آهنربای نئودیمیم نوعی ماده مغناطیسی دائمی با کارایی بالا است که از نئودیمیم، آهن، بور و عناصر دیگر تشکیل شده است. دارای خاصیت مغناطیسی بسیار قوی است و در حال حاضر یکی از قوی ترین مواد مغناطیسی دائمی است که در تجارت استفاده می شود. آهنربای نئودیمیوم دارای قدرت میدان مغناطیسی بسیار بالا و نیروی مغناطیسی عالی و محصول انرژی مغناطیسی است. از این رو در بسیاری از زمینه ها از جمله فناوری الکترونیک، موتورهای الکتریکی، سنسورها، آهنرباها و غیره کاربرد فراوانی دارد.مغناطیس آهنربای نئودیمیم از ساختار شبکه ای و تراز اتمی آن ناشی می شود. ساختار شبکه ای آهنربای نئودیمیوم بسیار منظم است و متعلق به سیستم کریستالی چهارضلعی است. اتم ها به صورت منظم در شبکه قرار گرفته اند و گشتاورهای مغناطیسی آنها با برهمکنش های قوی بین آنها ثابت می ماند. این آرایش منظم و برهمکنش باعث می شود آهنربای نئودیمیوم دارای خواص مغناطیسی قوی باشد.مغناطیس آهنربای نئودیمیوم را می توان با فرآیندهای مختلف آماده سازی و روش های پردازش تنظیم و بهبود بخشید. به عنوان مثال،آهنرباهای نئودیمیوم چینرا می توان از طریق فرآیند متالورژی پودر به آهنرباهایی با اشکال پیچیده تبدیل کرد. علاوه بر این، اقداماتی مانند عملیات حرارتی، عملیات مغناطیسی و پوشش نیز می تواند برای افزایش بیشتر خواص مغناطیسی و پایداری آن انجام شود.البته باید توجه داشت که خواص مغناطیسی آهنربای نئودیمیم در دماهای بالا کاهش می یابد. دمای بحرانی مغناطیسی آهنربای نئودیمیوم به طور کلی بین 200-300 ℃ است. هنگامی که از محدوده دما فراتر رود، مغناطش و نیروی مغناطیسی آهنربای نئودیمیوم به تدریج ضعیف می‌شود یا حتی خاصیت مغناطیسی خود را کاملاً از دست می‌دهد. بنابراین، در کاربردهای عملی، لازم است دمای عملیاتی مناسب با توجه به دمای مغناطیسی بحرانی مواد مغناطیسی نئودیمیم انتخاب شود.

Ⅰ. خواص مغناطیسی آهنربای نئودیمیم و اصل تغییر دما

الف. خواص مغناطیسی اساسی آهنربای نئودیمیوم: آهنربای نئودیمیم نوعی ماده مغناطیسی دائمی خاکی کمیاب با خواص مغناطیسی بسیار قوی است. دارای ویژگی های محصول انرژی مغناطیسی بالا، ماندگاری بالا و اجبار بالا است. قدرت میدان مغناطیسی آهنربای نئودیمیوم معمولاً بیشتر از آهنرباهای فریت و آلومینیوم نیکل کبالت است. این باعث می شود آهنربای نئودیمیوم به طور گسترده در بسیاری از کاربردها مانند موتورها، حسگرها و آهنرباها استفاده شود.

ب- رابطه بین همترازی اتمی و گشتاور مغناطیسی:مغناطیس آهنربای نئودیمیم با برهمکنش گشتاور مغناطیسی اتمی محقق می شود. گشتاور مغناطیسی اتمی از اسپین الکترون ها و گشتاور مغناطیسی مداری تشکیل شده است. هنگامی که این اتم ها در شبکه قرار می گیرند، برهمکنش گشتاور مغناطیسی آنها منجر به تولید مغناطیس می شود. در آهنربای نئودیمیوم، گشتاور مغناطیسی اتم عمدتاً از هفت یون نئودیمیم جفت نشده حاصل می‌شود که اسپین‌های آن‌ها در همان جهت گشتاور مغناطیسی مداری هستند. به این ترتیب یک میدان مغناطیسی قوی ایجاد می شود و در نتیجه مغناطیس قوی آهنربای نئودیمیوم ایجاد می شود.

