Samarium Cobalt Magnets (SmCo): Egenskaber, egenskaber, produktion og applikationer

Samarium koboltmagneter (SmCo) er sjældne jordarter. De producerede hovedtyper har den kemiske sammensætning SmCo5 og Sm2Ko17... De er meget populære og er den næststærkeste magnet, mindre stærke end neodymmagneter, men har også højere driftstemperaturer og højere tvangskraft. Disse magneter er meget gode til at modstå korrosion, men er skøre, tilbøjelige til at revne og revne.

De er lavet som neodymmagneter ved at trykke et magnetfelt ind og derefter sintring.

De repræsenterer gruppen med den næsthøjeste indre energi efter neodymmagneter (NdFeB). Fordi de er meget modstandsdygtige over for korrosion og ikke kræver overfladebehandling, er sådanne magneter de bedste neodymmagneter til arbejde ved høje temperaturer og under ugunstige forhold.

I modsætning til neodym (Nd)-magneter bruger SmCo-magneter også mere almindeligt tilgængelige materialer, der i sagens natur er stabile ved temperaturer langt over Curie-punktet.Dette gør prissætningen for SmCo mere stabil og mindre følsom over for markedsændringer.

Deres ulempe er den højere pris. Andre ulemper er høj skørhed, lav trækstyrke og en særlig høj tendens til spaltning.

Samarium-kobolt magneter er ekstremt modstandsdygtige over for eksterne afmagnetiseringsfelter på grund af deres høje maksimale energi Hcmax... Denne funktion gør samarium-kobolt magneter særligt velegnede til elektromekaniske applikationer.

Disse magneter kan bruges ved væsentligt højere temperaturer end neodymmagneter, den maksimale driftstemperatur for SmCo-magneter er 250 til 300 ° C. Deres temperaturkoefficient er 0,04 % ved 1 ° C.

En anden faktor, der påvirker modstanden af ​​en magnet, er dens form og den mulige tilstedeværelse af et eksternt magnetisk kredsløb. Tynde magneter (typisk stangformede) afmagnetiseres lettere end tykke magneter.

SmCo Samarium Cobalt Magnets blev udviklet af Albert Gale og Dilip K. Das og deres team hos Raytheon Corporation i 1970.

For at fremstille samarium-koboltmagneter smeltes råvarerne i en induktionsovn fyldt med argon. Blandingen hældes i en form og afkøles med vand, indtil den danner en barre. Barren knuses, og partiklerne knuses for at reducere deres størrelse. Det resulterende pulver komprimeres i et magnetfelt til en matrice med den ønskede form til den ønskede orientering af magnetfeltet.

Sintring finder sted ved en temperatur på 1100–1250 ° C, derefter opløsningsbehandling ved 1100–1200 ° C. Til sidst frigives den ved en temperatur på omkring 700–900 ° C. Den jordes derefter og magnetiseres yderligere for at øge den magnetiske styrke. Det færdige produkt testes, kontrolleres og klargøres til forsendelse til kunder.

Produktionsprocessen for SmCo ligner således produktionen af ​​neodymmagneter - presning i et magnetfelt og efterfølgende sintring.

Det magnetiske samarium-koboltmateriale er meget skørt, hvilket gør det vanskeligt at bruge metalskæremaskiner i deres produktion. Skørheden forbundet med korn (krystallinsk struktur) af metalpulveret udelukker brugen af ​​hårdmetalværktøjer.

De fleste magnetiske materialer er bearbejdet i en ikke-magnetisk tilstand, og den bearbejdede magnet magnetiseres derefter til mætning. Disse magneter bruger diamantværktøj og et vandbaseret kølemiddel til at bore huller.

Slibeaffald bør ikke være helt tørt, da samarium-kobolt har et lavt flammepunkt, kun 150-180 ° C. En lille gnist, for eksempel forårsaget af statisk elektricitet, kan nemt antænde materialet. Den resulterende flamme bliver meget varm og svær at kontrollere.

Præcisions magnetisk montering

Samarium-kobolt magneter er ekstremt stærke og kræver et stort magnetiseringsfelt. Den anisotrope natur af sintrede koboltsamariummagneter resulterer i en enkelt magnetiseringsretning. Den skal vedligeholdes under magnetiseringen, når magneten placeres i den endelige samling.

Magnetiseringsretningen måles med en indikator, der bestemmer en specifik magnetisk pol for en given maskine eller udstyr under produktionen.

Samarium-koboltmagneter er meget udbredt i bil-, rumfarts-, forsvars- og industriindustrien i en række forskellige udstyr, apparater og instrumenter såsom elektriske motorer, elektriske generatorer, elektromagnetiske koblinger, mikrofoner, højttalere, vakuumbelægningssprayenheder, Hall-sensorer, acceleratorer partikler og mange andre enheder.