Transcript Magneti_pamanturi_rare

Dreapta de sarcină
şi punctele
corespunzătoare
de funcţionare pentru
un magnet
cilindric cu cu
diferite raporturi l/d.
B
P
(B H )
-H
0
(B H ) m ax
BH
Curba de demagnetizare şi dependenţa produsului (BH)max de inducţia magnetică.
 BH  max  max
 0
Determinarea
produsului
(BH)ma din curba
de demagnetiare.
M
4
2
st

1
4 0
2
Js
(BH)max٠5 [kJ/m3]
Br [mT]
JHC [kA/m]
PONDEREA TIPURILOR DE MAGNETI
PE PIATA MAGNETILOR
NdFeB
Ferite dure
Alte tipuri
In anul 1999 vanzarile de magneti au atins cifra de
6 bilioane de dolari
Costuri specifice
pentru principalii magneţi permanenţi
Material
Cost
mediu
[$/lb]
(BH)max
mediu
[MGOe]
Cost
specific
[$/MGOe]
Ferite dure
2
3,5
0,6
Nd-Fe-B
95
30
3,2
Sm-Co
250
22
11,4
Alnico
25
8
3,1
8.000
10
800
Ferite legate
2
1,5
1,3
Nd-Fe-B legaţi
90
5
18
Sm-Co legaţi
180
7
25,7
PtCo
T. Abraham, Int. J. Powder Metall., 31 (1995), 133-136
Mecanisme de coercitivitate
• Anizotropie de formǎ –
• particule unidomeniale cu raportul l/d mare: pot fi –
particule Fe-Co cu l/d mare
• sau aliaje care prezintǎ descompunere spinodalǎ
(magnetii Alnico, CuNiCo, CuNiFe, CrFeCo, etc.)
• Anizotropie magnetocristalinǎ mare –
structuri hexagonale sau tetragonale (axele u.m.)
• magneţii pe bazǎ de pamanturi rare (SmCo5,
Sm2(Co,Fe,Cu,Zn)17, Nd2Fe14B,
• feritele hexagonale cu Sr – SrFe12O19
• magnetii de tipul MnAl, Co-Pt, etc.
CUM AR TREBUI SA FIE UN MAGNET
IDEAL?
• Produs energetic (BH)max cât mai mare;
• Magnetizare (inducţie) de saturaţie foarte mare;
• Magnetizare (inducţie) remanentǎ foarte
mare;
• Usurinţǎ în magnetizare;
• Câmp coercitiv foarte mare;
• Temperaturǎ Curie foarte mare;
• Coecifienţi de temperaturǎ pentru Br si MHC mici;
• O bunǎ rezistenţǎ la coroziune;
• Preţ de cost redus;
• Rezistivitate electricǎ mare;
• Rezistenţǎ mecanicǎ bunǎ.
Magneţi pe bază de pământuri rare
PR-Co
PRCo5 (PR = Y, Sm, Ce, La, Nd, Pr sau
amestecuri de pământuri rare)
SmCo5, anul 1967, (notaţie simplificată 1:5)
sistemele PR-Co si PR-Ni
PR2Co17, anul 1978 (notaţie simplificată 2:17)
(PR-Fe, PR-Mn, PR-Cr, etc)
PR-Fe :
Nd 2Fe14B (primii magneţi cu Nd2Fe14B
– 1984)
Coercitivitatea : atribuită în principal învelişurilor electronice
ale ionilor Sm3+ şi Nd3+,
respectiv nivelelor 4f.
Preparea aliajului prin topire în vid sau coreducere,
turnare sau răcire rapidă
P re-m ăcin are, su b 5 00  m
M ăcin are fin ă, sub 1 0  m
C o n tro lu l şi co rectarea com p o ziţiei
A lin ierea p articu lelo r şi p resarea
p u lb erii
S in terizare şi tratam en t term ic
C alib rare
A co p erire
M ag n etizare
Schema procedeului tehnologic de producere
a magneţilor sinterizaţi
pe bază de pământuri rare
Curbele de demagnetizare şi structura magneţilor NdFe-B obtinuţi prin 3 procedee [143] :
a – magneţi legaţi,
b – magneţi produşi prin presare la cald,
c – magneţi produşi prin procedeul “die-upset”
J.F. Herbst, J.J. Croat,
J. Magn. Magn. Mater., 100 (1991), 57-78
Dezvoltarea producţiei de magneţi
Ne-Fe-B
R.H.J. Fastenau, E.J. Van Loenen,
J. Magn. Magn. Mater., 157-158 (1996), 1-6
MAGNETII PE BAZA DE SmCo (1:5)
SI CERINTELE MAGNETULUI IDEAL –
TABLOU COMPARATIV
•Produs energetic (BH)max cât mai mare;
– Bun
•Magnetizare (inducţie) de saturaţie foarte
– Bun
mare;
•Magnetizare (inducţie) remanentǎ foarte – Bun
mare;
•Usurinţǎ în magnetizare;
– Ecelent
•Câmp coercitiv foarte mare;
– Excelent
•Temperaturǎ Curie foarte mare;
– Excelent
•Coecifienţi de temperaturǎ pentru Br si MHC – Excelent
mici;
•O bunǎ rezistenţǎ la coroziune;
– Moderat
•Preţ de cost redus;
– Slab
•Rezistivitate electricǎ mare;
– Slab
•Rezistenţǎ mecanicǎ bunǎ.
– Slab
MAGNETII PE BAZA DE SmCo (2:17)
SI CERINTELE MAGNETULUI IDEAL –
TABLOU COMPARATIV
•Produs energetic (BH)max cât mai mare;
– Bun
•Magnetizare (inducţie) de saturaţie foarte
– Bun
mare;
•Magnetizare (inducţie) remanentǎ foarte – Bun
mare;
•Usurinţǎ în magnetizare;
–Slab
•Câmp coercitiv foarte mare;
– Excelent
•Temperaturǎ Curie foarte mare;
– Excelent
•Coecifienţi de temperaturǎ pentru Br si MHC – Excelent
mici;
•O bunǎ rezistenţǎ la coroziune;
– Bun
•Preţ de cost redus;
– Slab
•Rezistivitate electricǎ mare;
– Slab
•Rezistenţǎ mecanicǎ bunǎ.
– Slab
MAGNETII SINTERIZATI NdFeB
SI CERINTELE MAGNETULUI IDEAL –
TABLOU COMPARATIV
•Produs energetic (BH)max cât mai mare;
– Excelent
•Magnetizare (inducţie) de saturaţie foarte
– Excelent
mare;
•Magnetizare (inducţie) remanentǎ foarte – Excelent
mare;
•Usurinţǎ în magnetizare;
– Excelent
•Câmp coercitiv foarte mare;
– Bun
•Temperaturǎ Curie foarte mare;
– Slab
•Coecifienţi de temperaturǎ pentru Br si MHC – Slab
mici;
•O bunǎ rezistenţǎ la coroziune;
– Slab
•Preţ de cost redus;
– Moderat
•Rezistivitate electricǎ mare;
– Slab
•Rezistenţǎ mecanicǎ bunǎ.
– Slab