Na początku ubiegłego wieku ludzie używali głównie stali węglowych, wolframowych, chromowych i kobaltowych jako materiałów trwałych magnetycznych. Pod koniec lat trzydziestych udany rozwój materiałów z magnesami trwałymi z aluminium-niklu-kobaltu (AlNiCo) umożliwił zastosowanie na dużą skalę trwałych materiałów magnetycznych. W latach pięćdziesiątych pojawienie się ferrytu baru nie tylko zmniejszyło koszty materiałów z magnesami trwałymi, ale także rozszerzyło zastosowanie trwałych materiałów magnetycznych na pola o wysokiej częstotliwości. Do lat 60. XX w. Pojawienie się magnesów trwałych z kobaltu ziem rzadkich otworzyło nową erę na zastosowanie trwałych materiałów magnetycznych: w 1967 roku Schneider i inni z University of Dayton w Stanach Zjednoczonych zastosowali metodę spajania proszkowego, aby z powodzeniem wykonać samar-kobalt. (SmCo) materiał z trwałego magnesu oznacza przybycie ziem rzadkich z magnesami trwałymi.
Do chwili obecnej magnesy trwałe ziem rzadkich przeszły pierwszą generację samaru kobaltu (SmCo) i drugiej generacji utwardzonego wydzieleniowo kobaltu samaru (Sm2Co17) i przekształciły się w neodymowo-żelazowo-borową trzecią generację (Nd-Fe-B ) materiały z magnesami trwałymi.
Obecnie materiały magnesów trwałych NdFeB zajmują wiodącą pozycję na rynku nowych motoryzacyjnych silników napędowych, generatorów energii wiatrowej, serwosilników, silników cewek drgających, magnetycznego rezonansu jądrowego i innych zaawansowanych zastosowań.
(Obraz z sieci)
Według danych z 2014 r. Wielkość rynku produktów NdFeB wyniosła 3,28 miliarda juanów, co stanowi 98,8% całkowitego udziału w rynku magnetycznych materiałów ziem rzadkich, a pozostałe 1,2% stanowiły magnesy trwałe SmCo i materiały żelazo-azotowe z magnesami trwałymi . W rzadkich produktach neodymowo-żelazowo-borowych wielkość rynku spiekanych produktów neodymowo-żelazowo-borowych osiągnęła 2,86 miliarda juanów, stanowiąc 86,1% całkowitego rynku materiałów z magnesów trwałych ziem rzadkich, a spoiwo z boru neodymowego żelaza osiągnęło 420 milionów yuan, stanowiący 12,7 procent całego rynku. %.
Wyzwania magnesów trwałych NdFeB
Ponieważ niob jest jednym z najbardziej aktywnych chemicznie pierwiastków, jego standardowy potencjał E0 wynosi w przybliżeniu od -2,2 do -2,5 V. W normalnych warunkach materiał magnesu trwałego NdFeB ma wolniejszą reakcję korozyjną, ale w ciepłym i wilgotnym środowisku, NdFeB na stałe Materiały magnetyczne są podatne na korozję w środowisku elektrochemicznym lub w środowisku o długotrwałej wysokiej temperaturze. Poniższy rysunek przedstawia prosty diagram modelu korozji materiału stałego magnesu NdFeB.
(Model odpornego na korozję trwałego magnesu)
Korozja zapobiegła dalszemu powszechnemu stosowaniu materiałów z magnesami trwałymi NdFeB i stała się powszechnym problemem w branży. Dlatego ma to wielkie znaczenie dla badań nad korozją materiałów z magnesami trwałymi NdFeB.
Materiały magnetyczne z trwałego materiału magnetycznego z boru neodymowo-żelazowego
Obecnie istnieją dwa rodzaje metod antykorozyjnych dla materiałów z magnesami trwałymi NdFeB: Pierwszy rodzaj polega na zmianie odporności materiałów magnesów trwałych NdFeB na korozję, takich jak: stosowanie skutecznych środków procesowych w celu zwiększenia gęstości stałych materiałów magnetycznych; Środki do optymalizacji mikrostruktury trwałych materiałów magnetycznych; metoda stopowania służy do poprawy właściwości antykorozyjnych trwałych materiałów magnetycznych poprzez dodanie innych pierwiastków śladowych (takich jak elementy itru Dy);
(Obraz z sieci)
Druga kategoria to metoda powlekania ochronnego, która obejmuje powłoki metalowe i powłoki organiczne. Powłoki metalowe są na ogół niklem (Ni), cynkiem (Zn) i aluminium (Al) przez powlekanie galwaniczne, powlekanie bezprądowe lub fizyczne osadzanie z fazy gazowej. Nikiel-żelazo (Ni-Fe), nikiel-miedź (Ni-Cu), nikiel-miedź-nikiel (Ni-Cu-Ni) i inne metale lub stopy i związki powlekane na powierzchni trwałych materiałów magnetycznych; Powłoki organiczne są generalnie stosowane w bardziej surowym środowisku korozyjnym, trwały materiał magnetyczny lub izolacja dźwiękowa, gdy wymagana jest izolacja powierzchni trwałego materiału magnetycznego w pewnych środowiskach użytkowania, zwykle stosuje się do samoosadzania, powlekania zanurzeniowego, natryskiwania powłoka, itp. Powłoka polimerowa jest nakładana na powierzchnię trwałego materiału magnetycznego.
(Obraz z sieci)
Obie powłoki ochronne mają swoje zalety i wady. Powłoki metalowe (takie jak galwanizacja) mają długą historię dojrzałej technologii, wysoką twardość, odporność na wysoką temperaturę, dobrą odporność na olej, jednolitą grubość powłoki i piękny wygląd, ale trudno jest uniknąć wody, kwasu i gdy alkalia i poszycia roztwór przenika do trwałego materiału magnetycznego i gdy trwały materiał magnetyczny jest używany jako katoda, wytrąca się wodór, powodując kruchość wodorową, wybielanie, bulgotanie itp. trwałego materiału magnetycznego, który wpływa na odporność na korozję, a izolacja jest biedny;
Obecnie powłoki organiczne na rynku (takie jak elektroforeza, zwykłe natryskiwanie) i materiały z magnesami trwałymi mają stosunkowo dobrą przyczepność, odporność na korozję i izolację są również wyższe niż powlekanie, ale odporność na wysokie temperatury i olejoodporność są słabe, a twardość jest niska. Dlatego też odporność na zużycie i odporność na zarysowania materiałów z magnesami trwałymi NdFeB nie jest zadowalająca. Aby osiągnąć pożądaną odporność na korozję, należy zastosować grubszą grubość suchej powłoki niż powlekanie galwaniczne (galwanizacja wynosi zwykle 5-7 mikronów, a elektroforeza musi osiągnąć 30-50 mikronów);
W związku z powyższymi okolicznościami, w trudnych warunkach turbin morskich i innych wymagań dotyczących odporności na korozję (standardowy test mgły solnej wymaga więcej niż 1000 godzin), wielu producentów magnesów trwałych musi stosować powłokę niklowo-miedziową + epoksydową; ale stosowanie powłok kompozytowych jest nie tylko kosztowne, ale także skomplikowane procesy prowadzą do niestabilności jakości.
Strona: www.greatmagtech.com www.gme-magnet.co
Źródło: Popularna strona internetowa