Gesinterte kleine NdFeB-Neodym-Magnete
Gesinterte kleine NdFeB-Neodym-Magnete werden aus einer Kombination verschiedener Rohstoffe hergestellt, um ihre magnetischen Eigenschaften zu erzielen. Zu den Hauptelementen in der Zusammensetzung von gesinterten NdFeB-Magneten gehören Neodym (Nd), Eisen (Fe) und Bor (B). Zusätzlich können andere Elemente wie Dysprosium (Dy) oder Praseodym (Pr) hinzugefügt werden, um die Leistung der Magnete zu verbessern, insbesondere bei Hochtemperaturanwendungen oder um die Widerstandsfähigkeit gegen Entmagnetisierung zu erhöhen.
Wir alle wissen, dass die Hauptrohstoffe von gesinterten NdFeB-Permanentmagneten aus Neodym, Eisen und Bor bestehen, aber darüber hinaus werden den Rohstoffen viele andere Elemente hinzugefügt, die in den Magneten unterschiedliche Rollen spielen. Die Hersteller entwerfen oft Produktformeln, die auf den Bedürfnissen der Benutzer basieren. Die Rohstoffformel kann als streng geheime Information der einzelnen Hersteller bezeichnet werden.
Die mehr als zehn Elemente von gesintertem NdFeB sind wie die verschiedenen Gewürze, die wir hinzufügen müssen, um eine Delikatesse zuzubereiten. Unser NdFeB wird gerade durch die wissenschaftliche und regelmäßige Kombination dieser Elemente mit unterschiedlichen Eigenschaften und Funktionen hergestellt. Bor gibt es in einer Vielzahl unterschiedlicher Qualitäten und Eigenschaften. Das Verständnis der Bedeutung der einzelnen Elemente ist für uns von großer Bedeutung, um die Leistung und die Herstellungskosten der verschiedenen Sorten besser zu verstehen. Im Folgenden stellen wir kurz den Wert dieser Elemente vor.
Zum besseren Verständnis können wir die Bestandteile von NdFeB in drei Kategorien einteilen:
Das eine sind die Hauptelemente RE (Ce, Gd, Nd, Dy usw.), Fe und B, die hauptsächlich für die Bildung der RE2Fe14B-Hauptphasenkörner verantwortlich sind.
Das zweite sind kleine Elemente wie Al, Co, Ga und Zr, die hauptsächlich für die Optimierung der Beschichtung der Korngrenzen im Verhältnis zu den Körnern der Hauptphase verantwortlich sind.
Drittens: Verunreinigungen wie Kohlenstoff, Sauerstoff usw. werden unweigerlich in die Rohstoffe und die Produktion eingebracht.
Die nachstehende Abbildung zeigt ein schematisches Diagramm der verschiedenen NdFeB-Elemente.
Bei den tatsächlichen Rohstoffherstellern gibt es oft gewisse Abweichungen, die auf die unterschiedlichen Produktionswege zurückzuführen sind. Zum Beispiel wird das Verhältnis von PrNd von 20:80 auf 25:75 ändern, GdFe wird weniger als 75% erscheinen, und B in verschiedenen Chargen von BFe Der Inhalt wird stark schwanken, die uns erfordert, um es im Verhältnis zu den tatsächlichen Inhalt der einzelnen Chargen von Qualitätskontrolle Dokumente während der Nutzung zu verwenden.
Jedes Element, das in kleinen NdFeB-Neodym-Magneten enthalten ist, hat seine eigenen einzigartigen Eigenschaften, wie zum Beispiel:
Die Einführung von La- und Ce-Elementen verringert die Remanenz Br und die Koerzitivfeldstärke Hcj des Magneten, aber sein Preis ist sehr günstig und kann die Kosten senken;
REFeB, das aus reinem Nd als Ersatz für PrNd besteht, weist eine sehr hohe Sättigungsmagnetisierung auf und kann zur Herstellung von Magneten mit ultrahoher Remanenz verwendet werden;
Die Einführung des Tb-Elements kann den Hcj-Wert des Magneten erheblich verbessern, ist aber extrem teuer;
Das Element Gd ist relativ billig. Das daraus gebildete REFeB hat die höchste Curie-Temperatur und kann hochtemperaturbeständige Magnete herstellen, aber es wird das Br deutlich reduzieren.
