samarium kobaltové magnety

samarium kobaltové magnety

Magnety na bázi Sm2Co{1}} nadále hrají nezastupitelnou roli v průmyslu permanentních magnetů díky svým jedinečným vysokoteplotním magnetickým vlastnostem a vynikající magnetické stabilitě. Jsou široce používány ve vysokorychlostních motorech, elektronické komunikaci a leteckých aplikacích. Vysokoenergetické produktové magnety jsou klíčové pro urychlení miniaturizace a účinnosti zařízení. Proto bylo dosažení vysoce výkonných magnetů SmCo cílem od zavedení Sm2Co17.

Magnety na bázi Sm2Co{1}} se skládají ze samaria, kobaltu, železa, mědi a zirkonia. Obsah každého prvku má jiný vliv na magnetický výkon. Mikrostruktura magnetů na bázi Sm2Co17- je buněčná struktura sestávající z 2:17R buněčné fáze, 1:5H buněčné hraniční fáze a 1:3R destičkové fáze bohaté na Zr. Buňka 2:17R je romboedrická fáze s dlouhou osou zarovnanou podél osy snadné magnetizace. Jako hlavní fázi obsahuje Th2Zn17-typ romboedrický Sm2(Co, Fe)17 bohatý na Fe. Tato hlavní fáze 2:17R poskytuje magnetu vysokou saturační magnetizaci (Ms), která nakonec určuje remanenci (Br). Fáze 1:5H je buněčná hraniční fáze CaCu5- typu Sm(Co, Cu)5 bohatá na Cu, která zvyšuje koercitivitu magnetů prostřednictvím spojování doménových stěn. Fáze destiček 1:3R bohatá na Zr je orientována kolmo k ose c a rozprostírá se přes buněčnou strukturu. Tato fáze umožňuje mědi difundovat do buněčné hraniční fáze, expandovat buněčnou fázi a zvyšovat energii stěny domény buněčné hraniční fáze, čímž se zvyšuje koercivita.

Kromě velikosti buněčné fáze ovlivňuje celkové magnetické vlastnosti magnetů také množství, tloušťka a složení fáze na hranici buněk. Teoretická hodnota maximálního energetického produktu permanentního magnetu je úměrná druhé mocnině jeho saturační magnetizace (Ms). Zvýšení Ms je nezbytné pro dosažení vysoce energetického produktu. Jako parametr citlivý na strukturu lze energetický produkt také zlepšit optimalizací buněčné struktury. Jinými slovy, Ms a energetický produkt magnetů Samarium Cobalt lze účinně zlepšit optimalizací složení a úpravou procesu tepelného zpracování. Obsah Fe v hlavní fázi Sm2(Co, Fe)17 slouží hlavně ke zlepšení Ms a Br magnetů. Saturační magnetizace (Js) fáze Sm2Co17 je přibližně 12 kGs. S rostoucím obsahem Fe mohou Js Sm2(Co{8}}.8Fe{{10}}.2)17 a Sm2(Co0.7Fe0.3)17 dosáhnout 13,5 kg a 16,3 kg. Pokud však obsah Fe v Sm(Co, Fe, Cu, Zr)z překročí 25 % hmotn., buněčná struktura roste abnormálně. Tato předimenzovaná buněčná struktura negativně ovlivňuje její homogenitu, což má za následek prudký pokles koercivity a pravoúhlosti demagnetizační křivky.

S využitím tryskového frézování a úpravy tepelného zpracování zvládla SDM hromadnou výrobu vysoce výkonných magnetů SmCo. Jejich magnetický výkon je srovnatelný s výkonem Electron Energy Corporation (EEC) a Arnold Magnetic Technologies.