På mange områder såsom rumfart, bilfremstilling og kraftelektronik udgør høje temperaturmiljøer alvorlige udfordringer for magnetens ydeevne. Traditionelle magneter er tilbøjelige til magnetisk dæmpning eller endda demagnetisering ved høje temperaturer, og fremkomsten af høje temperaturresistente magneter giver nøgleunderstøttelse af udviklingen af disse felter.
Højtemperaturresistente magneter inkluderer hovedsageligt NDFEB -magneter, SMCO -magneter, Alnico -magneter og ferritmagneter. Forskellige typer af høje temperaturresistente magneter har deres egne unikke egenskaber.
NDFEB -magneter er en af de mere almindelige og højtydende høje temperaturresistente magneter på markedet. Det har ekstremt høje magnetiske egenskaber, og dens BHmax er mere end 10 gange højere end ferrit. Med hensyn til driftstemperatur kan NdFeb -magneter med høj ydeevne fungere ved temperaturer op til 200 grader Celsius, og nogle specielt designet NDFEB -magneter kan endda opretholde magnetisme i miljøer med høj temperatur over 400 grader Celsius. Imidlertid er NDFEB -magneter kemisk aktive, og for at forhindre korrosion kræver de normalt overfladebehandlinger, såsom elektroplettering af zink, nikkel, guld og epoxy.
Samarium cobaltmagneter kan opdeles i SMCO5 og SM2CO17 i henhold til deres sammensætning. Som en sjælden jord-permanent magnet har den ikke kun et højt magnetisk energiprodukt (14-28mgoe), men har også pålidelig tvangskraft og gode temperaturegenskaber. Samarium Cobalt-magneter kan opretholde deres magnetiske kraft uændret i miljøer med høj temperatur, kan modstå arbejdsmiljøer med høj temperatur langt over 500 ℃ -600 ℃ og have en høj curie-temperatur, hvilket gør dem i stand til stabilt at spille en magnetisk rolle i miljøer med høj temperatur.
Alnico -magneter er legeringer sammensat af aluminium, nikkel, kobolt, jern og andre sporemetaller og kan fremstilles til forskellige størrelser og former gennem en støbningsproces. Det har god bearbejdningsevne, og kastet Alnico permanente magneter har den laveste reversible temperaturkoefficient og kan fungere ved temperaturer op til 600 grader Celsius.
De vigtigste råmaterialer i ferritmagneter er BAFE12O19 og SRFE12O19, der er fremstillet ved hjælp af keramisk teknologi. Det er et hårdt og sprødt materiale med temperaturmodstand, lave omkostninger og moderat ydeevne og er en af de mest anvendte permanente magneter.
Modstandsprincippet om høj temperatur for høje temperaturresistente magneter
Årsagen til, at høje temperaturresistente magneter kan opretholde stabile magnetiske egenskaber i miljøer med høj temperatur, skyldes deres specielle fysiske og kemiske struktur. Fra et mikroskopisk synspunkt kommer magnetismen af magneter fra de magnetiske øjeblikke genereret af spin og orbital bevægelse af elektroner inde i atomer. Ved normal temperatur har arrangementet af disse magnetiske øjeblikke en bestemt rækkefølge, hvilket danner makroskopisk magnetisme.
Når temperaturen stiger, intensiveres den termiske bevægelse af atomer, hvilket vil forstyrre arrangementet af magnetiske øjeblikke. For almindelige magneter, når temperaturen stiger, ødelægges det ordnede arrangement af magnetiske øjeblikke gradvist, hvilket resulterer i svækket magnetisme. Højtemperaturresistente magneter forbedrer interaktionen mellem magnetiske øjeblikke gennem specielle materialedannelse og mikrostrukturdesign, så de stadig kan opretholde et relativt stabilt arrangement ved høje temperaturer.
For eksempel danner det specifikke atomarrangement af sjældne jordelementer Samarium og kobolt i Samarium Cobalt -magneter en stabil magnetisk struktur, der kan modstå interferensen af termisk bevægelse forårsaget af høj temperatur og derved opretholde høje magnetiske egenskaber. På samme tid har krystalstrukturen af høje temperaturresistente magneter også høj termisk stabilitet, kan modstå høje temperaturer uden åbenlyse faseændringer og yderligere sikrer stabiliteten af dens magnetisme.
Produktionsproces med høje temperaturresistente magneter
Produktionsprocessen med høje temperaturresistente magneter har en vigtig indflydelse på deres ydeevne. At tage NDFEB -magneter som eksempel inkluderer almindelige produktionsprocesser sintret NDFEB og bundet NDFEB.
Sinteret NDFEB fremstilles af pulvermetallurgi. Først smeltes og pulveriseres råmaterialerne i NDFEB og pulveriseres og dannes derefter, sintret ved høj temperatur for at densificere magneten, og til sidst opnås det færdige produkt ved mekanisk behandling og overfladebehandling. Sintered NDFEB har ekstremt højt magnetisk energiprodukt og tvangskraft, men dets struktur er hård og sprød, og det er tilbøjeligt til defekter som revner under forarbejdning.