Um herauszufinden, wie man einen Magneten mit der erforderlichen Leistung zu den niedrigsten Kosten herstellen kann, müssen wir die Eigenschaften der einzelnen Elemente in kleinen NdFeB-Neodym-Magneten verstehen.
Mehr als 80%-90% der Materialkosten ist vor allem der "hohe und niedrige" Teil der Note, wo die "-"-Teil zeigt an, dass die Höhe der Zugabe ist sehr klein oder der Preis ist billig, die wenig Einfluss auf die Gesamtkosten kleine Neodym-Magnete hat zusammen. La und Ce werden vor allem aus Kostengründen zugesetzt. In den letzten Jahren, mit dem kontinuierlichen Fortschritt der Technologie, wurden Ce-Magnete in mehr und mehr höheren Qualitäten verwendet.
Durch ein tiefes Verständnis der Eigenschaften der oben genannten Elemente und der Auswirkungen der verschiedenen Elemente auf den Sinterprozess, die Sinterdichte, den Alterungsprozess und die Produktleistung können wir NdFeB-Kleinmagnete mit einer höheren Kostenleistung herstellen.
Das Magnetfeld ist unsichtbar und nicht greifbar. Wie kann man also die Form des Magnetfeldes zeichnen und die Richtung des Magnetfeldes beschreiben? Die Finite-Elemente-Simulation ist eine gute Möglichkeit, dies zu tun.
Bei der Finite-Elemente-Simulation, auch FEA-Simulation (Finite-Elemente-Analyse) genannt, werden Computer eingesetzt, um reale physikalische Systeme mit Hilfe komplexer mathematischer Gleichungen, Modelle und Formeln zu simulieren.
Mit einfachen und interagierenden Elementen (d.h. Einheiten) wird eine begrenzte Anzahl von Die unbekannte Größe wird verwendet, um das reale System mit unendlicher unbekannter Größe anzunähern. Es wird häufig in den Bereichen Temperaturfeld, elektrisches Feld, kleine Neodym-Magnete, Magnetfeld, Kraftfeld, Sickerfeld, akustisches Wellenfeld und anderen Bereichen eingesetzt. Zu den häufig verwendeten Magnetfeldsimulationssoftware gehören ANSYS, ABAQUS, Comsol Multiphysics, JMAG-Designer und EasiMotor.
Der Einstieg in die Simulationssoftware ist relativ schwierig. Neben der Überwindung der Probleme bei der Verwendung der neuen Software, müssen Sie auch die magnetischen Parameter der verschiedenen Materialien in der Materialbibliothek zu verstehen. Und weil Magnetfeld-Simulation ist relativ Nische kleinen Neodym-Magneten, fast alle Permanentmagneten Materialien und weiche Materialien in der Software Materialbibliothek Magnetische Materialien sind nicht vollständig, und es beinhaltet auch die Möglichkeit der Einrichtung neuer Materialien.
Wie lassen sich die magnetischen Parameter und Entmagnetisierungskurven neuer Materialien bestimmen? All dies muss auf einem gründlichen Verständnis des Materials selbst und dem Grundwissen über Magnetismus beruhen.
Verschiedene FEA-Software kann unterschiedliche Techniken für kleine Neodym-Magnete haben. In diesem Artikel wird die ANSYS-Software als Beispiel verwendet, um die allgemeinen Schritte für die Finite-Elemente-Simulation von Permanentmagnet-Magnetfeldern vorzustellen:
1. Wählen Sie den Entwurfstyp. ANSYS Software hat viele Entwurfsmodule. Selbst das spezialisierte Modul für den Entwurf elektromagnetischer Felder umfasst auch Entwurfsmodule für Hochfrequenz, elektrisches Feld, Schaltung und statisches Magnetfeld. Das Modul für statische Magnetfelder wird in der Regel für die Simulation von kleinen Neodym-Magneten an der Oberfläche ausgewählt.
2. Modellierung. Ähnlich wie bei der 2D-3D-Modellierung zeichnen Sie die Form, Position und Testpunkte der zu simulierenden Magnete. Die Modelle können auch über 2D- und 3D-Zeichensoftware importiert werden.
3. Materialien hinzufügen. Alle Materialien müssen über definierte Materialeigenschaften verfügen, da sie sonst standardmäßig auf Vakuum eingestellt sind oder Lauffehler auftreten. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass bei Dauermagneten die Magnetisierungsrichtung definiert werden muss, und die Magnetisierungsrichtung wird im Allgemeinen auf der Grundlage des Koordinatensystems festgelegt.
