La differenza tra i magneti convenzionali al neodimio ferro boro e i magneti contenenti cerio
Quali sono le differenze tra i magneti al cerio e i magneti permanenti al neodimio ferro boro sinterizzati prodotti con processi convenzionali? C'è una differenza nelle proprietà magnetiche? Saranno più fragili e inclini alla rottura? Questo è il problema più preoccupante per molti utilizzatori di magneti e nell'articolo di oggi forniremo una spiegazione dettagliata per tutti.
L'elemento Cerio Ce ha una caratteristica di valenza variabile e un piccolo raggio ionico. Quando il contenuto di Ce è elevato, è facile formare la fase CeFe2, rendendo difficile per il magnete raggiungere un'elevata coercività. A causa della bassa magnetizzazione di saturazione e del campo anisotropico di CeFeB, di solito è richiesta l'elaborazione di diffusione dopo l'aggiunta di Ce al magnete per migliorarne ulteriormente le prestazioni.
Quando la quantità di elemento Ce aggiunto è relativamente piccola, l'impatto sulle prestazioni di diffusione può essere sostanzialmente ignorato. Quando la quantità di magnete Ce aggiunto è relativamente grande, specialmente dopo più del 12%, la microstruttura del magnete si deteriora più gravemente. Non solo riduce significativamente il miglioramento delle prestazioni di diffusione, ma porta anche al deterioramento della squadratura del magnete a causa della non uniformità della microstruttura.
Da una prospettiva di utilizzo, quando il contenuto di Ce del substrato è basso, nelle stesse condizioni di Br e Hcj, non vi è alcuna differenza significativa nel momento magnetico e nell'effetto di smagnetizzazione ad alta temperatura tra magneti contenenti Ce e magneti privi di cerio, e le loro caratteristiche di utilizzo sono sostanzialmente le stesse. Quando il contenuto di cerio del substrato è superiore all'8%, in particolare al 12%, si dovrebbe prestare particolare attenzione al fenomeno della magnetizzazione di saturazione incompleta e della smagnetizzazione ad alta temperatura causata dai doppi fattori di basso Hcj e bassa quadratura, al fine di evitare il fenomeno di magnetizzazione residua ma momento magnetico insufficiente e coercività ma smagnetizzazione termica insufficiente.
Esistono anche alcune differenze nella resistenza alla temperatura tra il processo di preparazione convenzionale e quello di preparazione tramite diffusione dei magneti al cerio.
Rispetto ai magneti convenzionali, anche le proprietà meccaniche dei magneti drogati con Ce subiranno un peggioramento in caso di variazioni del contenuto di Ce durante la lavorazione e l'uso.
Il deterioramento delle proprietà meccaniche dei magneti drogati con Ce è dovuto principalmente alla formazione della fase CeFe2 dopo un'eccessiva aggiunta di Ce, che distrugge notevolmente l'effetto di infiltrazione e accoppiamento dei bordi dei grani rispetto ai grani della fase principale, con conseguente significativa diminuzione delle proprietà meccaniche. Dati sperimentali rilevanti mostrano che quando l'aggiunta di Ce è superiore al 10%, le proprietà meccaniche dei magneti Ce diminuiscono addirittura del 20-50%. Gli indicatori delle prestazioni meccaniche includono durezza, resistenza alla compressione, resistenza alla flessione, resistenza alla trazione, tenacità all'impatto, modulo di Young, ecc. La diminuzione delle proprietà meccaniche rende i magneti al neodimio ferro boro, che sono già fragili, più inclini a cadute angolari o addirittura a crepe durante la lavorazione, la magnetizzazione e l'assemblaggio.
In sintesi, quando si utilizzano magneti Ce ultra-alti, dobbiamo prestare grande attenzione al cattivo effetto di diffusione causato da Ce elevato, microstruttura irregolare del prodotto, aree magnetiche deboli locali, facile smagnetizzazione ad alte temperature e proprietà meccaniche ridotte. Attualmente, con il continuo avanzamento della tecnologia di processo, sempre più aziende stanno prestando attenzione e superando le difficoltà tecniche di CeFe2, e questi problemi di accompagnamento Ce elevato si stanno gradualmente indebolindo.