانت بيئة العمل قد تجاوزت المعيار ، فستؤثر بشكل خطير على وظيفة المعدات وتسبب خسائر كبيرة. لذلك ، بالإضافة إلى الأداء المغناطيسي ، نحتاج أيضًا إلى الانتباه إلى الخصائص الميكانيكية والحرارية والكهربائية للمغناطيس ، والتي ستساعدنا على تصميم المغناطيس واستخدامها بشكل أفضل ، وهو أيضًا أهمية كبيرة لتحسين استقرار الخدمة وموثوقيتها.   الخصائص الميكانيكية   تشمل الخواص الميكانيكية للمغناطيس صلابة ، قوة ضغط ، قوة الانحناء ، قوة الشد ، صلابة التأثير ، إلخ. NDFEB هي مادة هشة نموذجية. إن صلابة ومغناطيس المضغوط عالية ، لكن قوة الانحناء ، وقوة الشد ، ومتانة التأثير سيئة. هذا يجعل من السهل على المغناطيس فقدان الزوايا أو حتى الكراك أثناء المعالجة والمغنطة والتجميع. عادة ما يتم تثبيت المغناطيس في المكونات والمعدات عن طريق فتحات أو المواد اللاصقة ، كما يتم توفير امتصاص الصدمات وحماية التخزين المؤقت.   سطح الكسر من NDFEB الملبد هو كسر بين الخلايا النموذجي. يتم تحديد خصائصها الميكانيكية بشكل أساسي من خلال بنيةها المتعددة المعقدة وترتبط أيضًا بتكوين الصيغة ، ومعلمات العملية ، والعيوب الهيكلية (الفراغات ، والحبوب الكبيرة ، والخلع ، وما إلى ذلك). بشكل عام ، كلما انخفض كمية الأرض النادرة ، كلما كانت الخصائص الميكانيكية للمادة أسوأ. من خلال إضافة المعادن ذات النقطة المنخفضة مثل Cu و GA بكميات مناسبة ، يمكن تعزيز صلابة مغناطيس النيوديميوم عن طريق تحسين توزيع مراحل حدود الحبوب. يمكن أن تشكل إضافة المعادن عالية الميل مثل Zr و NB و Ti مراحل هطول الأمطار عند حدود الحبوب ، والتي يمكن أن تنقذ الحبوب وتمنع تمديد الكراك ، مما يساعد على تحسين القوة والصلبة ؛ لكن الإضافة المفرطة للمعادن ذات النقطة العالية ستؤدي إلى أن تكون صلابة المادة المغناطيسية مرتفعة للغاية ، مما يؤثر بشكل خطير على كفاءة المعالجة.   في عملية الإنتاج الفعلية ، من الصعب أخذ كل من الخصائص المغناطيسية والخصائص الميكانيكية للمواد المغناطيسية في الاعتبار. نظرًا لمتطلبات التكلفة والأداء ، فغالبًا ما يكون من الضروري التضحية بسهولة المعالجة والتجميع.   الخصائص الحرارية   تشمل مؤشرات الأداء الحراري الرئيسي لمغناطيات NDFEB الموصلية الحرارية ، وسعة حرارة محددة ومعامل التمدد الحراري.   يتناقص أداء مغناطيس النيوديميوم تدريجياً مع زيادة درجة الحرارة ، وبالتالي يصبح ارتفاع درجة حرارة المحرك المغناطيسي الدائم عاملًا رئيسيًا يؤثر على ما إذا كان يمكن أن يعمل المحرك تحت الحمل لفترة طويلة. يمكن أن يتجنب التوصيل الجيد للحرارة وتبديد الحرارة ارتفاع درجة الحرارة والحفاظ على التشغيل العادي للمعدات. لذلك ، نأمل أن يكون لدى الفولاذ المغناطيسي توصيل حراري أعلى وقدرة حرارة محددة ، بحيث يمكن إجراء الحرارة بسرعة وتبديدها ، وفي الوقت نفسه ، سيكون ارتفاع درجة الحرارة أقل في نفس الحرارة.   الخصائص الكهربائية   في بيئة المجال الكهرومغناطيسي المتناوب للمحرك المغناطيسي الدائم ، سوف ينتج الفولاذ المغناطيسي فقدان تيار الدوامة ويسبب ارتفاع درجة الحرارة. نظرًا لأن فقدان تيار الدوامة يتناسب عكسيا مع المقاومة ، فإن زيادة مقاومة المغناطيس الدائم NDFEB سوف يقلل بشكل فعال من فقدان تيار الدوامة وارتفاع درجة حرارة المغناطيس. تتمثل هيكل الفولاذ المغناطيسي المثالي في المقاومة العالية في تشكيل طبقة عزل يمكن أن تمنع انتقال الإلكترون عن طريق زيادة إمكانات القطب في الطور الغني بالأرض ، وذلك لتحقيق التفاف وفصل حدود الحبوب عالية المقاومة نسبة إلى حبيبات المرحلة الرئيسية ، وبالتالي تحسين مقاومة مغناطيس NDFEB الملبد. ومع ذلك ، لا يمكن أن يحل المنشطات للمواد غير العضوية ولا تقنية الطبقات مشكلة تدهور الأداء المغناطيسي. في الوقت الحاضر ، لا يوجد أي تحضير فعال للمغناطيس مع كل من المقاومة العالية والأداء العالي.