ج- تأثیر تغییرات دما بر هم ترازی اتمی: آرایش و برهمکنش اتم ها در شبکه توسط دما تعیین می شود. با افزایش دما، حرکت حرارتی اتم ها افزایش می یابد و برهمکنش بین اتم ها نسبتاً ضعیف می شود که منجر به ناپایداری آرایش منظم اتم ها می شود. این روی هم ترازی اتمی آهنربای نئودیمیوم تأثیر می گذارد و در نتیجه بر خواص مغناطیسی آن تأثیر می گذارد. در دماهای بالا، حرکت حرارتی اتم ها شدیدتر است و برهمکنش بین اتم ها ضعیف می شود که منجر به ضعیف شدن مغناطیس و نیروی مغناطیسی آهنربای نئودیمیم می شود.

د. دمای مغناطیسی بحرانی آهنربای نئودیمیم:دمای بحرانی مغناطیسی آهنربای نئودیمیوم به دمایی اطلاق می شود که آهنربای نئودیمیوم در دمای بالا خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهد. به طور کلی، دمای مغناطیسی بحرانی آهنربای نئودیمیوم حدود 200-300 ℃ است. هنگامی که دما از دمای بحرانی مغناطیسی تجاوز می کند، هم ترازی اتمی آهنربای نئودیمیوم از بین می رود و جهت گشتاور مغناطیسی به طور تصادفی توزیع می شود که منجر به تضعیف یا حتی از دست دادن کامل مغناطیس و نیروی مغناطیسی می شود. بنابراین در کاربرد باید به کنترل دمای کار آهنربای نئودیمیوم توجه کرد تا خواص مغناطیسی پایدار آن حفظ شود.

Ⅱ.تاثیر دما بر مغناطیس آهنربای نئودیمیم

الف. تأثیر تغییر دما بر مغناطش آهنربای نئودیمیم:تغییر دما بر مغناطش آهنربای نئودیمیوم تأثیر می گذارد. به طور کلی، با افزایش دما، مغناطش آهنربای نئودیمیوم کاهش می یابد و منحنی مغناطیسی صاف می شود. این به این دلیل است که دمای بالا باعث می شود حوزه مغناطیسی در آهنربای نئودیمیوم نامنظم تر شود و در نتیجه مغناطیسی کاهش یابد.آهنربای دیسکی نئودیمیوم کوچک.

ب. تأثیر تغییر دما بر اجبار آهنربای نئودیمیم: اجبار به این اشاره دارد که قدرت میدان مغناطیسی اعمال شده به مقدار بحرانی مغناطیسی کامل آهنربا در طول مغناطیسی می رسد. تغییر دما بر اجبار آهنربای نئودیمیم تأثیر می گذارد. به طور کلی، در دمای بالا، اجبار آهنربای نئودیمیم کاهش می یابد، در حالی که در دمای پایین، اجبار افزایش می یابد. این به این دلیل است که دماهای بالا می توانند تحریک حرارتی حوزه های مغناطیسی را افزایش دهند و به میدان مغناطیسی کوچکتری نیاز دارند تا کل آهنربا را مغناطیسی کند.

ج. تأثیر تغییر دما بر میرایی ممان و ماندگاری آهنربای نئودیمیم: میرایی لحظه ای به درجه تضعیف گشتاور مغناطیسی در طول مغناطیسی آهنربا اشاره دارد و پسماند به درجه مغناطیسی اشاره دارد که آهنربای نئودیمیم هنوز تحت تأثیر مغناطیس زدایی دارد. تغییر دما بر میرایی ممان و ماندگاری آهنربای نئودیمیوم تأثیر می گذارد. به طور کلی، افزایش دما منجر به افزایش میرایی ممان آهن‌رباهای نئودیمیم می‌شود و فرآیند مغناطیسی را سریع‌تر می‌کند. در عین حال، افزایش دما باعث کاهش ماندگاری آهنربای نئودیمیوم می‌شود و از دست دادن مغناطیس تحت اثر مغناطیس‌زدایی آسان‌تر می‌شود.

