Неодимовый магнит, также называемый магнитом NdFeB, представляет собой тетрагональную кристаллическую систему, состоящую из неодима, железа и бора (Nd2Fe14B). Впервые он был обнаружен в 1982 году г-ном Сагавой из Sumitomo Special Metals. Этот магнит имеет магнитное энергетическое произведение, или BHmax, большее, чем у самариево-кобальтовых магнитов. В течение многих лет после его открытия он имел самый высокий рейтинг BHmax в мире. Кроме того, Sumitomo Special Metals разработала процесс производства магнитов NdFeB с использованием процесса порошковой металлургии. Затем последовал Общие Двигатели" успех в разработке процесса формования из расплава, который может обеспечить массовое производство магнитов NdFeB.
NdFeB считается самым сильным постоянным магнитом, известным сегодня, помимо гольмиевых магнитов абсолютного нуля. Среди редкоземельных магнитов они очень распространены в электронных устройствах, таких как жесткие диски, мобильные телефоны, наушники и инструменты с батарейным питанием. Их магнитные свойства действительно исключительны и крайне востребованы в отраслях, которым нужны сильные, но компактные магниты. Их широкое применение свидетельствует о значительной роли, которую магниты NdFeB играют в современных электронных продуктах и технологическом развитии.
В зависимости от процесса производства магниты NdFeB классифицируются как спеченные или склеенные. Они уже заменили другие типы магнитов во многих приложения, требующие сильных и компактных магнитовДля этого требуются сильные постоянные магниты, включая, помимо прочего, электродвигатели в беспроводных инструментах, жесткие диски и магнитные застежки.
DOE осознало необходимость поиска заменителей редкоземельных металлов в технологии постоянных магнитов и выделило финансирование для требуемых исследований. Программа «Альтернативы редкоземельным металлам в критических технологиях» (REACT) в рамках Агентства перспективных исследовательских проектов в области энергетики (ARPA-E) была специально разработана для поиска заменителей материалов. В 31.6 году ARPA-E выделило 2011 млн долларов на программу «Альтернативы редкоземельным металлам».
Учитывая роль, которую неодим играет в постоянных магнитах для ветряных турбин, неодим был выдвинут в качестве главной цели для геополитической конкуренции в мире возобновляемой энергии. Эта точка зрения подверглась критике за игнорирование того факта, что большинство ветряных турбин не используют постоянные магниты, и за недооценку влияния экономических стимулов на расширение производства.
Постоянный магнитный материал NdFeB, с его превосходными магнитными свойствами и более низкой стоимостью, быстро стал абсолютным лидером на рынке редкоземельных постоянных магнитов с момента его открытия. Он обеспечивает 90% от стоимости выпуска редкоземельных постоянных магнитных материалов в мире. Кроме того, с постоянным совершенствованием процесса подготовки и технологии производства его характеристики постоянно улучшаются, а области его применения расширяются шаг за шагом. Таким образом, область применения постоянного магнитного материала NdFeB отмечает уровень модернизации. Постоянный магнитный материал NdFeB всегда был перспективным сектором в отрасли редкоземельных материалов.
Что такое материал постоянного магнита?
Постоянный магнитный материал — это функциональный материал, который может быть намагничен до насыщения под действием внешнего магнитного поля и сохраняет свои магнитные свойства после того, как внешнее магнитное поле было удалено. Его также можно назвать магнитотвердым материалом. Еще в период Воюющих царств в Китае изобретение «Синана» (прототипа компаса) было направлено на использование роли магнита для указания и определения направления.
