Công nghệ và ứng dụng nam châm ndfeb thiêu kết

Khái niệm nam châm thiêu kết được phát triển vào năm 1957 bởi Giáo sư Peter Eisenman và lần đầu tiên được sử dụng trong việc chế tạo các tấm quang điện ở Đức và Hoa Kỳ. Khái niệm nam châm thiêu kết dựa trên phản ứng hóa học tự nhiên tạo thành hợp chất khi kết hợp một nguyên tố với hạt nhân không có từ tính. Với công nghệ thiêu kết, các đặc tính của vật liệu trung tâm có độ tự làm thấp bị thay đổi đáng kể do sự thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ trong nhiệt độ xử lý, tạo ra đỉnh cao về độ dẫn nhiệt ở 880 C với khả năng dẫn nhiệt giảm xuống dưới 810 C dẫn đến bột thiêu kết có độ dẫn nhiệt cao hơn. Vật liệu thiêu kết mới cũng thể hiện cường độ nén cao ở nhiệt độ phòng.

Click để tham quan sản phẩm của chúng tôi: Nam châm NdFeB thiêu kết

Việc sử dụng lớp phủ ndfeb thiêu kết này lần đầu tiên được sử dụng để phủ các lá thép với mục đích cải thiện độ bền và tuổi thọ mỏi. Lớp phủ này được phát hiện có khả năng chống mài mòn cao, giảm cả ứng suất nhiệt và ứng suất cơ học cho các ứng dụng yêu cầu tải trọng nén cao. Sau đó người ta phát hiện ra rằng tác động kết hợp của hai đặc tính này đã dẫn đến sự cải thiện công suất điện của lá kim loại, với khả năng tạo ra dòng điện lớn trên một đơn vị diện tích của lớp phủ. Khả năng tăng lực nén theo yêu cầu để chịu tải, cùng với việc tăng kích thước của các tấm kim loại sẽ cho phép phát triển các kết cấu lớn hơn nhiều với độ bền kéo cao hơn nhiều so với trước đây. Các ngành công nghiệp khác đã sớm áp dụng khái niệm này để phủ các kim loại khác với kết quả tương tự.

Ứng dụng của lớp phủ thiêu kết độc đáo này cũng rất hữu ích trong ngành sản xuất nơi ứng dụng và chức năng của nam châm vĩnh cửu rất quan trọng đối với hiệu suất của nhiều quy trình. Ngoài những lợi ích đã được mô tả, lớp phủ thiêu kết còn cung cấp thêm độ bền và độ bền so với lớp phủ không từ tính tiêu chuẩn. Việc sử dụng vật liệu thiêu kết mang lại một số lợi thế so với các phương pháp sản xuất khác. Ví dụ, lá thiêu kết không cần sử dụng bất kỳ chất trợ dung nào. Hơn nữa, chúng có thể cải thiện 50% mức độ dẫn điện so với các loại lá mỏng không nhiễm từ. Điều này có nghĩa là việc sử dụng vật liệu thiêu kết thay cho tấm lá mỏng trong các ứng dụng chịu tải cao như máy mài giảm biến dạng rung và máy chà nhám rung sẽ cho phép các máy này hoạt động với hiệu suất tối ưu trong thời gian dài hơn đáng kể.

Do đặc tính điện và từ độc đáo của vật liệu thiêu kết, thành phần kim loại thiêu kết trong các ứng dụng này có khả năng hỗ trợ dòng điện lớn hơn nhiều so với các thành phần không thiêu kết. Đặc biệt, các lá kim loại thiêu kết có độ dày khoảng 0,15 để tạo ra dòng điện dương giúp các máy này có thể chạy liên tục ở mức tải cao. Ngoài ra, do khả năng chịu tải dòng điện của tấm thiêu kết cao hơn nhiều nên các thành phần này mang lại khả năng độc đáo để xử lý các vật liệu có trọng lượng lớn hơn và dày hơn.

Việc áp dụng các thành phần thiêu kết đòi hỏi một loại lớp phủ khác để đạt được các đặc tính cơ học có lợi. Có thể sử dụng quy trình ứng dụng gồm hai phần được gọi là nam châm ndfeb và mạ điện hạt kim loại. Trong quy trình nam châm ndfeb, dạng nam châm phẳng của một tấm kim loại được phủ một vật liệu mài mòn để lại vết sần sùi trên tấm nam châm phẳng. Vật liệu kim loại thiêu kết cũng có thể chứa thuốc nhuộm được phủ trên cả tấm nam châm phẳng và bề mặt kim loại phẳng. Các hạt trong nam châm ndfeb có thể có kích thước bất kỳ, nhưng thông thường chúng có chiều rộng từ một phần tư đến nửa milimét.

Mặc dù quy trình được mô tả ở trên được coi là yêu cầu bảo trì tương đối thấp nhưng điều quan trọng cần lưu ý là dầu cơ học và bụi phải được loại bỏ khỏi các bộ phận kim loại thiêu kết sau khi sử dụng. Nếu các bộ phận này không được bảo dưỡng đúng cách, có khả năng dầu cơ học hoặc các phương pháp xử lý khác sẽ bị khô và hỏng sớm. Quá trình thiêu kết tia lửa plasma cũng được coi là yêu cầu bảo trì thấp, nhưng vì kim loại thiêu kết phải có đủ diện tích bề mặt để tiếp nhận hợp chất thiêu kết nên cần phải áp dụng hợp chất thiêu kết trong một thời gian dài. Nếu các thành phần kim loại thiêu kết tiếp xúc với độ ẩm, các vết nứt có thể phát triển.

Hai công nghệ này cung cấp một phương pháp thay thế để đạt được ma sát cảm ứng cao và tăng độ bền với cùng đặc tính cơ học. Không giống như vật liệu thiêu kết, cấu trúc vi mô trong xử lý nhiệt cho phép tăng đáng kể sự hình thành các cầu phân tử lớn và các hạt có kích thước nanomet. Lớp bổ sung này cung cấp mức độ bền kéo cao hơn nhiều so với bất kỳ công nghệ nào khác đã biết. Xử lý nhiệt cũng có khả năng mang lại sự gia tăng đáng kể trong việc tạo ra mức năng lượng cơ học cao.

Nam châm được thiết kế dựa trên cấu trúc vi mô có thể cung cấp một giải pháp thay thế thực tế cho các sản phẩm hệ số căn chỉnh từ tính thiêu kết nd-fe-b hiện nay trên thị trường. Do các hạt trong vật liệu nam châm được thiết kế rất nhỏ nên tính chất cơ học được cải thiện rất nhiều. Các hạt được hình thành lớn hơn nhiều, cho phép các hạt được thiết kế tạo thành các lớp vỏ kim loại rỗng với các hạt có kích thước gần micron. Sau đó, những lỗ rỗng này được lấp đầy bằng kim loại nd-Fe-b thiêu kết, giúp cải thiện đáng kể cả độ bền kéo và tính chất cơ học.