خواص فیزیکی آهن بور نئودیمیم متخلخل

آهنرباهای دائمی آهن نئودیمیم بور، به عنوان اجزای عملکردی اصلی، به طور گسترده در ابزارها و تجهیزاتی مانند موتورها، الکتروآکوستیک، آهنرباها و حسگرها استفاده می شود. در طول فرآیند سرویس، آهنرباها در معرض عوامل محیطی مانند نیروهای مکانیکی، تغییرات سرد و گرم و میدان های الکترومغناطیسی متناوب قرار می گیرند. اگر خرابی محیطی رخ دهد، عملکرد تجهیزات را به طور جدی تحت تاثیر قرار می دهد و باعث خسارات زیادی می شود. بنابراین، علاوه بر شاخص‌های عملکرد مغناطیسی، باید به خواص مکانیکی، حرارتی و الکتریکی آهن‌رباها نیز توجه کنیم که به ما در طراحی و استفاده بهتر از فولاد مغناطیسی کمک می‌کند و برای بهبود پایداری و قابلیت اطمینان آن از اهمیت بالایی برخوردار است. سرویس.

مکانیکی

شاخص های عملکرد مکانیکی فولاد مغناطیسی شامل سختی، مقاومت فشاری، مقاومت خمشی، مقاومت کششی، چقرمگی ضربه، مدول یانگ و غیره می باشد. بور آهن نئودیمیم یک ماده ترد معمولی است. فولاد مغناطیسی دارای سختی و مقاومت فشاری بالا است، اما مقاومت خمشی، مقاومت کششی و چقرمگی ضربه ضعیفی دارد. این باعث می شود که فولاد مغناطیسی به راحتی در حین پردازش، مغناطیس شدن و مونتاژ، گوشه ها را رها کند یا حتی ترک بخورد. فولاد مغناطیسی معمولاً باید در قطعات و تجهیزات با استفاده از شکاف یا چسب ثابت شود و در عین حال از جذب ضربه و محافظت از بالشتک نیز برخوردار باشد.

سطح شکست آهن بور نئودیمیم متخلخل یک شکست بین دانه‌ای معمولی است و خواص مکانیکی آن عمدتاً توسط ساختار پیچیده چند فازی آن و همچنین مربوط به ترکیب فرمول، پارامترهای فرآیند و عیوب ساختاری (منافذ، دانه‌های درشت، نابجایی و غیره تعیین می‌شود. .). به طور کلی، هر چه مقدار کل خاک های کمیاب کمتر باشد، خواص مکانیکی مواد بدتر است. با افزودن مناسب فلزات با نقطه ذوب پایین مانند Cu و Ga، بهبود توزیع فاز مرزی دانه می تواند چقرمگی فولاد مغناطیسی را افزایش دهد. افزودن فلزات با نقطه ذوب بالا مانند Zr، Nb، Ti می‌تواند در مرز دانه‌ها رسوب ایجاد کند، دانه‌ها را تصفیه کند و گسترش ترک را مهار کند که به بهبود استحکام و چقرمگی کمک می‌کند. با این حال، افزودن بیش از حد فلزات با نقطه ذوب بالا می تواند باعث سختی بیش از حد مواد مغناطیسی شود که به طور جدی بر راندمان پردازش تأثیر می گذارد.

در فرآیند تولید واقعی، تعادل بین خواص مغناطیسی و مکانیکی مواد مغناطیسی دشوار است و به دلیل هزینه و الزامات عملکرد، اغلب لازم است که سهولت پردازش و مونتاژ آنها را قربانی کرد.

خواص حرارتی

شاخص های اصلی عملکرد حرارتی فولاد مغناطیسی آهن نئودیمیم بور شامل هدایت حرارتی، ظرفیت گرمایی ویژه و ضریب انبساط حرارتی است.

شبیه سازی حالت مغناطیسی فولاد تحت عملیات موتور

عملکرد فولاد مغناطیسی به تدریج با افزایش دما کاهش می یابد، بنابراین افزایش دمای موتورهای آهنربای دائم به یک عامل تأثیرگذار کلیدی برای عملکرد بار طولانی مدت موتور تبدیل می شود. هدایت حرارتی خوب و توانایی اتلاف گرما می تواند از گرمای بیش از حد جلوگیری کند و عملکرد عادی تجهیزات را حفظ کند. بنابراین، ما امیدواریم که فولاد مغناطیسی دارای رسانایی حرارتی بالا و ظرفیت گرمایی ویژه باشد. از یک طرف، گرما می تواند به سرعت منتقل و پخش شود، در حالی که باعث افزایش دمای پایین تر تحت همان گرما می شود.

آهنربای بور آهن نئودیمیم به راحتی در یک جهت خاص (محور II-C) مغناطیسی می شود و در این جهت، فولاد مغناطیسی هنگام گرم شدن منبسط می شود. با این حال، یک پدیده انبساط منفی در دو جهت (محور C) وجود دارد که به سختی مغناطیسی می شوند، یعنی انقباض حرارتی. وجود ناهمسانگردی انبساط حرارتی، فولاد مغناطیسی حلقه تابشی را مستعد ترک خوردگی در حین تف جوشی می کند. و در موتورهای آهنربای دائم، قاب های مواد مغناطیسی نرم اغلب به عنوان تکیه گاه فولاد مغناطیسی استفاده می شود و ویژگی های مختلف انبساط حرارتی این دو ماده بر سازگاری اندازه پس از افزایش دما تأثیر می گذارد.

املاک برق

جریان گردابی مغناطیسی تحت میدان متناوب

در محیط میدان الکترومغناطیسی متناوب چرخش موتور آهنربای دائمی، فولاد مغناطیسی باعث از دست دادن جریان گردابی می شود که منجر به افزایش دما می شود. از آنجایی که تلفات جریان گردابی با مقاومت نسبت معکوس دارد، افزایش مقاومت آهنربای دائمی آهن نئودیمیم بور به طور موثری از دست دادن جریان گردابی و افزایش دمای آهنربا را کاهش می دهد. ساختار فولاد مغناطیسی ایده‌آل با مقاومت بالا با افزایش پتانسیل الکترود فاز غنی از خاک کمیاب، تشکیل یک لایه جداسازی که می‌تواند از انتقال الکترون جلوگیری کند، دستیابی به کپسوله‌سازی و جداسازی مرزهای دانه‌ای با مقاومت بالا نسبت به دانه‌های فاز اصلی شکل می‌گیرد و در نتیجه بهبود می‌یابد. مقاومت آهنرباهای بور آهن نئودیمیم متخلخل با این حال، نه دوپینگ مواد معدنی و نه فناوری لایه‌بندی نمی‌تواند مشکل زوال خواص مغناطیسی را حل کند و در حال حاضر هنوز هیچ آماده‌سازی موثری از آهنرباهایی که مقاومت بالا و عملکرد بالا را ترکیب کنند وجود ندارد.3