Nam châm Samarium Cobalt (SmCo): Tính năng, Đặc điểm, Sản xuất và Ứng dụng

Nam châm coban samari (SmCo) là đất hiếm. Các loại chính được sản xuất có thành phần hóa học SmCo5 và Sm2Ko17... Chúng rất phổ biến và là loại nam châm mạnh thứ hai, kém mạnh hơn nam châm neodymium, nhưng cũng có nhiệt độ hoạt động cao hơn và lực cưỡng bức cao hơn. Những nam châm này có khả năng chống lại sự ăn mòn rất tốt, nhưng lại giòn, dễ bị nứt và rạn nứt.

Chúng được tạo ra giống như nam châm neodymium bằng cách ép trong từ trường và sau đó thiêu kết.

Chúng đại diện cho nhóm có năng lượng bên trong cao thứ hai sau nam châm neodymium (NdFeB). Bởi vì chúng có khả năng chống ăn mòn cao và không cần xử lý bề mặt, những nam châm như vậy là nam châm neodymium tốt nhất để làm việc ở nhiệt độ cao và trong các điều kiện bất lợi.

Ngoài ra, không giống như nam châm neodymium (Nd), nam châm SmCo sử dụng các vật liệu sẵn có rộng rãi hơn vốn đã ổn định ở nhiệt độ cao hơn điểm Curie.Điều này làm cho việc định giá cho SmCo ổn định hơn và ít bị ảnh hưởng bởi những thay đổi của thị trường.

Nhược điểm của họ là giá cao hơn. Các nhược điểm khác là độ giòn cao, độ bền kéo thấp và xu hướng tách đặc biệt cao.

Nam châm samarium-coban cực kỳ bền với các trường khử từ bên ngoài do năng lượng cực đại cao Hcmax... Tính năng này làm cho nam châm samarium-coban đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng cơ điện.

Những nam châm này có thể được sử dụng ở nhiệt độ cao hơn đáng kể so với nam châm neodymium, nhiệt độ hoạt động tối đa của nam châm SmCo là 250 đến 300 ° C. Hệ số nhiệt độ của chúng là 0,04% ở 1 ° C.

Một yếu tố khác ảnh hưởng đến điện trở của nam châm là hình dạng của nó và sự hiện diện có thể có của mạch từ bên ngoài. Nam châm mỏng (thường là dạng thanh) dễ bị khử từ hơn so với nam châm dày.

Nam châm Coban SmCo Samarium được phát triển bởi Albert Gale và Dilip K. Das và nhóm của họ tại Tập đoàn Raytheon vào năm 1970.

Để sản xuất nam châm samarium-coban, nguyên liệu thô được nấu chảy trong lò cảm ứng chứa đầy argon. Hỗn hợp này được đổ vào khuôn và làm lạnh bằng nước cho đến khi tạo thành thỏi. Thỏi được nghiền và các hạt được nghiền nhỏ để giảm kích thước của chúng. Bột thu được được nén trong từ trường thành khuôn có hình dạng mong muốn để định hướng mong muốn của từ trường.

Quá trình thiêu kết diễn ra ở nhiệt độ 1100–1250 ° C, sau đó xử lý dung dịch ở 1100–1200 ° C. Cuối cùng, nó được giải phóng ở nhiệt độ khoảng 700–900 ° C. Sau đó, nó được nối đất và tiếp tục từ hóa để tăng từ tính. sức mạnh. Sản phẩm hoàn thiện được test, kiểm tra và chuẩn bị giao cho khách hàng.

Do đó, quy trình sản xuất SmCo tương tự như quy trình sản xuất nam châm neodymium — ép trong từ trường và quá trình thiêu kết tiếp theo.

Vật liệu từ tính samarium-coban rất giòn nên khó sử dụng máy cắt kim loại trong sản xuất. Độ giòn liên quan đến hạt (cấu trúc tinh thể) của bột kim loại ngăn cản việc sử dụng các công cụ cacbua.

Hầu hết các vật liệu từ tính được gia công ở trạng thái không có từ tính, và nam châm đã gia công sau đó được từ hóa đến trạng thái bão hòa. Những nam châm này sử dụng các công cụ kim cương và chất làm mát gốc nước để khoan lỗ.

Chất thải nghiền không được khô hoàn toàn, vì samarium-coban có điểm chớp cháy thấp, chỉ 150-180 ° C. Một tia lửa nhỏ, chẳng hạn do tĩnh điện gây ra, có thể dễ dàng đốt cháy vật liệu. Ngọn lửa kết quả trở nên rất nóng và khó kiểm soát.

Gắn từ tính chính xác

Nam châm samari-coban cực kỳ mạnh và cần từ trường lớn. Bản chất dị hướng của nam châm samarium coban thiêu kết dẫn đến một hướng từ hóa duy nhất. Nó phải được duy trì trong quá trình từ hóa khi nam châm được đặt vào bộ phận lắp ráp cuối cùng.

Hướng từ hóa được đo bằng một chỉ báo xác định cực từ cụ thể cho một máy hoặc thiết bị nhất định trong quá trình sản xuất.

Nam châm Samarium-coban được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô, hàng không vũ trụ, quốc phòng và công nghiệp trong nhiều loại thiết bị, dụng cụ và dụng cụ như động cơ điện, máy phát điện, khớp nối điện từ, micrô, loa, thiết bị phun sơn chân không, cảm biến Hall, máy gia tốc các hạt và nhiều thiết bị khác.