Imanes de neodimio pequeños NdFeB sinterizados
Los pequeños imanes de neodimio NdFeB sinterizados se fabrican a partir de una combinación de varias materias primas para conseguir sus propiedades magnéticas. Los elementos primarios en la composición de los imanes NdFeB sinterizados incluyen neodimio (Nd), hierro (Fe) y boro (B). Además, pueden añadirse otros elementos como disprosio (Dy) o praseodimio (Pr) para mejorar el rendimiento de los imanes, especialmente en aplicaciones de alta temperatura o para aumentar la resistencia a la desmagnetización.
Todos sabemos que las principales materias primas de los pequeños imanes permanentes de neodimio NdFeB sinterizados son el neodimio, el hierro y el boro, pero además se añaden muchos otros elementos a las materias primas, y estos elementos desempeñan diferentes papeles en los imanes. , los fabricantes suelen diseñar las fórmulas de los productos en función de las necesidades de los usuarios. Se puede decir que la fórmula de la materia prima es la información más secreta de cada fabricante.
Los más de diez elementos del NdFeB sinterizado son como los distintos condimentos que debemos añadir para elaborar un manjar. Es precisamente por la combinación científica y regular de estos elementos con diferentes propiedades intrínsecas y funciones por lo que está hecho nuestro NdFeB. El boro se presenta en distintos grados y propiedades. Comprender el significado de cada elemento es de gran importancia para entender mejor el rendimiento y los costes de fabricación de los distintos grados. A continuación presentamos brevemente el valor de estos elementos.
Para facilitar la comprensión, podemos dividir los elementos constitutivos del NdFeB en tres categorías:
◇ Uno son los elementos principales RE (Ce, Gd, Nd, Dy, etc.), Fe, B, que son los principales responsables de la formación de granos de fase principal RE2Fe14B.
◇ El segundo son los elementos pequeños, como Al, Co, Ga y Zr, que se encargan principalmente de optimizar el recubrimiento de los límites de grano en relación con los granos de la fase principal.
◇ En tercer lugar, los elementos impuros, como el carbono, el oxígeno, etc., se introducen inevitablemente en las materias primas y en la producción.
En la figura siguiente se muestra un diagrama esquemático de los tipos de elementos NdFeB.
Los fabricantes de materias primas reales a menudo tienen ciertas desviaciones debido a las diferentes rutas de proceso utilizadas en el proceso de producción. Por ejemplo, la proporción de PrNd cambiará de 20:80 a 25:75, GdFe aparecerá menos de 75%, y B en diferentes lotes de BFe El contenido fluctuará en gran medida, lo que nos obliga a utilizar en proporción al contenido real de cada lote de documentos de inspección de calidad durante el uso.
Cada elemento contenido en los pequeños imanes de neodimio NdFeB tiene sus propias características únicas, como:
◇ La introducción de elementos La y Ce reducirá la remanencia Br y la fuerza coercitiva Hcj del imán, pero su precio es muy barato y puede reducir costes;
◇ REFeB compuesto por el elemento Nd puro en sustitución del PrNd tiene una magnetización de saturación muy alta y puede utilizarse para preparar imanes de remanencia ultra alta;
◇ La introducción del elemento Tb puede mejorar mucho el Hcj del imán, pero su coste es extremadamente caro;
◇ El elemento Gd es relativamente barato. El REFeB formado por él tiene la temperatura de Curie más alta y puede preparar imanes resistentes a altas temperaturas, pero reducirá significativamente el Br.
Para averiguar cómo combinarlos para producir un imán con el rendimiento requerido al menor coste, necesitamos comprender las características de cada elemento en los pequeños imanes de neodimio NdFeB.
Más de 80%-90% del coste del material se compone principalmente de la parte "alta y baja" de la nota, donde la parte "-" indica que la cantidad de adición es muy pequeña o el precio es barato, lo que tiene poco impacto en el coste global pequeños imanes de neodimio. Entre ellos, el La y el Ce se añaden principalmente para reducir costes. En los últimos años, con el continuo avance de la tecnología, los imanes de Ce se han utilizado cada vez en grados más altos.
Mediante un profundo conocimiento de las características de los elementos mencionados y la comprensión del impacto de los distintos elementos en el proceso de sinterización, la densidad de sinterización, el proceso de envejecimiento y el rendimiento del producto, podemos guiarnos para fabricar productos de imanes de neodimio pequeños de NdFeB con un mayor rendimiento de costes.
El campo magnético es invisible e intangible, así que ¿cómo dibujar su forma y describir su dirección? La simulación por elementos finitos es una buena manera de hacerlo.
La simulación por elementos finitos, también llamada simulación FEA (Finite Element Analysis), utiliza ordenadores para simular sistemas físicos reales mediante complejas ecuaciones matemáticas, modelos y fórmulas.
Utilizando elementos simples e interactuantes (es decir, unidades), un número limitado de La incógnita se utiliza para aproximar el sistema real con una incógnita infinita. Ha sido ampliamente utilizado en los campos de campo de temperatura, campo eléctrico pequeños imanes de neodimio, campo magnético, campo de fuerza, campo de infiltración, campo de ondas acústicas y otros campos. Entre los programas de simulación de campos magnéticos más utilizados se encuentran ANSYS, ABAQUS, Comsol Multiphysics, JMAG-Designer y EasiMotor.