Ⅲ.کاربرد و کنترل تلفات مغناطیسی نئودیمیم

الف. محدودیت دما برای استفاده از آهنربای نئودیمیم: خواص مغناطیسی آهنربای نئودیمیوم تحت تأثیر دمای بالا قرار می گیرد، بنابراین لازم است دمای کاری آهنربای نئودیمیوم در کاربردهای عملی محدود شود. به طور کلی، دمای کار آهنربای نئودیمیوم باید کمتر از دمای بحرانی مغناطیسی آن باشد تا از ثبات عملکرد مغناطیسی اطمینان حاصل شود. محدودیت دمای عملیاتی خاص با توجه به کاربردهای مختلف و مواد خاص متفاوت خواهد بود. به طور کلی توصیه می شود از آهنربای نئودیمیوم زیر 100-150 ℃ استفاده کنید.

ب. در نظر گرفتن دما بر نیروی مغناطیسی در طراحی آهنربا: هنگام طراحی آهنربا، تأثیر دما بر نیروی مغناطیسی عامل مهمی است که باید در نظر گرفته شود. دمای بالا نیروی مغناطیسی آهنربای نئودیمیوم را کاهش می دهد، بنابراین لازم است تأثیر دمای کار را در فرآیند طراحی در نظر گرفت. یک روش رایج انتخاب مواد مغناطیسی با پایداری دمایی خوب یا انجام اقدامات خنک‌کننده برای کاهش دمای کاری آهنربا است تا اطمینان حاصل شود که می‌تواند نیروی مغناطیسی کافی را در محیط‌های با دمای بالا حفظ کند.

ج. روش های بهبود پایداری دمایی آهنربای نئودیمیم: به منظور بهبود پایداری دمایی آهنربای نئودیمیوم در دماهای بالا، روش‌های زیر را می‌توان اتخاذ کرد: افزودن عناصر آلیاژی: افزودن عناصر آلیاژی مانند آلومینیوم و نیکل به آهنربای نئودیمیوم می‌تواند مقاومت آن را در دمای بالا بهبود بخشد. پوشش سطح: درمان ویژه بر روی سطح آهنربای نئودیمیم، مانند آبکاری الکتریکی یا پوشش لایه ای از مواد محافظ، می تواند مقاومت در برابر دمای بالا را بهبود بخشد. دماهای بالا را می توان کاهش داد، بنابراین ثبات دما را بهبود می بخشد. اقدامات خنک کننده: اقدامات خنک کننده مناسب، مانند خنک کننده مایع خنک کننده یا خنک کننده فن، می تواند به طور موثر دمای کاری آهنربای نئودیمیوم را کاهش دهد و پایداری دمایی آن را بهبود بخشد. لازم به ذکر است که اگرچه دما پایداری آهنربای نئودیمیوم را می توان با روش های فوق بهبود بخشید، مغناطیس آهنربای نئودیمیم ممکن است در محیط های با دمای بسیار بالا در صورت تجاوز از دمای بحرانی مغناطیسی آن از بین برود. بنابراین، در کاربردهای با دمای بالا، باید مواد یا اقدامات جایگزین دیگری برای پاسخگویی به تقاضا در نظر گرفته شود.

در نتیجه

پایداری دما آهنربای نئودیمیوم برای حفظ خواص مغناطیسی و اثرات کاربرد آن بسیار مهم است. هنگام طراحی و انتخاب آهنربای نئودیمیوم، لازم است ویژگی های مغناطیسی آن در یک محدوده دمایی خاص در نظر گرفته شود و اقدامات مربوطه برای پایدار نگه داشتن عملکرد آن انجام شود. این می تواند شامل انتخاب مواد مناسب، استفاده از بسته بندی یا طرح های اتلاف حرارت برای کاهش اثرات دما، و کنترل شرایط محیطی برای تغییرات دما باشد. شرکت ما یککارخانه آهنرباهای دیسک نئودیمیم چین، (به ویژه برای تولیدآهنربا با اشکال مختلف، تجربه خاص خود را دارد) اگر به این محصولات نیاز دارید، لطفا بدون تردید با ما تماس بگیرید.