آهنربای نئودیمیوم چیست و چه کاربردی دارد؟

آهنربای نئودیمیوم (همچنین به عنوان آهنربای NdFeB، NIB یا Neo شناخته می شود) پرکاربردترین نوع آهنربای زمین است. این آهنربای دائمی از آلیاژ نئودیمیم، آهن و بور ساخته شده و ساختار بلوری چهار گوش Nd2Fe14B را تشکیل می دهد. آهنرباهای نئودیمیم در سال 1984 توسط دو شرکت بزرگ جنرال موتورز و سومیتومو متالز تولید شدند. این قوی ترین آهنربای دائمی صنعتی است. با توجه به فرآیندهای مختلف تولید، آنها به دو زیر گروه، آهنرباهای متخلخل NdFeB و آهنرباهای پیوندی تقسیم می شوند. NdFeB در موتورهای الکتریکی، دستگاه های بی سیم، هارد دیسک ها و کانکتورهای مغناطیسی استفاده می شود. با مطالعه این مقاله در مجله شیمی فیزیک، در مورد استفاده از این آهنربا بیشتر بدانید.

خواص آهنربای نئودیمیم

آهنربای نئودیمیم از عنصر نئودیمیم تشکیل شده است. این آهنربا دارای آهنربای شگفت انگیز و قوی ترین آهنربای شناخته شده در جهان است.

آهنرباهای نئودیمیم می توانند به راحتی هزاران وزن خود را بلند کنند. آهنرباهای نئودیمیم بر اساس حداکثر انرژی آنها طبقه بندی می شوند که مربوط به خروجی شار مغناطیسی در واحد حجم است. مقادیر بالاتر نشان دهنده آهنرباهای قوی تر است. یک طبقه بندی بین المللی گسترده برای آهنرباهای متخلخل از NdFeB وجود دارد. مقادیر آنها از 28 تا 52 متغیر است.

خواص مغناطیسی آهنربای نئودیمیم

برخی از خواص مهم مورد استفاده برای مقایسه آهنرباهای دائمی عبارتند از:Remanence (Br) قدرت میدان مغناطیسی را اندازه گیری می کند.

قدرت پیوند Hci مقاومت ماده در برابر مغناطیس شدن است.

حداکثر انرژی BHmax، چگالی انرژی مغناطیسی با حداکثر مقدار چگالی شار مغناطیسی B بر روی شدت میدان مغناطیسی H تعیین می شود.

دمای کور TC، دمایی که در آن مواد مغناطیسی خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهند.

آهنرباهای نئودیمیوم دارای دوام، نیروی اجباری و انرژی بسیار بالایی هستند که اغلب با تابش نور کمتری نسبت به سایر آهنرباها همراه هستند. آلیاژهای مغناطیسی نئودیمیم ویژه ای از جمله تربیوم و پراکندگی ساخته شده اند که دمای کور بالاتری دارند و به آنها اجازه می دهد در دماهای بالاتر مقاومت کنند.

خوردگی و فرسایش آهنربای نئودیمیم

آهنرباهای نئودیمیم پس از پنج ماه قرار گرفتن در معرض هوا به شدت خورده می شوند.متخلخل Nd2Fe14B در برابر خوردگی آسیب پذیر است، به ویژه در مرزهای دانه آهنرباهای متخلخل. این نوع خوردگی می تواند باعث آسیب جدی شود، از جمله فروپاشی آهنربا به پودری از ذرات مغناطیسی کوچک یا تشکیل یک لایه سطحی روی سطح. آبکاری نیکل یا آبکاری نیکل با پوشش مسی روش های استانداردی هستند، اگرچه از پوشش های فلزات دیگر یا پوشش های محافظ پلیمر و لاک نیز استفاده می شود.

نئودیمیم دارای ضریب منفی است، به این معنی که نیروی اجباری همراه با چگالی انرژی مغناطیسی (BHmax) با افزایش دما کاهش می یابد. آهنرباهای نئودیمیم-آهن-بور در دمای اتاق فشار بالایی دارند، اما با افزایش دمای 100 درجه سانتیگراد (212 درجه فارنهایت)، در حالی که دمای کوری افزایش می یابد (حدود 320 درجه سانتیگراد یا 608 درجه فارنهایت)، فشار کاهش می یابد. بالا کاهش. سقوط اجباری کارایی آهنربا را در شرایط دمای بالا مانند توربین های بادی، موتورهای هیبریدی و غیره محدود می کند.

