Samarium-kobolttimagneetit (SmCo): ominaisuudet, ominaisuudet, tuotanto ja sovellukset

Samarium-kobolttimagneetit (SmCo) ovat harvinaisia ​​maametallia. Päätyypeillä on kemiallinen koostumus SmCo5 ja Sm2Ko17... Ne ovat erittäin suosittuja ja ovat toiseksi vahvin magneetti, heikompi kuin neodyymimagneetit, mutta niillä on myös korkeammat käyttölämpötilat ja suurempi pakkovoima. Nämä magneetit kestävät erittäin hyvin korroosiota, mutta ovat hauraita, alttiita halkeilemaan ja halkeilemaan.

Ne valmistetaan kuin neodyymimagneetteja puristamalla magneettikentässä ja sitten sintraamalla.

Ne edustavat ryhmää, jolla on toiseksi suurin sisäinen energia neodyymimagneettien (NdFeB) jälkeen. Koska ne ovat erittäin korroosionkestäviä eivätkä vaadi pintakäsittelyä, tällaiset magneetit ovat parhaita neodyymimagneetteja työskentelyyn korkeissa lämpötiloissa ja epäsuotuisissa olosuhteissa.

Lisäksi, toisin kuin neodyymimagneetit (Nd), SmCo-magneetit käyttävät laajemmin saatavilla olevia materiaaleja, jotka ovat luonnostaan ​​​​stabiileja lämpötiloissa, jotka ovat selvästi Curie-pisteen yläpuolella.Tämä tekee SmCo:n hinnoittelusta vakaamman ja vähemmän altis markkinoiden muutoksille.

Niiden haittana on korkeampi hinta. Muita haittoja ovat korkea hauraus, alhainen vetolujuus ja erityisen suuri taipumus halkeamaan.

Samarium-kobolttimagneetit ovat erittäin kestäviä ulkoisille demagnetointikentille korkean maksimienergiansa Hcmax ansiosta... Tämä ominaisuus tekee samarium-kobolttimagneeteista erityisen sopivia sähkömekaanisiin sovelluksiin.

Näitä magneetteja voidaan käyttää huomattavasti korkeammissa lämpötiloissa kuin neodyymimagneetteja, SmCo-magneettien maksimi käyttölämpötila on 250-300 °C. Niiden lämpötilakerroin on 0,04 % 1 °C:ssa.

Toinen magneetin resistanssiin vaikuttava tekijä on sen muoto ja ulkoisen magneettipiirin mahdollinen läsnäolo. Ohuet magneetit (tyypillisesti tangon muotoiset) demagnetoituvat helpommin kuin paksut magneetit.

Albert Gale ja Dilip K. Das ja heidän tiiminsä Raytheon Corporationissa kehittivät SmCo Samarium Cobalt Magnets vuonna 1970.

Samarium-kobolttimagneettien valmistamiseksi raaka-aineet sulatetaan argonilla täytetyssä induktiouunissa. Seos kaadetaan muottiin ja jäähdytetään vedellä, kunnes se muodostaa harkon. Harkko murskataan ja hiukkaset murskataan niiden koon pienentämiseksi. Tuloksena oleva jauhe puristetaan magneettikentässä halutun muotoiseksi suulakkeeksi magneettikentän haluttua suuntausta varten.

Sintraus tapahtuu lämpötilassa 1100–1250 °C, sitten liuoskäsittely 1100–1200 °C:ssa. Lopuksi se vapautuu noin 700–900 °C:n lämpötilassa. Sitten se maadoitetaan ja magnetoidaan edelleen magneettisuuden lisäämiseksi. vahvuus. Valmis tuote testataan, tarkastetaan ja valmistetaan lähetettäväksi asiakkaille.

Siten SmCo:n tuotantoprosessi on samanlainen kuin neodyymimagneettien tuotanto – puristaminen magneettikentässä ja sitä seuraava sintraus.

Samarium-kobolttimagneettinen materiaali on erittäin hauras, mikä vaikeuttaa metallinleikkauskoneiden käyttöä niiden tuotannossa. Metallijauheen rakeisuuteen (kiteiseen rakenteeseen) liittyvä hauraus estää kovametallityökalujen käytön.

Useimmat magneettiset materiaalit työstetään ei-magneettisessa tilassa, ja koneistettu magneetti magnetoidaan sitten kyllästymiseen. Nämä magneetit käyttävät timanttityökaluja ja vesipohjaista jäähdytysnestettä reikien poraamiseen.

Jauhatusjäte ei saa olla täysin kuivaa, sillä samarium-koboltin leimahduspiste on alhainen, vain 150-180 °C. Pieni kipinä, esimerkiksi staattisen sähkön aiheuttama, voi helposti sytyttää materiaalin. Tuloksena oleva liekki tulee erittäin kuumaksi ja vaikeasti hallittavaksi.

Tarkka magneettikiinnitys

Samarium-kobolttimagneetit ovat erittäin vahvoja ja vaativat suuren magnetointikentän. Sintrattujen kobolttisamariummagneettien anisotrooppinen luonne johtaa yhteen magnetointisuuntaan. Se on säilytettävä magnetoinnin aikana, kun magneetti asetetaan lopulliseen kokoonpanoon.

Magnetoinnin suuntaa mitataan indikaattorilla, joka määrittää tietyn magneettisen navan tietylle koneelle tai laitteelle tuotannon aikana.

Samarium-kobolttimagneetteja käytetään laajalti auto-, ilmailu-, puolustus- ja teollisuusteollisuudessa erilaisissa laitteissa, laitteissa ja instrumenteissa, kuten sähkömoottoreissa, sähkögeneraattoreissa, sähkömagneettisissa kytkimissä, mikrofoneissa, kaiuttimissa, tyhjiöpinnoitussuihkulaitteissa, Hall-antureissa, kiihdyttimissä hiukkasia ja monia muita laitteita.