مغناطيس N50 NdFeB
تُعد دراسة تباين الخواص المغناطيسية لمغناطيس NdFeB (NdFeB) (مغناطيس NdFeB من حديد النيوديميوم) أمرًا بالغ الأهمية لفهم خواصها المغناطيسية وتحسين أدائها لمختلف التطبيقات N50 NdFeB. يشير تباين الخواص المغناطيسية إلى الاعتماد الاتجاهي للخصائص المغناطيسية للمادة، بما في ذلك قابليتها المغناطيسية وقابليتها للإكراه والتماسك والقدرة على إعادة التماسك. إليك كيفية دراسة التباين المغناطيسي لمغناطيس NdFeB:
1.مغناطيسي
تُظهِر التجارب أن أي مادة يمكن أن تكون ممغنطة بدرجة أكبر أو أقل في مجال مغناطيسي خارجي، ولكن درجة المغنطة مختلفة. ووفقًا لخصائص المواد في المجالات المغناطيسية الخارجية، يمكن تقسيم المواد إلى خمس فئات: المواد البارامغناطيسية، والمواد الممغنطة الثنائية المغناطيسية، والمواد المغناطيسية الحديدية، والمواد الحديدية المغناطيسية، والمواد الحديدية المغناطيسية، والمواد المضادة للمغناطيسية.
نطلق على المواد البارامغناطيسية والمواد ثنائية المغناطيسية المواد المغناطيسية الضعيفة، ونطلق على المواد المغناطيسية الحديدية والمواد الحديدية المغناطيسية المواد المغناطيسية القوية.
2. المواد المغناطيسية
مادة مغناطيسية ناعمة: إنها مادة مغناطيسية ذات قوة قسرية منخفضة ونفاذية مغناطيسية عالية يمكنها تحقيق أقصى كثافة مغنطة مع أصغر مجال مغناطيسي خارجي. المواد المغناطيسية اللينة سهلة المغنطة وإزالة المغنطة. على سبيل المثال: الفريت الناعم، سبيكة نانوية نانوية غير متبلورة.
المواد المغناطيسية الصلبة: تسمى أيضًا مواد المغناطيس الدائم N50 NdFeB، وهي مواد يصعب مغنظتها ويصعب إزالة مغناطيسها بمجرد أن يتم مغنظتها. السمة الرئيسية لها هي القوة القسرية العالية، بما في ذلك مواد المغناطيس N50 NdFeB المغناطيسية الأرضية النادرة الدائمة، ومواد المغناطيس الدائم المعدنية ومغناطيس الفريت الدائم.
المواد المغناطيسية الوظيفية: تشمل بشكل أساسي المواد المغناطيسية التقبضية المغناطيسية ومواد التسجيل المغناطيسي ومواد المقاومة المغناطيسية ومواد الفقاعات المغناطيسية والمواد المغناطيسية البصرية والمواد المغناطيسية البصرية ومواد الأغشية المغناطيسية وغيرها.
3. مادة المغناطيس الدائم NdFeB
تستخدم مادة مغناطيس NdFeB الملبد NdFeB الدائم Nd50 NdFeB عملية تعدين المسحوق. يتم تحويل السبيكة المصهورة إلى مسحوق وضغطها في شكل مضغوط في مجال مغناطيسي. يتم تلبيد السبيكة المضغوطة في غاز خامل أو في فراغ لتحقيق التكثيف. من أجل تحسين القوة القسرية للمغناطيس، وعادةً ما يتطلب الأمر معالجة حرارية متقادمة، ثم المعالجة اللاحقة والمعالجة السطحية للحصول على المنتج النهائي.
مغناطيس NdFeB المترابط مصنوع من مسحوق مغناطيس N50 NdFeB الدائم الممزوج بمواد الربط مثل المطاط ذي قابلية الرياح الجيدة أو البلاستيك الصلب والخفيف والمطاط، ويتم تشكيله مباشرة في مكونات مغناطيس دائم بأشكال مختلفة وفقًا لمتطلبات المستخدم.
يمكن ل NdFeB المضغوط على الساخن تحقيق خصائص مغناطيسية مماثلة لخصائص NdFeB الملبد دون إضافة عناصر أرضية نادرة ثقيلة. ويتميز بكثافة عالية، واتجاه عالٍ، ومقاومة جيدة للتآكل، وإكراه عالٍ، وشكل شبه شبكي. المزايا، ولكن الخواص الميكانيكية ضعيفة وتكاليف المعالجة أعلى بسبب احتكار براءة الاختراع.
