Il motivo per cui NdFeB si smagnetizza in un ambiente ad alta temperatura è determinato dalla sua stessa struttura fisica. Il motivo per cui un magnete può generare un campo magnetico è perché gli elettroni trasportati dalla sostanza stessa ruotano attorno all'atomo secondo la direzione, generando così una forza del campo magnetico, che a sua volta influenza gli affari circostanti. Tuttavia, la rotazione degli elettroni attorno agli atomi in una direzione predeterminata è limitata anche dalle condizioni di temperatura. Diversi materiali magnetici possono resistere a temperature diverse. Se la temperatura è troppo alta, gli elettroni devieranno dall’orbita originale, causando il caos. Il campo magnetico locale del materiale verrà interrotto, con conseguente smagnetizzazione.
Come migliorare la smagnetizzazione ad alta temperatura del NdFeB
Soluzione:
Migliorare la resistenza alle alte temperature dei magneti permanenti NdFeB incollati: aggiungendo l'elemento di lega Co per sostituire il Fe nella fase Nd2Fe14B, è possibile aumentare la Tc del magnete. Tuttavia, un Co eccessivo non solo aumenta il costo dei materiali, ma riduce anche l’induzione magnetica residua e il prodotto energetico massimo dei materiali a magnete permanente.
Il metodo per migliorare la resistenza alla temperatura dei magneti NdFeB sinterizzati è: le terre rare pesanti Tb e Dy possono aumentare significativamente il campo di anisotropia dei magneti NdFeB, aggiungendo elementi di terre rare pesanti (HRE), come Dy e Tb, per sostituire 2:14: Nd nella fase 1 forma una fase (HRE, Nd)2Fe14B (HRE=Dy, Tb) con un campo di anisotropia magnetica più elevato. A causa dell'accoppiamento antiferromagnetico tra atomi di terre rare pesanti e atomi di Fe, l'aggiunta di terre rare pesanti provoca una diminuzione della rimanenza e del prodotto energetico del magnete e aumenta il costo.
La tecnologia di diffusione dei bordi dei grani apparsa all'inizio del 21° secolo rappresenta un importante progresso nel campo della produzione di magneti permanenti delle terre rare. Si infiltra negli elementi pesanti delle terre rare o nelle leghe delle terre rare nel magnete sotto forma di diffusione dei bordi dei grani, aumentando efficacemente la forza coercitiva del magnete, riducendo notevolmente il contenuto di terre rare pesanti e migliorando le prestazioni in termini di costi.
Secondo il meccanismo della forza coercitiva dei magneti permanenti NdFeB sinterizzati, il dominio di magnetizzazione inversa si forma prima sulla superficie del grano, quindi la superficie del grano è l'anello più debole del magnete e l'aumento del campo di anisotropia sulla superficie del grano può ritardare il processo di magnetizzazione. formazione del dominio di magnetizzazione inversa Formato, aumentando così la forza coercitiva dell'intero magnete. La diffusione ai bordi del grano utilizza inizialmente la sostanza semplice o il composto di elementi pesanti delle terre rare Tb e Dy come agente diffondente. Attraverso il trattamento termico di diffusione, la terra rara pesante entra nel magnete dalla superficie del magnete lungo il bordo del grano e si distribuisce sul bordo del grano e sulla superficie del grano per migliorare il magnete NdFeB. Tenace. La temperatura del trattamento di diffusione è generalmente superiore al punto di fusione della fase ricca di terre rare al confine del grano nel magnete Nd-Fe-B e la fase liquida ricca di terre rare favorisce la rapida diffusione degli elementi lungo il bordo del grano. La diffusione dei bordi dei grani distribuisce le terre rare pesanti ai bordi dei grani e raramente entra nei grani, in modo che la forza coercitiva possa essere aumentata mentre si possono ridurre gli effetti negativi delle terre rare pesanti sulla rimanenza e si possono ottenere eccellenti proprietà magnetiche globali. Inoltre, gli studi hanno dimostrato che quando il motore e il generatore funzionano, l'ambiente ad alta temperatura rende preferenzialmente smagnetizzata la superficie del magnete, quindi lo strato superficiale del magnete dovrebbe avere una forza coercitiva maggiore rispetto al nucleo. Il processo di diffusione dei bordi dei grani può produrre magneti con distribuzione non uniforme di terre rare pesanti su scala macroscopica. Lo strato superficiale del magnete è arricchito con terre rare pesanti per fornire un'elevata forza coercitiva, mentre il nucleo del magnete ha solo una piccola quantità di terre rare pesanti per mantenere un'elevata rimanenza. Pertanto, la tecnologia di diffusione dei bordi dei grani non solo consente un utilizzo più efficace delle terre rare pesanti, ma raggiunge allo stesso tempo anche un'elevata forza coercitiva e un elevato prodotto di energia magnetica. Nell'attuale produzione industriale, lo spessore della maggior parte dei magneti trattati con diffusione ai bordi dei grani è inferiore a 4 mm e raramente superiore a 8 mm.
