Samarium-kobaltmagneten (SmCo): kenmerken, kenmerken, productie en toepassingen
Samarium-kobaltmagneten (SmCo) zijn zeldzame aardmetalen. De belangrijkste geproduceerde soorten hebben de chemische samenstelling SmCo5 en Sm2Ko17... Ze zijn erg populair en zijn de op een na sterkste magneet, minder sterk dan neodymiummagneten, maar hebben ook hogere bedrijfstemperaturen en hogere dwangkracht. Deze magneten zijn zeer goed bestand tegen corrosie, maar zijn broos, vatbaar voor barsten en barsten.
Ze zijn gemaakt als neodymiummagneten door in een magnetisch veld te drukken en vervolgens te sinteren.
Ze vertegenwoordigen de groep met de op één na hoogste interne energie na neodymiummagneten (NdFeB). Omdat ze zeer goed bestand zijn tegen corrosie en geen oppervlaktebehandeling nodig hebben, zijn dergelijke magneten de beste neodymiummagneten voor het werken bij hoge temperaturen en onder ongunstige omstandigheden.
Ook gebruiken SmCo-magneten, in tegenstelling tot neodymium (Nd)-magneten, meer algemeen verkrijgbare materialen die inherent stabiel zijn bij temperaturen ver boven het Curie-punt.Dit maakt de prijzen voor SmCo stabieler en minder gevoelig voor marktveranderingen.
Hun nadeel is de hogere prijs. Andere nadelen zijn een hoge brosheid, een lage treksterkte en een bijzonder hoge neiging tot splijten.
Samarium-kobalt magneten zijn extreem goed bestand tegen externe demagnetiserende velden vanwege hun hoge maximale energie Hcmax... Deze eigenschap maakt samarium-kobalt magneten bijzonder geschikt voor elektromechanische toepassingen.
Deze magneten kunnen bij aanzienlijk hogere temperaturen gebruikt worden dan neodymium magneten, de maximale bedrijfstemperatuur van SmCo magneten is 250 tot 300°C. Hun temperatuurcoëfficiënt is 0,04% bij 1°C.
Een andere factor die de weerstand van een magneet beïnvloedt, is de vorm en de mogelijke aanwezigheid van een extern magnetisch circuit. Dunne magneten (meestal staafvormig) zijn gemakkelijker te demagnetiseren dan dikke magneten.
SmCo Samarium Cobalt-magneten zijn ontwikkeld door Albert Gale en Dilip K. Das en hun team bij Raytheon Corporation in 1970.
Om samarium-kobaltmagneten te produceren, worden de grondstoffen gesmolten in een inductieoven gevuld met argon. Het mengsel wordt in een vorm gegoten en gekoeld met water totdat het een staaf vormt. De staaf wordt geplet en de deeltjes worden geplet om hun grootte te verkleinen. Het resulterende poeder wordt in een magnetisch veld samengeperst tot een matrijs met de gewenste vorm voor de gewenste oriëntatie van het magnetische veld.
Het sinteren vindt plaats bij een temperatuur van 1100–1250 °C, vervolgens wordt het in oplossing behandeld bij 1100–1200 °C. Ten slotte wordt het vrijgegeven bij een temperatuur van ongeveer 700–900 °C. Het wordt vervolgens geaard en verder gemagnetiseerd om de magnetische kracht te vergroten. kracht. Het eindproduct wordt getest, gecontroleerd en klaargemaakt voor verzending naar klanten.
Het productieproces van SmCo is dus vergelijkbaar met de productie van neodymiummagneten: persen in een magnetisch veld en vervolgens sinteren.
Het magnetische materiaal van samarium-kobalt is erg bros, wat het moeilijk maakt om metalen snijmachines te gebruiken bij de productie ervan. De broosheid die gepaard gaat met de korrel (kristallijne structuur) van het metaalpoeder verhindert het gebruik van hardmetalen gereedschappen.
De meeste magnetische materialen worden machinaal bewerkt in een niet-magnetische toestand en de machinaal bewerkte magneet wordt vervolgens gemagnetiseerd tot verzadiging. Deze magneten gebruiken diamantgereedschappen en een koelmiddel op waterbasis om gaten te boren.
Maalafval mag niet helemaal droog zijn, aangezien samarium-kobalt een laag vlampunt heeft, slechts 150-180 °C. Een kleine vonk, bijvoorbeeld veroorzaakt door statische elektriciteit, kan het materiaal gemakkelijk doen ontbranden. De resulterende vlam wordt erg heet en moeilijk te beheersen.
Precisie magnetische montage
Samarium-kobalt magneten zijn extreem sterk en vereisen een groot magnetiseringsveld. De anisotrope aard van gesinterde kobalt-samariummagneten resulteert in een enkele magnetisatierichting. Het moet tijdens de magnetisatie behouden blijven wanneer de magneet in de eindmontage wordt geplaatst.
De magnetisatierichting wordt gemeten met een indicator die tijdens de productie een specifieke magnetische pool voor een bepaalde machine of apparatuur bepaalt.
Samarium-kobaltmagneten worden veel gebruikt in de automobiel-, lucht- en ruimtevaart-, defensie- en industriële industrieën in een verscheidenheid aan apparatuur, apparaten en instrumenten zoals elektromotoren, elektrische generatoren, elektromagnetische koppelingen, microfoons, luidsprekers, spuitapparatuur voor vacuümcoating, Hall-sensoren, versnellers deeltjes en vele andere apparaten.