4- ريماننس بر
يشير إلى شدة الحث المغناطيسي الذي يظهره مغناطيس NdFeB الملبد عندما يتم مغنطة المغناطيس بواسطة مجال مغناطيسي خارجي في بيئة دائرة مغلقة إلى التشبع التقني ثم إزالة المجال المغناطيسي الخارجي. في المصطلحات العامة، يمكن فهمها مؤقتًا على أنها القوة المغناطيسية للمغناطيس بعد المغنطة. الوحدات هي تسلا (T) وجاوس (Gs)، 1Gs=0.0001T.
5. القوة القسرية Hcb
عندما يكون المغناطيس ممغنطًا بشكل عكسي، فإن قيمة شدة المجال المغناطيسي العكسي المطلوبة لتقليل شدة الحث المغناطيسي إلى الصفر تسمى مغناطيس الحث المغناطيسي N50 NdFeB. ومع ذلك، فإن شدة مغنطة المغناطيس لا تساوي صفرًا في هذا الوقت، ولكن المجال المغناطيسي العكسي المطبق وشدة مغنطة المغناطيس يلغي كل منهما الآخر. إذا أُزِيل المجال المغناطيسي الخارجي في هذا الوقت، يظل للمغناطيس خواص مغناطيسية معينة. الوحدة هي Oersted (Oe) أو A/m (A/m)، 1A/m=79.6Oe.
6- القوة القسرية الجوهرية Hcj
تُسمَّى قوة المجال المغناطيسي العكسي اللازمة لتقليل مغنطة المغناطيس إلى الصفر القوة القسرية الجوهرية. يعتمد تصنيف درجات المواد المغناطيسية على حجم القوة القسرية الجوهرية. القسرية المنخفضة N، والقسرية المتوسطة M، والقسرية العالية H، والقسرية العالية للغاية UH، والقسرية العالية للغاية EH، والقسرية العالية للغاية TH.
7. ناتج الطاقة المغناطيسية القصوى (BH)كحد أقصى
وهي تمثِّل كثافة الطاقة المغناطيسية الموجودة في مسافتي القطبين المغناطيسيين للمغناطيس، أي الطاقة المغناطيسية الساكنة لكل وحدة حجم من فجوة الهواء. وهي القيمة القصوى لحاصل ضرب Br وHcj. ويشير حجمها مباشرة إلى أداء المغناطيس. في ظل نفس الظروف، أي نفس الحجم ونفس عدد الأقطاب ونفس جهد التمغنط، فإن الأجزاء المغناطيسية ذات منتجات الطاقة المغناطيسية العالية لها أيضًا مغناطيسية سطحية عالية، ولكن بنفس قيمة (BH) القصوى، فإن مستوى Br و Hcj له التأثيرات التالية على المغنطة:
Br عالية، Hcj منخفضة: تحت نفس الجهد الممغنط، يمكن الحصول على مغناطيسية سطح أعلى;
انخفاض Br، ارتفاع Hcj: للحصول على نفس المغناطيسية السطحية، يلزم وجود جهد مغنطة أعلى.
8- نظام SI ونظام CGS
أي أن النظام الدولي للوحدات والنظام الغاوسي للوحدات مثل الفرق بين "المتر" و"الميل" في وحدة الطول. هناك علاقة تحويل معقدة معينة بين النظام الدولي للوحدات والنظام الغاوسي للوحدات.
9. درجة حرارة كوري
إنها درجة الحرارة التي تتغير عندها المواد المغناطيسية بين المغناطيسات الحديدية والمغناطيسات البارامغناطيسية N50 NdFeB. عندما تكون درجة حرارة المادة أقل من درجة حرارة كوري، تصبح مادة مغناطيسية حديدية. في هذا الوقت، يصعب تغيير المجال المغناطيسي المتعلق بالمادة.
عندما تكون درجة الحرارة أعلى من درجة حرارة كوري، تصبح المادة مغناطيسًا بارامغناطيسيًا، ويتغير المجال المغناطيسي للمغناطيس بسهولة مع التغيرات في المجال المغناطيسي المحيط.
