Magneti al neodimio e loro utilizzo

Il magnete permanente più potente e potente disponibile oggi sul mercato sono i magneti al neodimio. Hanno la formula chimica Nd2Fe14B e hanno un'eccezionale densità di energia magnetica fino a 512 kJ / m3. Se i precedenti magneti al samario-cobalto (SmCo) erano considerati i più potenti disponibili, allora, a partire dal 1986, furono gradualmente sostituiti dai magneti al neodimio, molto più economici in termini di costi di produzione, sebbene con una temperatura di Curie più bassa.

Con lo sviluppo dell'industria elettronica, dagli anni '90 ad oggi, I magneti al neodimio hanno guadagnato una grande popolarità ovunque e molti sono ancora sorpresi dalle loro straordinarie proprietà, perché un tale magnete può sollevare un carico migliaia di volte il peso del magnete stesso.

Tutto è iniziato con il fatto che nel 1982 la società giapponese Sumitomo Special Metals, in collaborazione con l'American General Motors sul problema di trovare un'alternativa ai costosi magneti samario-cobalto (SmCo), ha trovato il composto di neodimio-ferro-boro, che è stato brevettato da General Motors in Anno 1985. Nel 1986 viene aperta Magnequench, specializzata nella produzione di magneti al neodimio e nella vendita di materie prime per la loro fabbricazione.

Magnequench divenne in seguito parte di Molycorp, negli Stati Uniti, e Sumitomo divenne parte di Hitachi Corporation, in Giappone, e ora Hitachi detiene più di 600 brevetti relativi alla produzione di magneti al neodimio mediante sinterizzazione e licenze di numerosi produttori in tutto il mondo.

Alla fine, la Cina è diventata leader nella produzione di magneti al neodimio, perché questo paese controlla un'enorme percentuale dei minerali delle terre rare del mondo.

La Cina produce annualmente 50.000 tonnellate di magneti al neodimio. Nel frattempo, una tonnellata di minerale originale contiene circa 700 kg di ferro e neodimio - un massimo di 450 grammi.

Per la produzione di magneti al neodimio, la tecnologia delle polveri viene utilizzata per produrre tre tipi di magneti: magneti estrusi, magneti colati e magnetoplastici sinterizzati.

Prima della produzione di magneti, il materiale magnetico viene fuso, per questo, gli elementi iniziali (ferro, neodimio, boro) vengono fusi in un forno ad induzione, quindi la lega risultante viene frantumata, ricevendo polvere per le ulteriori fasi del processo tecnologico, per lavorare già con la polvere.

A seconda della microstruttura degli elementi di partenza, le proprietà magnetiche del prodotto finale possono variare in una certa misura. Spesso, il composto Nd2Fe14B viene utilizzato direttamente. È la sua struttura a dare la massima anisotropia magnetocristallina, uniassiale. Ma sono possibili reazioni chimiche più complesse.

Magnetoplastici sinterizzati si ottengono premendo polvere di neodimio-ferro-boro, sinterizzandolo in un ambiente inerte o sotto vuoto, e quindi macinandolo su una macchina per ottenere la forma desiderata. Durante la pressatura della polvere, agisce campo magnetico intensità e direzione desiderate, che imposta la magnetizzazione.

Magneti in fusione di plastica sono ottenuti utilizzando polimeri che vengono miscelati con polvere di neodimio-ferro-boro e quindi spremuti in uno stampo, e qui è possibile ottenere qualsiasi forma, tuttavia l'energia del prodotto è limitata a 5 MGsec.

Plastica magnetica estrusa, a loro volta, sono ottenuti come segue: la polvere iniziale di neodimio-ferro-boro viene miscelata con il polimero, quindi pressata in uno stampo, riscaldata e magnetizzata. Non è richiesta un'ulteriore elaborazione e l'energia dei magnetoplastici stampati è limitata a un valore di 10 MGE.

Quindi, i magneti al neodimio hanno le seguenti proprietà distintive:

• In 10 anni, si perde solo l'1% della magnetizzazione;

• Sono disponibili tutte le dimensioni e forme;

• Bassa temperatura di Curie (vedi tabella sopra);

• Alta resistenza alla corrosione;

• Massima magnetizzazione residua;

• Forza coercitiva massima;

• Massima energia magnetica specifica.

I magneti al neodimio sono contrassegnati come segue, queste sono le cosiddette classi di magneti al neodimio:

• N35-N52

• 33M-48M

• 30H-45H

• 30SH-42SH

• 30UH-35UH

• 28EH-35EH

Qui, il numero indica l'energia magnetica espressa in MSE (MegaGauss-Oersted) e la lettera (segno) - l'intervallo di temperatura consentito:

• N (Normale) - fino a 80 gradi Celsius;

• M (Medio) - fino a 100 gradi Celsius;

• H (alto) - fino a 120 gradi Celsius;

• SH (Super High) - fino a 150 gradi Celsius;

• UH (Ultra High) - fino a 180 gradi Celsius;

• EH (extra alto) - fino a 200 gradi Celsius.

Di solito, il venditore è sempre pronto a fornire informazioni complete sulle caratteristiche tecniche dei magneti al neodimio che offre.

• in unità di teste di dischi rigidi di computer;

• come parte della cancellazione di teste di apparecchiature economiche;

• nella risonanza magnetica (MRI);

• in pickup magnetici di chitarre;

• nelle sigarette elettroniche;

• nelle serrature delle porte;

• in altoparlanti e cuffie;

• in cuscinetti magnetici;

• negli spettrometri NMR;

• nei motori elettrici;

• negli utensili a batteria;

• nei servomotori;

• nei motori di sollevamento e compressore;

• nei motori passo-passo;

• nel servosterzo elettrico;

• su veicoli ibridi ed elettrici;

• nei generatori e nelle turbine (le turbine a trasmissione diretta richiedono 600 kg di magneti per megawatt di potenza e il 31% di questa massa è al neodimio);

Inoltre, i magneti al neodimio con le loro proprietà magnetiche uniche hanno ispirato i creatori di giocattoli e gioielli. Tutti conoscono i set magnetici neocub e altri, vari designer, una varietà di elementi di fissaggio decorativi e altro ancora.

Pertanto, i magneti al neodimio sono in grado non solo di risolvere complessi problemi di produzione, ma anche di soluzioni semplici e convenienti.

Di recente, magneti potenti hanno iniziato a essere attivamente pubblicizzati per l'uso in attività illegali. La pubblicità incoraggia l'acquisto di magneti, con i quali è possibile utilizzare elettricità, calore e gas senza prendere in considerazione le risorse consumate dai contatori appropriati. L'uso trascurato di tali risorse è illegale, secondo il Codice dei reati amministrativi!

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