4. Legen Sie den Berechnungsbereich fest. Ein geeignetes Berechnungsgebiet ist entscheidend. Wenn Sie kein Berechnungsgebiet festlegen, wird standardmäßig der gesamte Raum als Berechnungsgebiet für kleine Neodym-Magnete verwendet. Obwohl dies der tatsächlichen Situation entspricht, da es in der Tat keine anderen störenden Substanzen um den Magneten herum geben kann, führt dies zu einem großen Fehler in den Berechnungsergebnissen. Außerdem ist der Vorgang zeitaufwändig.
5. Randbedingungen festlegen. Das Festlegen von Grenzen dient dazu, die Einstellungen des Berechnungsbereichs anzupassen und die Komplexität des Problems zu verringern. Das Festlegen sinnvoller Grenzen kann uns helfen, bei den Berechnungen viel Zeit zu sparen. Verschiedene Grenzen haben unterschiedliche Bedeutungen. Normalerweise wählen wir für statische Magnetfeldsimulationen Ballongrenzen. .
6. Stellen Sie die Anregungsquelle ein. Wenn das ausgewählte Material ein Dauermagnet ist, hilft uns das System automatisch bei der Auswahl der magnetostatischen Erregung. Wenn wir das Magnetfeld der Spule simulieren wollen, müssen wir Spannung oder Strom als Anregungsquelle hinzufügen.
7. Unterteilen Sie das Gitter. Meshing bedeutet einfach, diese Finite-Elemente-Berechnungen zu verbinden, um eine Netzstruktur zu erstellen. Die Software wird mit Meshing geliefert. Je dichter die Netzstruktur ist, desto genauer sind die Ergebnisse und desto zeitaufwändiger ist sie.
8. Lösungseinstellungen hinzufügen. Hier können Sie die Fehlerquote und die Anzahl der Berechnungsschritte einstellen, und das System enthält auch Standardeinstellungen.
9. Lösungsvorgang hinzufügen. Das ist das Ergebnis, das Sie mit dieser Simulation erhalten möchten, sei es die Richtung der Magnetfeldlinien oder die Magnetfelddaten.
10. Nachbearbeitung. Nach Abschluss der Simulation können Sie das Magnetfeld-Liniendiagramm (skalar oder vektoriell), verschiedene Wolkendiagramme, die zu Beginn der zu simulierenden Periode eingestellten Daten und Parameter usw. einsehen.
Ein Dauermagnet erzeugt aufgrund der Ausrichtung seiner magnetischen Domänen im Material kleiner Neodym-Magnete ein Magnetfeld um sich herum. Dieses Magnetfeld erstreckt sich vom Magneten in alle Richtungen und ist durch seine Stärke und Richtung gekennzeichnet.
Die Stärke des von einem Dauermagneten erzeugten Magnetfelds hängt von Faktoren wie der Materialzusammensetzung, der Form und Größe des Magneten und dem Magnetisierungsprozess ab, den er durchläuft.
In der Nähe der Oberfläche eines Dauermagneten ist das Magnetfeld in der Regel stärker, und es wird allmählich schwächer, je weiter man sich vom Magneten entfernt. Die Stärke des Magnetfelds nimmt mit der Entfernung ab, entsprechend dem Gesetz des umgekehrten Quadrats für kleine Neodym-Magnete, das besagt, dass die Stärke des Magnetfelds mit dem Quadrat der Entfernung vom Magneten abnimmt.
Das von einem Dauermagneten erzeugte Magnetfeld hat sowohl eine Größe als auch eine Richtung. Die Richtung der magnetischen Feldlinien ist definiert als die Richtung, in die der Nordpol einer Kompassnadel zeigen würde, wenn sie in das Feld kleiner Neodym-Magnete gestellt würde. Die Feldlinien verlaufen vom Nordpol des Magneten zum Südpol und bilden außerhalb des Magneten geschlossene Schleifen.
Dauermagnete werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. in Elektromotoren, Generatoren, Magnetresonanztomographen, Magnetabscheidern, Sensoren und vielen anderen kleinen Neodym-Magneten, da sie ein stabiles und dauerhaftes Magnetfeld erzeugen können, ohne dass eine externe Stromquelle erforderlich ist.
