Tính chất vật lý của boron sắt neodymium thiêu kết

Nam châm vĩnh cửu boron sắt neodymium thiêu kết, là thành phần chức năng cốt lõi, được sử dụng rộng rãi trong các dụng cụ và thiết bị như động cơ, điện âm, nam châm và cảm biến. Trong quá trình sử dụng, nam châm sẽ chịu tác động của các yếu tố môi trường như lực cơ học, sự thay đổi nóng lạnh và điện từ trường xen kẽ. Nếu xảy ra sự cố môi trường sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến chức năng của thiết bị và gây ra tổn thất rất lớn. Do đó, ngoài các chỉ số hiệu suất từ ​​tính, chúng ta cũng cần chú ý đến các tính chất cơ, nhiệt và điện của nam châm, điều này sẽ giúp chúng ta thiết kế và sử dụng thép từ tính tốt hơn, đồng thời có ý nghĩa rất lớn trong việc cải thiện độ ổn định và độ tin cậy của nó trong dịch vụ.

Cơ khí

Các chỉ số hiệu suất cơ học của thép từ tính bao gồm độ cứng, cường độ nén, cường độ uốn, độ bền kéo, độ bền va đập, mô đun Young, v.v. Boron sắt Neodymium là một vật liệu giòn điển hình. Thép từ tính có độ cứng và cường độ nén cao nhưng độ bền uốn, độ bền kéo và độ bền va đập kém. Điều này làm cho thép từ dễ bị cong vênh hoặc thậm chí bị nứt trong quá trình gia công, từ hóa và lắp ráp. Thép từ tính thường cần được cố định trong các bộ phận và thiết bị bằng cách sử dụng các khe hoặc chất kết dính, đồng thời cung cấp khả năng hấp thụ sốc và bảo vệ đệm.

Bề mặt gãy của boron sắt neodymium thiêu kết là một vết nứt giữa các hạt điển hình và tính chất cơ học của nó chủ yếu được xác định bởi cấu trúc đa pha phức tạp của nó, cũng như liên quan đến thành phần công thức, thông số quy trình và các khuyết tật cấu trúc (lỗ chân lông, hạt lớn, độ lệch, v.v. .). Nói chung, tổng lượng đất hiếm càng thấp thì tính chất cơ học của vật liệu càng kém. Bằng cách bổ sung một cách thích hợp các kim loại có điểm nóng chảy thấp như Cu và Ga, việc cải thiện sự phân bố pha ranh giới hạt có thể nâng cao độ dẻo dai của thép từ tính. Thêm các kim loại có điểm nóng chảy cao như Zr, Nb, Ti có thể tạo thành kết tủa ở ranh giới hạt, tinh chế hạt và ngăn chặn sự mở rộng vết nứt, giúp cải thiện độ bền và độ dẻo dai; Tuy nhiên, việc bổ sung quá nhiều kim loại có điểm nóng chảy cao có thể gây ra độ cứng quá mức của vật liệu từ tính, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu quả xử lý.

Trong quá trình sản xuất thực tế, rất khó để cân bằng các tính chất từ ​​và cơ học của vật liệu từ tính, và do yêu cầu về chi phí và hiệu suất, thường phải hy sinh tính dễ gia công và lắp ráp của chúng.

Tính chất nhiệt

Các chỉ số hiệu suất nhiệt chính của thép từ tính boron sắt neodymium bao gồm độ dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng và hệ số giãn nở nhiệt.

Mô phỏng trạng thái thép từ tính khi vận hành động cơ

Hiệu suất của thép từ tính giảm dần khi nhiệt độ tăng, do đó sự tăng nhiệt độ của động cơ nam châm vĩnh cửu trở thành yếu tố ảnh hưởng chính đến hoạt động tải lâu dài của động cơ. Khả năng dẫn nhiệt và tản nhiệt tốt có thể tránh quá nhiệt và duy trì hoạt động bình thường của thiết bị. Vì vậy, chúng tôi hy vọng rằng thép từ tính có độ dẫn nhiệt cao và nhiệt dung riêng. Một mặt, nhiệt có thể được truyền và tiêu tán nhanh chóng, đồng thời làm tăng nhiệt độ thấp hơn dưới cùng một mức nhiệt.

Nam châm boron sắt neodymium dễ bị từ hóa theo một hướng cụ thể (trục II-C), và theo hướng này, thép từ sẽ nở ra khi nung nóng; Tuy nhiên, có một hiện tượng giãn nở âm theo hai hướng (trục Å C) rất khó từ hóa, đó là sự co nhiệt. Sự tồn tại của tính dị hướng giãn nở nhiệt làm cho thép từ tính vòng bức xạ dễ bị nứt trong quá trình thiêu kết; Và trong động cơ nam châm vĩnh cửu, khung vật liệu từ mềm thường được sử dụng làm giá đỡ cho thép từ tính và đặc tính giãn nở nhiệt khác nhau của hai vật liệu sẽ ảnh hưởng đến khả năng thích ứng kích thước sau khi nhiệt độ tăng.

Tài sản điện

Dòng điện xoáy trong điện trường xoay chiều

Trong môi trường điện từ xen kẽ của động cơ nam châm vĩnh cửu quay, thép từ tính sẽ tạo ra tổn thất dòng điện xoáy, dẫn đến nhiệt độ tăng lên. Vì tổn thất dòng điện xoáy tỷ lệ nghịch với điện trở suất, việc tăng điện trở suất của nam châm vĩnh cửu boron sắt neodymium sẽ làm giảm hiệu quả tổn thất dòng điện xoáy và tăng nhiệt độ của nam châm. Cấu trúc thép từ tính có điện trở suất cao lý tưởng được hình thành bằng cách tăng thế điện cực của pha giàu đất hiếm, tạo thành lớp cách ly có thể ngăn chặn sự truyền điện tử, đạt được sự đóng gói và phân tách ranh giới hạt có điện trở cao so với các hạt pha chính, từ đó cải thiện điện trở suất của nam châm boron sắt neodymium thiêu kết. Tuy nhiên, cả việc pha tạp vật liệu vô cơ lẫn công nghệ phân lớp đều không thể giải quyết được vấn đề suy giảm tính chất từ ​​và hiện nay vẫn chưa có chế tạo hiệu quả nam châm kết hợp điện trở suất cao và hiệu suất cao.