samarium-kobolttimagneetit

samarium-kobolttimagneetit

Sm2Co{1}}pohjaisilla magneeteilla on edelleen korvaamaton rooli kestomagneettiteollisuudessa ainutlaatuisten korkean lämpötilan magneettisten ominaisuuksiensa ja erinomaisen magneettisen vakauden ansiosta. Niitä käytetään laajalti nopeissa moottoreissa, elektronisessa viestinnässä ja ilmailusovelluksissa. Energiatehokkaat tuotemagneetit ovat ratkaisevan tärkeitä laitteiden pienentämisen ja tehokkuuden nopeuttamisessa. Siksi korkean suorituskyvyn SmCo-magneettien saavuttaminen on ollut tavoite Sm2Co17:n käyttöönotosta lähtien.

Sm2Co{1}}pohjaiset magneetit koostuvat samariumista, koboltista, raudasta, kuparista ja zirkoniumista. Jokaisen elementin sisällöllä on erilainen vaikutus magneettiseen suorituskykyyn. Sm2Co{3}}pohjaisten magneettien mikrorakenne on solurakenne, joka koostuu 2:17R-solufaasista, 1:5H-solurajafaasista ja Zr-rikkaasta 1:3R-verihiutalefaasista. 2:17R-kenno on romboedrinen vaihe, jonka pitkä akseli on kohdistettu helpon magnetoinnin akselia pitkin. Se sisältää pääfaasina Fe-rikas Th2Zn{15}}tyyppistä romboedristä Sm2(Co, Fe)17. Tämä 2:17R-päävaihe antaa magneetille korkean saturaatiomagnetoinnin (Ms), joka lopulta määrittää remanenssin (Br). 1:5H-faasi on Cu-rikas CaCu5--tyypin Sm(Co, Cu)5-solurajafaasi, joka lisää magneettien koersitiivisuutta alueen seinämän kiinnittymisen kautta. Zr-rikas 1:3R-verihiutalefaasi on suunnattu kohtisuoraan c-akseliin nähden ja ulottuu solurakenteen poikki. Tämä vaihe sallii kuparin diffundoitua solurajafaasiin, laajentaen solufaasia ja lisäämällä solurajafaasin domeenin seinämän energiaa, mikä lisää koersitiivisuutta.

Solufaasin koon lisäksi solurajafaasin määrä, paksuus ja koostumus vaikuttavat myös magneettien yleisiin magneettisiin ominaisuuksiin. Kestomagneetin maksimienergiatuotteen teoreettinen arvo on verrannollinen sen kyllästysmagnetisaation (Ms) neliöön. Ms:n parantaminen on välttämätöntä korkeaenergisen tuotteen aikaansaamiseksi. Rakenneherkänä parametrina energiatuotetta voidaan parantaa myös optimoimalla solurakennetta. Toisin sanoen Samarium Cobalt -magneettien Ms- ja energiatuotetta voidaan parantaa tehokkaasti optimoimalla koostumusta ja modifioimalla lämpökäsittelyprosessia. Fe-pitoisuus Sm2(Co,Fe)17-päävaiheessa parantaa pääasiassa magneettien Ms- ja Br-arvoja. Sm2Co17-faasin kyllästysmagnetisaatio (Js) on noin 12 kGs. Fe-pitoisuuden kasvaessa Sm2(Co0.8Fe{{10}.2)17 ja Sm2(Co0.7Fe0.3)17 Js voi saavuttaa 13,5 kg ja 16,3 kg. Kuitenkin, jos Fe-pitoisuus Sm(Co, Fe, Cu, Zr)z:ssä ylittää 25 painoprosenttia, solurakenne kasvaa epänormaalisti. Tämä ylisuuri solurakenne vaikuttaa negatiivisesti sen homogeenisuuteen, mikä johtaa koersitiivisuuden ja demagnetisaatiokäyrän neliömäisyyden jyrkäseen laskuun.

Suihkujyrsinnän ja lämpökäsittelymuunnosten avulla SDM on hallinnut korkean suorituskyvyn SmCo-magneettien massatuotannon. Niiden magneettinen suorituskyky on verrattavissa Electron Energy Corporationin (EEC) ja Arnold Magnetic Technologiesin suorituskykyyn.