Es relativamente difícil iniciarse en el uso de software de simulación. Además de superar los problemas en el uso del nuevo software, también es necesario comprender los parámetros magnéticos de diferentes materiales en la biblioteca de materiales. Y debido a que la simulación de campo magnético es relativamente nicho pequeños imanes de neodimio, casi todos los materiales de imanes permanentes y materiales blandos en la biblioteca de materiales de software Materiales magnéticos no están completos, y también implica la posibilidad de establecer nuevos materiales.
Cómo establecer los parámetros magnéticos y las curvas de desmagnetización de los nuevos materiales. Todo ello debe basarse en un conocimiento profundo del propio material y en los conocimientos básicos del magnetismo.
Diferentes software de elementos finitos pueden tener diferentes técnicas de uso pequeños imanes de neodimio. Este artículo utiliza el software ANSYS como ejemplo para introducir los pasos comunes para la simulación por elementos finitos de campos magnéticos de imanes permanentes:
1. Seleccione el tipo de diseño. El software ANSYS tiene muchos módulos de diseño. Incluso el módulo de diseño de campo electromagnético especializado también incluye módulos de diseño para alta frecuencia, campo eléctrico, circuito y campo magnético estático. El módulo de campo magnético estático se selecciona generalmente para la simulación magnética de superficie pequeños imanes de neodimio.
2. Modelado. De forma similar al modelado 2D 3D, dibuje la forma, la posición y los puntos de prueba de los imanes que deben simularse. Los modelos también pueden importarse mediante software de dibujo 2D y 3D.
3. Añadir materiales. Todos los materiales deben tener propiedades de material definidas, de lo contrario por defecto serán vacío o se producirán errores de ejecución. Cabe señalar aquí que los imanes permanentes necesitan definir la dirección de magnetización, y la dirección de magnetización se define generalmente en función del sistema de coordenadas.
4. Establezca el dominio de cálculo. Un dominio de cálculo adecuado es fundamental. Si no establece un dominio de cálculo, por defecto todo el espacio será un dominio de cálculo pequeños imanes de neodimio. Aunque esto es coherente con la situación real, porque de hecho no puede haber otras sustancias que interfieren alrededor del imán, esto dará lugar a un gran error en los resultados del cálculo. Además, la operación requiere mucho tiempo.
5. Establecer las condiciones de contorno. Establecer los límites sirve para ajustar las condiciones del dominio de cálculo y reducir la complejidad del problema. Establecer límites razonables puede ayudarnos a ahorrar mucho tiempo en los cálculos. Diferentes límites tienen diferentes significados. Para simulaciones de campos magnéticos estáticos se suelen elegir límites en forma de globo. .
6. Configure la fuente de excitación. Cuando el material seleccionado es un imán permanente, el sistema nos ayudará automáticamente a seleccionar la excitación magnetostática. Si necesitamos simular el campo magnético de la bobina, debemos añadir tensión o corriente como fuente de excitación.
7. Divida la malla. El mallado consiste simplemente en conectar estos cálculos de elementos finitos para crear una estructura de malla. El software incluye el mallado. Cuanto más densa sea la estructura de malla, más precisos serán los resultados y más tiempo llevará.
8. Añadir configuración de la solución. Aquí puede establecer la tasa de error y el número de pasos de cálculo, y el sistema también viene con ajustes predeterminados.
9. Añadir operación de solución. Ese es el resultado que quieres que te ayude a obtener esta simulación, ya sea para ver la dirección de las líneas del campo magnético o los datos del campo magnético.
10. Post-proceso. Una vez finalizada la simulación, se puede visualizar el diagrama de líneas del campo magnético (escalar o vectorial), varios diagramas de nubes, los datos y parámetros establecidos al inicio del periodo que hay que simular, etc.
Un imán permanente crea un campo magnético a su alrededor debido a la alineación de sus dominios magnéticos dentro del material pequeños imanes de neodimio. Este campo magnético se extiende desde el imán en todas direcciones y se caracteriza por su intensidad y dirección.
La intensidad del campo magnético producido por un imán permanente depende de factores como la composición del material, la forma y el tamaño del imán y el proceso de magnetización que experimenta.
Cerca de la superficie de un imán permanente, el campo magnético suele ser más intenso y se debilita gradualmente a medida que uno se aleja del imán. La intensidad del campo magnético disminuye con la distancia según la ley del cuadrado inverso pequeños imanes de neodimio, que establece que la intensidad del campo magnético disminuye con el cuadrado de la distancia al imán.
El campo magnético producido por un imán permanente tiene magnitud y dirección. La dirección de las líneas de campo magnético se define como la dirección en la que apuntaría el polo norte de una aguja de brújula si se colocara en el campo pequeños imanes de neodimio. Las líneas de campo se extienden desde el polo norte del imán hasta el polo sur, formando bucles cerrados fuera del imán.
Los imanes permanentes se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, como motores eléctricos, generadores, máquinas de imágenes por resonancia magnética (IRM), separación magnética, sensores y muchas otras pequeños imanes de neodimio, debido a su capacidad para producir un campo magnético estable y persistente sin necesidad de una fuente de energía externa.