Bundet NDFEB er en sammensat magnet fremstillet ved ensartet at blande NDFEB -pulver med harpiks, plast- eller lavt smeltepunktmetal og derefter trykke, ekstrudere eller injektionsstøbning. Bundet NDFEB har magnetisme i alle retninger og kan behandles til tyndvæggede ringe eller tynde magneter med komplekse former. Det har høj dimensionel nøjagtighed og kan vilkårligt vælge magnetens magnetiseringsretning. Imidlertid er de magnetiske egenskaber for bundet NDFEB lavere end sintret Ndfeb.
Produktionsprocessen for Samarium Cobalt -magneter er relativt kompleks, hvilket kræver præcis kontrol af sammensætningen og andelen af råvarer såvel som parametre, såsom sintringstemperatur og tid. Under produktionsprocessen er det nødvendigt at sikre, at mikrostrukturen af magneten er ensartet og tæt for at opnå gode magnetiske egenskaber og høj temperaturresistens.
Applikationsfelter med høje temperaturresistente magneter
Højtemperaturresistente magneter er vidt brugt på mange felter. I rumfartsfeltet kan høje temperaturmagneter bruges til at fremstille magnetiske sensorer, strømudstyr og nøglekomponenter i højhastighedsrotatorer og kontrolsystemer for fly. Da luftfartsudstyr vil have ekstreme miljøer, såsom høj temperatur, højt tryk og stærk stråling under drift, kan den stabile ydelse af høje temperaturresistente magneter sikre pålideligheden og sikkerheden af udstyret.
Feltet Automotive Manufacturing er også et vigtigt applikationsmarked for høje temperaturresistente magneter. Ved fremstilling af komponenter som bilmotorer, generatorer, startere og elektriske servostyringssystemer spiller høje temperaturresistente magneter en nøglerolle. I bilmotorer kan for eksempel høje temperaturresistente magneter bruges til at fremstille kernen i antændelsesspoler for at forbedre antændelseseffektiviteten og dermed forbedre motorens ydeevne.
Inden for kraftelektronik er høje temperaturresistente magneter vidt brugt i motorer, generatorer, transformatorer, elektromagnetiske pumper og andet udstyr på grund af deres høje magnetiske permeabilitet og lavt energiforbrug. I den petrokemiske industri kan høje temperaturmagneter bruges i forskellige reaktorer, separatorer, kompressorer og andet udstyr for at opnå automatisk kontrol af udstyr og optimere produktionsprocessen.
Inden for medicinsk udstyr bruges ofte høje temperaturmagneter til at fremstille præcisionsdele af udstyr, såsom magnetisk resonansafbildning (MRI) og nukleær magnetisk resonans (NMR) for at forbedre udstyrets nøjagtighed og stabilitet. Derudover bruges også høje temperaturmagneter inden for astronomi, geologisk efterforskning, termisk behandling, magnetisk descaling, magnetisk terapi og andre felter.
Udviklingstrend med høj temperaturresistente magneter
Med den kontinuerlige fremme af videnskab og teknologi har udviklingen af høj temperaturresistente magneter vist nogle åbenlyse tendenser. Med hensyn til forbedring af ydeevnen forventes høj temperaturresistente magneter at have højere magnetisk energiprodukt, bedre temperaturstabilitet og stærkere korrosionsbestandighed i fremtiden. Ved at forbedre materialeformuleringer og produktionsprocesser kan F & U -personale yderligere forbedre magnetens magnetiske egenskaber, så de kan opretholde stabil magnetisme ved højere temperaturer.
Med hensyn til applikationsfeltudvidelse, Højtemperaturresistente magneter Kan bruges i mere høj temperatur, højstyrke og meget ætsende miljøer, såsom atomenergi, dybhavsforskning og andre felter. Inden for nuklear energi kan høje temperaturresistente magneter bruges i nøglekomponenter, såsom kontrolstangdrevemekanismen for atomreaktorer for at sikre en sikker og stabil drift af atomreaktorer. Inden for dybhavsforskning kan høj temperaturresistente magneter bruges til at fremstille sensorer og drive enheder til dybhavsdetektorer til at tilpasse sig det hårde miljø med højt tryk og høj temperatur i dybhavet.
Med hensyn til miljøbeskyttelse og bæredygtig udvikling vil den fremtidige produktion af høj temperaturresistente magneter være mere opmærksomme på miljøbeskyttelse og rationel brug af ressourcer. F & U-personale vil være forpligtet til at udvikle nye miljøvenlige materialer og produktionsprocesser for at reducere påvirkningen af miljøet, samtidig med at brugen af ressourcerne forbedres og opnå bæredygtig udvikling af den høje temperaturresistente magnetindustri.
Som et magnetisk materiale med stabil ydeevne i miljøer med høj temperatur spiller højtemperaturresistente magneter en uerstattelig rolle i moderne industri og videnskab og teknologi. Med den kontinuerlige udvikling af teknologi vil ydelsen af høj temperaturresistente magneter fortsætte med at forbedre sig, og applikationsfeltet vil fortsætte med at udvide, hvilket giver større bidrag til udviklingen af det menneskelige samfund.