Хотя человечество знает о магнитных материалах уже более 2,000 лет, искусственные постоянные магниты начались с изобретения намагниченных стальных игл в Китае в десятом веке. Значительный прогресс в разработке и применении магнитных материалов начался в конце девятнадцатого и начале двадцатого веков. В начале двадцатого века в качестве материалов постоянных магнитов в основном использовались вольфрамовая сталь, углеродистая сталь, хромистая сталь и кобальтовая сталь. В конце 1930-х годов были успешно разработаны постоянные магнитные материалы Alnico, а затем постоянные магнитные материалы начали применяться в больших масштабах. В 1950-х годах появился феррит бария. Стоимость постоянных магнитов была снижена, и в то же время диапазон использования материалов постоянных магнитов расширился до высоких частот. В шестидесятых годах были успешно разработаны редкоземельные кобальтовые постоянные магниты; применение постоянных магнитов вступило в новую эру. В 1967 году в Дейтонском университете США успешно была получена постоянная магнитная сталь SmCo5, что ознаменовало начало эры редкоземельных постоянных магнитов. К настоящему времени были разработаны редкоземельные постоянные магнитные материалы от первого поколения типа 1:5 SmCo5, второго поколения типа дисперсионного твердения Sm2Co17 до третьего поколения постоянного магнитного материала Nd-Fe-B.
Кроме того, в качестве материалов для постоянных магнитов использовались сплавы Cu-Ni-Fe, Fe-Co-V, Fe-Co-Mo, A1MnC и Mand nBi. Все эти сплавы редко используются в большинстве случаев из-за их низкой производительности и низкой стоимости. До сих пор FeCrCo, AlNiCo, PtCo и некоторые другие сплавы все еще используются в некоторых особых случаях. Феррит Ba, Sr по-прежнему является самым большим количеством материалов для постоянных магнитов, используемых сегодня, но заменяется материалами Nd-Fe-B во многих областях применения. В настоящее время выходное значение редкоземельного постоянного магнитного материала намного превысило значение ферритового постоянного магнитного материала, и производство редкоземельного постоянного магнитного материала превратилось в крупную отрасль. Nd-Fe-B стал наиболее широко используемым редкоземельным постоянным магнитным материалом. NdFeB в настоящее время является наиболее широко используемым редкоземельным постоянным магнитным материалом в мире, а также самым мощным магнитным постоянным материалом, доступным сегодня.
Введение NdFeB
NdFeB — это редкоземельное постоянное магнитное соединение, его элементы включают редкоземельный металл неодим, металлический элемент железо, неметаллический элемент бор, добавленное количество элемента празеодим, диспрозий, ниобий, алюминий, галлий, медь и другие. Постоянные магнитные материалы NdFeB обладают превосходными магнитными свойствами и имеют малый вес, довольно дешевы и, таким образом, находят широкое применение в различных областях. Его также называют «королем магнитов» и на сегодняшний день самым дешевым магнитным материалом.
Мощные магниты NdFeB имеют большое поле магнитокристаллической анизотропии и высокоинтенсивную магнитную поляризацию. Его теоретический продукт магнитной энергии составляет 64MGOe. Его магнитные свойства более чем в 100 раз больше, чем у магнитной стали, которую люди использовали в 19 веке, и в 10 раз больше, чем у обычного феррита и альнико. Благодаря свойствам сверхвысокой коэрцитивной силы и сверхвысокой плотности энергии размеры компонентов магнитного материала существенно уменьшаются. Это снова способствует миниатюризации, легкости, утончению и высокой эффективности приборов, электроакустических двигателей, компьютеров, сотовых телефонов и т. д. Благодаря этим достоинствам, будет способствовать появлению множества улучшений или характеристик для продуктов, чтобы появились некоторые особые специальные устройства. NdFeB имеет прекрасные механические характеристики и легко режется или обрабатывается с помощью обработки. Технология приготовления сравнительно зрелая, температура Кюри этого магнита составляет около 580 К, и он может работать при таких высоких температурах, как до 150 градусов Цельсия.
NdFeB не содержит стратегических элементов Co и Ni. Сырье для продукта также в изобилии. Высокая себестоимость обеспечивает такой большой объем продаж: с момента появления NdFeB в 1983 году и до 2006 года объем производства увеличился до 55,540 2015 тонн, а в 130,000 году он вырос еще больше, составив около XNUMX XNUMX тонн. Спеченные постоянные магнитные материалы NdFeB обладают превосходными магнитными свойствами и широко используются в электронном оборудовании, электромашинах, медицине, игрушках, упаковке, аппаратном обеспечении, аэрокосмической и авиационной промышленности.