Propriedades físicas do neodímio ferro boro sinterizado

Os ímãs permanentes de neodímio, ferro e boro, como componentes funcionais principais, são amplamente utilizados em instrumentos e equipamentos, como motores, eletroacústica, ímãs e sensores. Durante o processo de serviço, os ímãs estarão sujeitos a fatores ambientais, como forças mecânicas, mudanças de frio e calor e campos eletromagnéticos alternados. Se ocorrer uma falha ambiental, isso afetará seriamente a funcionalidade do equipamento e causará enormes perdas. Portanto, além dos indicadores de desempenho magnético, também precisamos prestar atenção às propriedades mecânicas, térmicas e elétricas dos ímãs, o que nos ajudará a projetar e utilizar melhor o aço magnético, e é de grande importância para melhorar sua estabilidade e confiabilidade em serviço.

Mecânico

Os indicadores de desempenho mecânico do aço magnético incluem dureza, resistência à compressão, resistência à flexão, resistência à tração, resistência ao impacto, módulo de Young, etc. Neodímio ferro boro é um material frágil típico. O aço magnético tem alta dureza e resistência à compressão, mas baixa resistência à flexão, resistência à tração e resistência ao impacto. Isso faz com que o aço magnético caia facilmente nos cantos ou até mesmo quebre durante o processamento, magnetização e montagem. O aço magnético geralmente precisa ser fixado em componentes e equipamentos por meio de ranhuras ou adesivo, ao mesmo tempo que fornece absorção de choque e proteção de amortecimento.

A superfície de fratura do neodímio ferro boro sinterizado é uma fratura intergranular típica, e suas propriedades mecânicas são determinadas principalmente por sua estrutura multifásica complexa, bem como relacionadas à composição da fórmula, parâmetros do processo e defeitos estruturais (poros, grãos grandes, deslocamentos, etc. .). De modo geral, quanto menor for a quantidade total de terras raras, piores serão as propriedades mecânicas do material. Ao adicionar adequadamente metais de baixo ponto de fusão, como Cu e Ga, melhorar a distribuição de fase limite de grão pode aumentar a tenacidade do aço magnético. A adição de metais de alto ponto de fusão, como Zr, Nb, Ti, pode formar precipitados nos limites dos grãos, refinar os grãos e suprimir a extensão da trinca, o que ajuda a melhorar a resistência e a tenacidade; No entanto, a adição excessiva de metais com alto ponto de fusão pode causar dureza excessiva do material magnético, afetando seriamente a eficiência do processamento.

No processo de produção real, é difícil equilibrar as propriedades magnéticas e mecânicas dos materiais magnéticos e, devido aos requisitos de custo e desempenho, muitas vezes é necessário sacrificar a facilidade de processamento e montagem.

Propriedades térmicas

Os principais indicadores de desempenho térmico do aço magnético neodímio ferro boro incluem condutividade térmica, capacidade térmica específica e coeficiente de expansão térmica.

Simulação do Estado Magnético do Aço sob Operação Motora

O desempenho do aço magnético diminui gradualmente com o aumento da temperatura, de modo que o aumento da temperatura dos motores de ímã permanente se torna um fator de influência chave para a operação de carga de longo prazo do motor. Boa condutividade térmica e capacidade de dissipação de calor podem evitar o superaquecimento e manter o funcionamento normal do equipamento. Portanto, esperamos que o aço magnético tenha alta condutividade térmica e capacidade térmica específica. Por um lado, o calor pode ser rapidamente transmitido e dissipado, ao mesmo tempo que provoca um menor aumento de temperatura sob o mesmo calor.

O ímã de neodímio ferro boro é fácil de magnetizar em uma direção específica (eixo II-C) e, nessa direção, o aço magnético se expandirá quando aquecido; No entanto, existe um fenómeno de expansão negativa nas duas direcções (eixo Å C) que são difíceis de magnetizar, nomeadamente a contracção térmica. A existência de anisotropia de expansão térmica torna o aço magnético do anel de radiação propenso a trincas durante a sinterização; E em motores de ímã permanente, estruturas de material magnético macio são frequentemente usadas como suporte para aço magnético, e as diferentes características de expansão térmica dos dois materiais afetarão a adaptabilidade do tamanho após o aumento da temperatura.

Propriedade Elétrica

Corrente parasita magnética sob campo alternado

No ambiente de campo eletromagnético alternado de rotação do motor de ímã permanente, o aço magnético gerará perda de corrente parasita, o que leva ao aumento da temperatura. Como a perda por corrente parasita é inversamente proporcional à resistividade, aumentar a resistividade do ímã permanente de neodímio, ferro e boro reduzirá efetivamente a perda por corrente parasita e o aumento da temperatura do ímã. A estrutura de aço magnético de alta resistividade ideal é formada pelo aumento do potencial do eletrodo da fase rica em terras raras, formando uma camada de isolamento que pode impedir a transmissão de elétrons, alcançando o encapsulamento e separação de limites de grãos de alta resistência em relação aos grãos da fase principal, melhorando assim a resistividade de ímãs de neodímio ferro boro sinterizados. No entanto, nem a dopagem de materiais inorgânicos nem a tecnologia de camadas podem resolver o problema da deterioração das propriedades magnéticas, e atualmente ainda não existe uma preparação eficaz de ímãs que combinem alta resistividade e alto desempenho.