الخصائص الفيزيائية للنيوديميوم والحديد والبورون المتكلس

الخاصية الميكانيكية http://www.مغناطيس-للأبد.كوم

تتضمن مؤشرات الأداء الميكانيكية للصلب المغناطيسي الصلابة وقوة الضغط وقوة الانحناء وقوة الشد وصلابة التأثير ومعامل يونغ وما إلى ذلك. يعد بورون الحديد النيوديميوم مادة هشة نموذجية. يتمتع الفولاذ المغناطيسي بصلابة عالية وقوة ضغط، ولكن قوة انحناء وقوة شد وصلابة تأثير ضعيفة. يتسبب هذا في فقدان الفولاذ المغناطيسي للزوايا بسهولة أو حتى التشقق أثناء المعالجة والمغناطيسية والتجميع. عادة ما يتم تثبيت الفولاذ المغناطيسي في المكونات والمعدات باستخدام فتحات البطاقات أو اللاصق، مع توفير امتصاص الصدمات وحماية التخزين المؤقت أيضًا. سطح الكسر لبورون الحديد النيوديميوم المتكلس هو كسر حبيبي نموذجي، ويتم تحديد خصائصه الميكانيكية بشكل أساسي من خلال بنيته المعقدة متعددة المراحل، بالإضافة إلى تركيبة الصياغة ومعايير العملية والعيوب الهيكلية (المسام والحبيبات الكبيرة والخلع وما إلى ذلك). بشكل عام، كلما انخفض إجمالي كمية العناصر الأرضية النادرة، كانت الخصائص الميكانيكية للمادة أضعف. من خلال إضافة معادن ذات نقطة انصهار منخفضة مثل نحاس و جا باعتدال، يمكن تحسين توزيع طور حدود الحبوب لتعزيز صلابة الفولاذ المغناطيسي. يمكن أن تؤدي إضافة معادن ذات نقطة انصهار عالية مثل زر و ملحوظة و تي وما إلى ذلك إلى تكوين أطوار ترسب عند حدود الحبوب، وتحسين حجم الحبوب، وقمع انتشار الشقوق، مما يساعد على تحسين القوة والصلابة؛ ومع ذلك، فإن الإضافة المفرطة للمعادن ذات نقطة الانصهار العالية يمكن أن تسبب صلابة مفرطة للمواد المغناطيسية، مما يؤثر بشكل خطير على كفاءة المعالجة. في عملية الإنتاج الفعلية، من الصعب موازنة الخصائص المغناطيسية والميكانيكية للمواد المغناطيسية. بسبب متطلبات التكلفة والأداء، غالبًا ما يكون من الضروري التضحية بسهولة معالجتها وتجميعها.

الخصائص الحرارية 

تشمل مؤشرات الأداء الحراري الرئيسية للفولاذ المغناطيسي المصنوع من الحديد النيوديميوم والبورون التوصيل الحراري والسعة الحرارية النوعية ومعامل التمدد الحراري.

ينخفض ​​أداء الفولاذ المغناطيسي تدريجيًا مع زيادة درجة الحرارة، لذا فإن ارتفاع درجة حرارة محركات المغناطيس الدائم يصبح عاملًا رئيسيًا يؤثر على ما إذا كان المحرك يمكنه العمل تحت الحمل لفترة طويلة. يمكن للتوصيل الحراري الجيد وتبديد الحرارة تجنب ارتفاع درجة الحرارة والحفاظ على التشغيل الطبيعي للمعدات. لذلك، نأمل أن يتمتع الفولاذ المغناطيسي بموصلية حرارية عالية وسعة حرارية محددة، والتي يمكنها توصيل وتبديد الحرارة بسرعة، مع التسبب أيضًا في ارتفاع درجة حرارة أقل تحت نفس كمية الحرارة. من السهل مغناطيسية الفولاذ المغناطيسي المصنوع من الحديد النيوديميوم والبورون في اتجاه معين (محور ∥ C)، وسوف يتمدد الفولاذ المغناطيسي عند تسخينه في هذا الاتجاه؛ ولكن هناك ظاهرة تمدد سلبية في الاتجاهين (محور ⊥ C) يصعب مغناطيسيتها، أي الانكماش الحراري. إن وجود تباين التمدد الحراري يجعله عرضة للتشقق أثناء عملية التلبيد للفولاذ المغناطيسي الحلقي الإشعاعي؛ وفي المحركات المغناطيسية الدائمة، غالبًا ما يتم استخدام إطارات المواد المغناطيسية الناعمة كدعم للفولاذ المغناطيسي، وستؤثر خصائص التمدد الحراري المختلفة للمادتين على القدرة على التكيف الأبعادي بعد ارتفاع درجة الحرارة.

الأداء الكهربائي

في بيئة المجال الكهرومغناطيسي المتناوب لدوران محرك المغناطيس الدائم، سيتم توليد خسائر التيار الدوامي في الفولاذ المغناطيسي، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة. نظرًا لأن خسائر التيار الدوامي تتناسب عكسياً مع المقاومة الكهربائية، فإن زيادة المقاومة الكهربائية للمغناطيس الدائم المصنوع من النيوديميوم والحديد والبورون يمكن أن تقلل بشكل فعال من خسائر التيار الدوامي وارتفاع درجة حرارة المغناطيس. يتم تحقيق هيكل الفولاذ المغناطيسي المثالي عالي المقاومة من خلال زيادة جهد القطب للمرحلة الغنية بالأرض النادرة، وتشكيل طبقة عزل يمكنها منع نقل الإلكترون، وتحقيق لف وفصل حدود الحبوب عالية المقاومة بالنسبة لحبوب المرحلة الرئيسية، وبالتالي تحسين مقاومة مغناطيس النيوديميوم والحديد والبورون المتكلس. ومع ذلك، لا يمكن لتقنيات التنشيط أو الطبقات للمواد غير العضوية حل مشكلة تدهور الخصائص المغناطيسية. حاليًا، لا يوجد حتى الآن تحضير فعال للمغناطيسات التي تجمع بين المقاومة العالية والأداء العالي