تمثل درجة حرارة كوري حد درجة حرارة التشغيل النظري للمواد المغناطيسية. وتبلغ درجة حرارة كوري NdFeB حوالي 320-380 درجة مئوية. ويرتبط مستوى نقطة كوري بالبنية البلورية التي تتكون من تلبيد المغناطيس.
إذا وصلت درجة الحرارة إلى درجة حرارة كوري، ستتحرك الجزيئات الموجودة داخل مغناطيس N50 NdFeB بعنف وتنزع مغناطيسيتها، وهو أمر لا رجعة فيه. يمكن مغنطة المغناطيس مرة أخرى بعد إزالة المغنطة، ولكن القوة المغناطيسية ستنخفض بشكل كبير ويمكن أن تصل إلى حوالي 50% من القيمة الأصلية فقط.
10- درجة حرارة التشغيل
درجة حرارة التشغيل القصوى ل NdFeB الملبد أقل بكثير من درجة حرارة كوري. مع زيادة درجة الحرارة ضمن درجة حرارة التشغيل، ستنخفض القوة المغناطيسية، ولكن معظم القوة المغناطيسية ستتعافى بعد التبريد.
العلاقة بين درجة حرارة العمل ودرجة حرارة كوري: كلما ارتفعت درجة حرارة كوري، ارتفعت درجة حرارة عمل المواد المغناطيسية، وكان استقرار درجة حرارة مغناطيس N50 NdFeB أفضل. يمكن أن تؤدي إضافة الكوبالت والتيربيوم والديسبروسيوم وعناصر أخرى إلى المواد الخام NdFeB الملبدة إلى زيادة درجة حرارة كوري. ولذلك، تحتوي المنتجات ذات الإكراه العالي (H، SH، ...) بشكل عام على الديسبروسيوم المضاف.
تعتمد درجة حرارة التشغيل القصوى لمغناطيس NdFeB الملبد على خصائصه المغناطيسية الخاصة واختيار نقطة العمل. بالنسبة لنفس مغناطيس NdFeB NdFeB الملبد N50 NdFeB، كلما كانت الدائرة المغناطيسية العاملة أقرب، كلما ارتفعت درجة حرارة التشغيل القصوى للمغناطيس، وكلما كان أداء المغناطيس أكثر استقرارًا. ولذلك، فإن درجة حرارة التشغيل القصوى لمغناطيس N50 NdFeB ليست قيمة محددة، ولكنها تتغير مع درجة إغلاق الدائرة المغناطيسية.
11. اتجاه المجال المغناطيسي
تنقسم المواد المغناطيسية إلى فئتين: مغناطيس متساوي الخواص ومغناطيس متباين الخواص. الخواص المغناطيسية للمغناطيسات متساوية الخواص هي نفسها في أي اتجاه ويمكن أن تنجذب معًا في أي اتجاه N50 NdFeB، أما الخواص المغناطيسية للمغناطيسات متباينة الخواص فتختلف في اتجاهات مختلفة. يُسمَّى الاتجاه الذي يمكن الحصول فيه على أفضل الخواص المغناطيسية اتجاه اتجاه المغناطيس.
بالنسبة لمغناطيس NdFeB NdFeB الملبد المربع NdFeB N50، فإن اتجاه الاتجاه فقط هو الذي يحتوي على أكبر كثافة مجال مغناطيسي، والاتجاهان الآخران لهما كثافة مجال مغناطيسي أقل بكثير.
إذا كانت المادة المغناطيسية لها عملية توجيه أثناء عملية الإنتاج، فهي مغناطيس متباين الخواص. عادةً ما يتم تشكيل NdFeB الملبد NdFeB وضغطه مع اتجاه المجال المغناطيسي، لذلك فهو مغناطيس متباين الخواص Nd50 NdFeB. لذلك، من الضروري تحديد اتجاه الاتجاه قبل الإنتاج، أي اتجاه المغنطة المستقبلي. . يعد اتجاه المجال المغناطيسي للمسحوق أحد التقنيات الرئيسية لتصنيع NdFeB عالي الأداء. (يمكن أن يكون NdFeB المترابط NdFeB متساوي الخواص أو متباين الخواص)
12. المغناطيسية السطحية
وهو يشير إلى شدة الحث المغناطيسي عند نقطة معينة على سطح المغناطيس (تختلف مغناطيسية السطح عند مركز المغناطيس وحافته). وهي قيمة تقاس عن طريق التلامس بين مقياس الحث المغناطيسي وسطح معين من المغناطيس، وليس الأداء المغناطيسي الكلي للمغناطيس.
