آهنرباهای کبالت ساماریوم

آهنرباهای کبالت ساماریوم

آهنرباهای مبتنی بر Sm2Co{1}}به دلیل خواص منحصر به فرد مغناطیسی در دمای بالا و پایداری مغناطیسی برتر، همچنان نقش غیر قابل جایگزینی در صنعت آهنربای دائم ایفا می کنند. آنها به طور گسترده در موتورهای پرسرعت، ارتباطات الکترونیکی و کاربردهای هوافضا استفاده می شوند. آهنرباهای محصول پرانرژی برای تسریع در کوچک سازی و کارایی دستگاه ها بسیار مهم هستند. بنابراین، دستیابی به آهنرباهای SmCo با کارایی بالا از زمان معرفی Sm2Co17 یک هدف بوده است.

آهنرباهای مبتنی بر Sm2Co{1} از ساماریوم، کبالت، آهن، مس و زیرکونیوم تشکیل شده‌اند. محتوای هر عنصر تأثیر متفاوتی بر عملکرد مغناطیسی دارد. ریزساختار آهنرباهای مبتنی بر Sm2Co{3} یک ساختار سلولی متشکل از فاز سلولی 2:17R، فاز مرزی سلولی 1:5H و فاز پلاکتی 1:3R غنی از Zr است. سلول 2:17R یک فاز لوزی شکل است که محور طولانی آن در امتداد محور مغناطیسی آسان تراز شده است. به عنوان فاز اصلی حاوی Th2Zn{15}}رومبوهدرال Sm2(Co, Fe)17 غنی از آهن است. این فاز اصلی 2:17R مغناطیس اشباع بالا (Ms) را برای آهنربا فراهم می کند که در نهایت باقیمانده (Br) را تعیین می کند. فاز 1:5H یک فاز مرزی سلولی CaCu{23}}غنی از مس از نوع Sm(Co, Cu)5 است که نیروی اجباری آهن‌رباها را از طریق پین کردن دیواره دامنه افزایش می‌دهد. فاز پلاکتی غنی از Zr 1:3R عمود بر محور c قرار دارد و در سراسر ساختار سلولی گسترش می یابد. این فاز به مس اجازه می دهد تا در فاز مرزی سلول منتشر شود، فاز سلولی را گسترش می دهد و انرژی دیواره دامنه فاز مرز سلولی را افزایش می دهد و در نتیجه اجبار را افزایش می دهد.

علاوه بر اندازه فاز سلولی، کمیت، ضخامت و ترکیب فاز مرزی سلول نیز بر خواص مغناطیسی کلی آهنرباها تأثیر می گذارد. مقدار نظری محصول حداکثر انرژی یک آهنربای دائمی با مجذور مغناطش اشباع آن (Ms) متناسب است. افزایش Ms برای دستیابی به یک محصول پر انرژی ضروری است. به عنوان یک پارامتر حساس به ساختار، محصول انرژی را می توان با بهینه سازی ساختار سلولی نیز بهبود بخشید. به عبارت دیگر، Ms و محصول انرژی آهنربای ساماریوم کبالت را می توان به طور موثر از طریق بهینه سازی ترکیب و اصلاح فرآیند عملیات حرارتی افزایش داد. محتوای آهن در فاز اصلی Sm2 (Co, Fe) 17 عمدتاً برای بهبود Ms و Br آهن‌رباها مفید است. مغناطش اشباع (Js) فاز Sm2Co17 تقریباً 12 کیلو گرم است. با افزایش محتوای Fe، Js Sm2(Co{8}}.8Fe{{{10}}}.2)17 و Sm2(Co0.7Fe0.3)17 می‌توانند به به ترتیب 13.5 کیلوگرم و 16.3 کیلوگرم. با این حال، اگر محتوای آهن در Sm (Co، Fe، Cu، Zr)z از 25 درصد وزنی بیشتر شود، ساختار سلولی به طور غیر طبیعی رشد می کند. این ساختار سلولی بزرگ بر همگنی آن تأثیر منفی می‌گذارد و در نتیجه باعث کاهش شدید در اجبار و مربع بودن منحنی مغناطیس زدایی می‌شود.

با استفاده از فرز جت و اصلاح عملیات حرارتی، SDM بر تولید انبوه آهنرباهای SmCo با کارایی بالا مسلط شده است. عملکرد مغناطیسی آنها با شرکت Electron Energy Corporation (EEC) و Arnold Magnetic Technologies قابل مقایسه است.