Πώς κατασκευάζονται οι μαγνήτες νεοδυμίου

Θα εξηγήσουμε πώςΜαγνήτες NdFeBγίνονται με απλή περιγραφή. Ο μαγνήτης νεοδυμίου είναι ένας μόνιμος μαγνήτης που κατασκευάζεται από ένα κράμα νεοδυμίου, σιδήρου και βορίου για να σχηματίσει την τετραγωνική κρυσταλλική δομή Nd2Fe14B. Οι πυροσυσσωματωμένοι μαγνήτες νεοδυμίου κατασκευάζονται με θέρμανση υπό κενό σωματιδίων μετάλλων σπάνιων γαιών ως πρώτες ύλες σε έναν κλίβανο. Αφού πάρουμε τις πρώτες ύλες, θα πραγματοποιήσουμε 9 βήματα για να φτιάξουμε μαγνήτες NdFeB και τελικά να παράγουμε τελικά προϊόντα.

Προετοιμάστε υλικά για αντίδραση, τήξη, άλεση, συμπίεση, πυροσυσσωμάτωση, κατεργασία, επιμετάλλωση, μαγνήτιση και επιθεώρηση.

Προετοιμάστε υλικά για αντίδραση

Η χημική σύνθετη μορφή του μαγνήτη νεοδυμίου είναι Nd2Fe14B.

Οι μαγνήτες είναι συνήθως πλούσιοι σε Nd και B, και οι έτοιμοι μαγνήτες συνήθως περιέχουν μη μαγνητικές θέσεις Nd και B στους κόκκους, οι οποίοι περιέχουν εξαιρετικά μαγνητικό Nd2Fe14B. δημητριακά. Μπορούν να προστεθούν πολλά άλλα στοιχεία σπάνιων γαιών για να αντικαταστήσουν εν μέρει το νεοδύμιο: δυσπρόσιο, τέρβιο, γαδολίνιο, χόλμιο, λανθάνιο και δημήτριο. Χαλκός, κοβάλτιο, αλουμίνιο, γάλλιο και νιόβιο μπορούν να προστεθούν για τη βελτίωση άλλων ιδιοτήτων του μαγνήτη. Είναι σύνηθες να χρησιμοποιούνται τόσο το Co όσο και το Dy μαζί. Όλα τα στοιχεία για την κατασκευή μαγνητών της επιλεγμένης ποιότητας τοποθετούνται σε κλίβανο επαγωγής κενού, θερμαίνονται και τήκονται για να σχηματιστεί το υλικό του κράματος.

Τήξη

Οι πρώτες ύλες πρέπει να λιωθούν σε κλίβανο επαγωγής κενού για να σχηματιστεί το κράμα Nd2Fe14B. Το προϊόν θερμαίνεται δημιουργώντας μια δίνη, όλα υπό κενό για να αποφευχθεί η είσοδος μόλυνσης στην αντίδραση. Το τελικό προϊόν αυτού του σταδίου είναι ένα χυτό φύλλο λεπτής ταινίας (φύλλο SC) που αποτελείται από ομοιόμορφους κρυστάλλους Nd2Fe14B. Η διαδικασία τήξης πρέπει να γίνει σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα για να αποφευχθεί η υπερβολική οξείδωση των μετάλλων σπάνιων γαιών.

Αλεσμα

Η διαδικασία άλεσης 2 βημάτων χρησιμοποιείται στην πρακτική κατασκευής. Το πρώτο βήμα, που ονομάζεται έκρηξη υδρογόνου, περιλαμβάνει την αντίδραση μεταξύ υδρογόνου και νεοδυμίου με το κράμα, σπάζοντας τις νιφάδες SC σε μικρότερα σωματίδια. Το δεύτερο βήμα, που ονομάζεται άλεση με πίδακα, μετατρέπει τα σωματίδια Nd2Fe14B σε μικρότερα σωματίδια, με διάμετρο από 2-5μm. Η άλεση με πίδακα μειώνει το προκύπτον υλικό σε σκόνη πολύ μικρού μεγέθους σωματιδίων. Το μέσο μέγεθος σωματιδίων είναι περίπου 3 μικρά.