13- التدفق المغناطيسي
لنفترض أنه في مجال مغناطيسي منتظم مع شدة الحث المغناطيسي B، يوجد مستوٍ مساحته S وعمودي على اتجاه المجال المغناطيسي. يُسمَّى حاصل ضرب شدة الحث المغناطيسي B والمساحة S بالتدفق المغناطيسي المار عبر هذا المستوى، ويُشار إليه بالتدفق المغناطيسي، ورمزه "Φ" والوحدة هي ويبر (Wb).
التدفق المغناطيسي هو كمية فيزيائية تمثل توزيع المجال المغناطيسي. وهي كمية قياسية، لكن لها قيم موجبة وسالبة. وتمثل القيم الموجبة والسالبة اتجاهها فقط. Φ=B-S، عندما تكون هناك زاوية θ بين المستويين الرأسيين S وB، Φ=B-S-جوسθ.
14- الطلاء بالكهرباء
يتم إنتاج مادة مغناطيس NdFeB الدائمة N50 NdFeB الملبدة NdFeB عن طريق عملية تعدين المسحوق. إنها مادة مسحوق نشطة كيميائيًا للغاية. توجد مسام وتجاويف صغيرة بالداخل، والتي تتآكل وتتأكسد بسهولة في الهواء. لذلك، يجب إجراء معالجة سطحية صارمة قبل الاستخدام. ويستخدم الطلاء الكهربائي على نطاق واسع كطريقة ناضجة لمعالجة سطح المعدن.
الطلاءات الأكثر استخدامًا لمغناطيس NdFeB N50 NdFeB المغناطيسات القوية هي الطلاء بالزنك والطلاء بالنيكل. لديهما اختلافات واضحة في المظهر، ومقاومة التآكل، وعمر الخدمة، والسعر، وما إلى ذلك:
الفرق في قابلية التلميع: يتفوق الطلاء بالنيكل على الطلاء بالزنك من حيث التلميع، ويكون المظهر أكثر إشراقًا. أولئك الذين لديهم متطلبات عالية على مظهر المنتج يختارون عمومًا مغناطيس N50 NdFeB المطلي بالنيكل، في حين أن بعض المغناطيسات غير مكشوفة، وأولئك الذين لديهم متطلبات منخفضة نسبيًا على مظهر المنتج يكونون عمومًا مجلفنين.
الفرق في مقاومة التآكل: الزنك معدن نشط ويمكن أن يتفاعل مع الأحماض، لذلك تكون مقاومته للتآكل ضعيفة؛ وبعد المعالجة السطحية بالطلاء بالنيكل، تكون مقاومته للتآكل أعلى.
الفرق في عمر الخدمة: نظرًا لاختلاف مقاومة التآكل، فإن عمر خدمة طلاء الزنك أقل من عمر خدمة طلاء النيكل N50 NdFeB المغناطيس NdFeB. والسبب الرئيسي هو أن طلاء السطح يتساقط بسهولة بعد فترة طويلة من الاستخدام، مما يتسبب في أكسدة المغناطيس، وبالتالي يؤثر على الأداء المغناطيسي.
الفرق في الصلابة: طلاء النيكل أعلى من مغناطيس N50 NdFeB المطلي بالزنك. أثناء الاستخدام، يمكن أن تتجنب إلى حد كبير التصادمات وغيرها من المواقف، والتي قد تتسبب في سقوط مغناطيس NdFeB القوي أو كسره، إلخ.
فرق السعر: الجلفنة مفيدة للغاية في هذا الصدد. الأسعار من المنخفضة إلى المرتفعة هي الجلفنة، والطلاء بالنيكل، وراتنج الإيبوكسي، إلخ.
15- مغناطيس أحادي الجانب
يحتوي المغناطيس على قطبين، ولكن في بعض مواضع العمل، يلزم وجود مغناطيس أحادي الجانب، لذا يلزم تغليف جانب واحد من المغناطيس بصفائح حديدية بحيث تكون مغناطيسية الجانب المغطى بصفائح الحديد محمية. تسمى هذه المغناطيسات مجتمعة مغناطيسات أحادية الجانب. أو مغناطيس أحادي الجانب. لا يوجد شيء اسمه مغناطيس حقيقي أحادي الجانب.