خطرات آهنربای نئودیمیم

آهنرباهای حاوی نئودیمیم می توانند خطراتی را ایجاد کنند که در سایر آهنرباها وجود ندارد. آهنرباهای نئودیمیم به اندازه کافی قوی هستند که به اندام ها آسیب می رسانند و حتی استخوان ها را می شکنند. آهنرباهایی که خیلی به هم نزدیک می شوند می توانند با نیروی کافی به یکدیگر ضربه بزنند، له کردن آهنرباهای شکننده و تراشه های پرنده می تواند باعث آسیب های مختلف به خصوص آسیب های چشمی شود. حتی گزارش شده است که در کودکان خردسالی که چندین آهن ربا را بلعیده اند، قسمت هایی از دستگاه گوارش بین دو آهنربا فشرده شده و باعث آسیب یا مرگ می شود. این نیز می تواند یک خطر جدی برای سلامتی باشد.

مزایای استفاده از آهنربای نئودیمیم

مهمترین مزایای آهنربای نئودیمیم به شرح زیر است:

کیفیت و قدرت بالا

کارایی هزینه برای کلیه صنایع و معادن

روش های تولید آهنرباهای نئودیمیم

دو روش اصلی برای ساخت آهنربای نئودیمیم وجود دارد:

1. متالورژی پودر کلاسیک یا فرآیند با آهنرباهای متخلخل

آهنرباهای متخلخل از مواد خام ذوب شده در کوره، ریخته گری در قالب و سرد شدن به شکل بلوک ساخته می شوند. شمش ها به صورت پودر در آمده و آسیاب می شوند. سپس پودر در بلوک های متراکم متخلخل است. سپس بلوک ها تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند، در قالب ها بریده می شوند و سطح مغناطیسی می شود.

2. فرآیند انجماد یا پیوند سریع

آهنرباهای متصل با ذوب یک نوار نازک از آلیاژ NdFeB ساخته می شوند. نوار حاوی نانومقیاس‌های تصادفی Nd2Fe14B است. سپس نوار پودر شده، با پلیمر مخلوط شده و با فشرده سازی یا تزریق به آهنرباها متصل می شود.

کاربرد آهنربای نئودیمیم

آهنرباهای نئودیمیومی جایگزین آهنرباهای آلنیکو و فریت در فناوری مدرن می شوند که به آهنرباهای دائمی قوی نیاز دارند، زیرا قدرت بالاتر آنها اجازه می دهد تا آهنرباهای کوچکتر و سبکتر برای کاربردهای خاص استفاده شوند. چند نمونه عبارتند از:

فعال کننده های فصل برای هارد دیسک های کامپیوتر

کلیدهای مکانیکی برای روشن کردن سیگارهای الکترونیکی

قفل های در

اسپیکر و هدفون

بلندگوهای موبایل، بازخورد لمسی و فعال کننده فوکوس خودکار

یاتاقان ها و اتصالات مغناطیسی

طیف سنج NMR

موتورهای الکتریکی

گجت های بی سیم

موتورهای سروو

بالابر و کمپرسور

تولید آهنرباهای حلقه ای

اکثر هارد دیسک ها دارای آهنرباهای قوی هستند

این فانوس از آهنربای نئودیمیم برای تولید برق استفاده می کند.

آهنرباهای نئودیمیم دارای پوشش هایی مانند نیکل، نقره و طلا برای جلوگیری از اکسیداسیون هستند.

نئودیمیم در آهنرباهای دائمی بسیار قوی استفاده می شود. این آهنرباها ارزانتر از آهنرباهای کبالت / ساماریوم هستند.

مکان های استفاده از آهنربای نئودیمیم

آهنربای نئودیمیم در مکان های زیر استفاده می شود:

اتصال مواد مصرفی در کارگاه ها و کارخانه ها

ظروف آویزان در آشپزخانه

عکس ها و تصاویر را روی در و کابینت های یخچال قرار دهید

پرده ها را بدون نیاز به پرده نصب کنید

بین ستون های ساختمان