Πιεστικός

Η σκόνη NdFeB συμπιέζεται σε ένα στερεό στο επιθυμητό σχήμα σε ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Ένα συμπιεσμένο στερεό θα αποκτήσει και θα διατηρήσει έναν προτιμώμενο προσανατολισμό μαγνήτισης. Σε μια τεχνική που ονομάζεται die-upsetting, η σκόνη συμπιέζεται σε ένα στερεό σε μια μήτρα στους 725°C περίπου. Το στερεό τοποθετείται στη συνέχεια σε ένα δεύτερο καλούπι, όπου συμπιέζεται σε ένα ευρύτερο σχήμα, περίπου το μισό του αρχικού του ύψους. Αυτό καθιστά την προτιμώμενη κατεύθυνση μαγνήτισης παράλληλη με την κατεύθυνση εξώθησης. Για ορισμένα σχήματα, υπάρχουν μέθοδοι που περιλαμβάνουν σφιγκτήρες που δημιουργούν μαγνητικό πεδίο κατά την πίεση για την ευθυγράμμιση των σωματιδίων.

Πυροσυσσωμάτωση

Τα συμπιεσμένα στερεά NdFeB πρέπει να πυροσυσσωματωθούν για να σχηματίσουν μπλοκ NdFeB. Το υλικό συμπιέζεται σε υψηλές θερμοκρασίες (έως 1080°C) κάτω από το σημείο τήξης του υλικού μέχρι τα σωματίδια του να προσκολληθούν μεταξύ τους. Η διαδικασία πυροσυσσωμάτωσης αποτελείται από 3 στάδια: αφυδρογόνωση, πυροσυσσωμάτωση και σκλήρυνση.

Μηχανουργική κατεργασία

Οι πυροσυσσωματωμένοι μαγνήτες κόβονται σε επιθυμητά σχήματα και μέγεθος χρησιμοποιώντας μια διαδικασία λείανσης. Λιγότερο συχνά, πολύπλοκα σχήματα που ονομάζονται ακανόνιστα σχήματα παράγονται με μηχανική κατεργασία ηλεκτρικής εκκένωσης (EDM). Λόγω του υψηλού κόστους υλικού, οι απώλειες υλικών λόγω μηχανικής κατεργασίας περιορίζονται στο ελάχιστο. Η τεχνολογία Huizhou Fullzen είναι πολύ καλή στην κατασκευή ακανόνιστων μαγνητών.

Επιμετάλλωση/Επίστρωση

Το μη επικαλυμμένο NdFeB είναι εξαιρετικά διαβρωμένο και χάνει γρήγορα τον μαγνητισμό του όταν είναι υγρό. Έτσι, όλοι οι εμπορικά διαθέσιμοι μαγνήτες νεοδυμίου απαιτούν επίστρωση. Οι μεμονωμένοι μαγνήτες επιστρώνονται σε τρία στρώματα: νικέλιο, χαλκός και νικέλιο. Για περισσότερους τύπους επιστρώσεων, κάντε κλικ στο «Επικοινωνήστε μαζί μας».

Μαγνήτιση

Ο μαγνήτης τοποθετείται σε ένα εξάρτημα που εκθέτει τον μαγνήτη σε ένα πολύ ισχυρό μαγνητικό πεδίο για σύντομο χρονικό διάστημα. Ουσιαστικά είναι ένα μεγάλο πηνίο τυλιγμένο γύρω από έναν μαγνήτη. Οι μαγνητισμένες συσκευές χρησιμοποιούν συστοιχίες πυκνωτών και πολύ υψηλές τάσεις για να λάβουν ένα τόσο ισχυρό ρεύμα σε σύντομο χρονικό διάστημα.

Επιθεώρηση

Ελέγξτε την ποιότητα των μαγνητών που προκύπτουν για διάφορα χαρακτηριστικά. Ο ψηφιακός προβολέας μέτρησης επαληθεύει τις διαστάσεις. Τα συστήματα μέτρησης πάχους επίστρωσης που χρησιμοποιούν τεχνολογία φθορισμού ακτίνων Χ επαληθεύουν το πάχος των επικαλύψεων. Οι τακτικές δοκιμές σε δοκιμές ψεκασμού αλατιού και χύτρας ταχύτητας επαληθεύουν επίσης την απόδοση της επίστρωσης. Ο χάρτης υστέρησης μετρά την καμπύλη BH των μαγνητών, επιβεβαιώνοντας ότι είναι πλήρως μαγνητισμένοι, όπως αναμενόταν για την κατηγορία μαγνητών.

Τελικά πήραμε το ιδανικό προϊόν μαγνήτη.