מגנטים מקובלט של סמאריום

מגנטים מקובלט של סמאריום

מגנטים מבוססי Sm2Co17-ממשיכים למלא תפקיד שאין לו תחליף בתעשיית המגנטים הקבועים בשל התכונות המגנטיות הייחודיות שלהם בטמפרטורה גבוהה והיציבות המגנטית המעולה שלהם. הם נמצאים בשימוש נרחב במנועים מהירים, תקשורת אלקטרונית ויישומי תעופה וחלל. מגנטים למוצרים בעלי אנרגיה גבוהה הם חיוניים להאצת המזעור והיעילות של מכשירים. לכן, השגת מגנטים SmCo בעלי ביצועים גבוהים הייתה יעד מאז הצגת Sm2Co17.

מגנטים מבוססי Sm2Co17- מורכבים מסמריום, קובלט, ברזל, נחושת וזירקוניום. לתוכן של כל אלמנט יש השפעה שונה על הביצועים המגנטיים. המיקרו-מבנה של מגנטים מבוססי Sm2Co17- הוא מבנה תאי המורכב משלב התא 2:17R, שלב גבול התא 1:5H ושלב טסיות 1:3R עשיר ב-Zr. התא 2:17R הוא שלב מעוין עם צירו הארוך מיושר לאורך ציר המגנטיזציה הקלה. הוא מכיל Th2Zn עשיר ב-Fe 17-Rhombohedral Sm2(Co, Fe)17 כשלב העיקרי. שלב ראשי זה של 2:17R מספק מגנטיזציה של רוויה גבוהה (Ms) למגנט, שבסופו של דבר קובעת את הרזולוציה (Br). הפאזה 1:5H היא שלב גבול תא CaCu5-עשיר ב-Cu Sm(Co, Cu)5 המגביר את הכוויה של המגנטים באמצעות הצמדת דופן התחום. שלב הטסיות העשיר ב-Zr 1:3R מכוון בניצב לציר c ומשתרע על פני המבנה התא. שלב זה מאפשר לנחושת להתפזר לשלב גבול התא, להרחיב את השלב התא ולהגדיל את אנרגיית דופן התחום של שלב גבול התא, ובכך להגביר את הכפייה.

בנוסף לגודל השלב הסלולרי, הכמות, העובי וההרכב של שלב גבול התא משפיעים גם על התכונות המגנטיות הכוללות של המגנטים. הערך התיאורטי של תוצר האנרגיה המקסימלי של מגנט קבוע הוא פרופורציונלי לריבוע של מגנט הרוויה שלו (Ms). שיפור Ms חיוני להשגת מוצר בעל אנרגיה גבוהה. כפרמטר רגיש למבנה, ניתן לשפר את תוצר האנרגיה גם על ידי ייעול המבנה הסלולרי. במילים אחרות, ניתן לשפר ביעילות את ה-Ms ומוצר האנרגיה של מגנטים של Samarium Cobalt באמצעות אופטימיזציה של הרכב ושינוי של תהליך הטיפול בחום. תכולת Fe בשלב הראשי Sm2(Co, Fe)17 משמשת בעיקר לשיפור ה-Ms ו-Br של המגנטים. מגנטיזציית הרוויה (Js) של שלב Sm2Co17 היא כ-12 קילוגרם. ככל שתוכן Fe גדל, ה-Js של Sm2(Co0.8Fe{{10}}.2)17 ו-Sm2(Co0.7Fe0.3)17 יכולים להגיע 13.5 ק"ג ו-16.3 ק"ג, בהתאמה. עם זאת, אם תכולת ה-Fe ב-Sm(Co, Fe, Cu, Zr)z עולה על 25% משקל, המבנה התא גדל בצורה לא תקינה. מבנה סלולרי גדול מדי זה משפיע לרעה על ההומוגניות שלו, וכתוצאה מכך ירידה חדה בכפייה ובריבועיות של עקומת הדמגנטיזציה.

עם השימוש בכרסום סילון ושינוי טיפול בחום, SDM שלטה בייצור המוני של מגנטים SmCo בעלי ביצועים גבוהים. הביצועים המגנטיים שלהם דומים לאלו של Electron Energy Corporation (EEC) וארנולד Magnetic Technologies.