As propriedades mecânicas do aço magnético incluem a dureza, a resistência à compressão, a resistência à flexão, a resistência à tração, a resistência ao impacto, o módulo de Young, etc. A produção de ímanes sinterizados é um material frágil típico. A dureza e a resistência à compressão do aço magnético são elevadas, mas a resistência à flexão, a resistência à tração e a resistência ao impacto são fracas. Isto faz com que o aço magnético seja propenso a cair nos cantos ou mesmo a rachar durante o processamento, magnetização e montagem. O aço magnético em componentes e equipamento tem normalmente de ser fixado com ranhuras ou adesivos e, ao mesmo tempo, proporcionar absorção de choques e proteção de amortecedores.
A superfície de fratura do NdFeB sinterizado é uma fratura intergranular típica e as suas propriedades mecânicas são determinadas principalmente pela sua estrutura multifásica complexa e estão também relacionadas com os componentes da fórmula, os parâmetros do processo e os defeitos estruturais (buracos, grãos grandes, deslocações, etc.). De um modo geral, quanto menor for a quantidade total de terras raras, piores serão as propriedades mecânicas do material. A adição de Cu, Ga e outros metais de baixo ponto de fusão numa quantidade adequada, melhorando a distribuição da fase limite do grão, pode aumentar a tenacidade do aço magnético. A adição de metais de ponto de fusão elevado, como o Zr, o Nb e o Ti, pode formar fases precipitadas nos limites dos grãos, o que pode suprimir a extensão das fissuras durante a refinação dos grãos e ajudar a melhorar a resistência e a tenacidade; mas a adição excessiva de metais de ponto de fusão elevado causará a dureza dos materiais magnéticos.
No processo de produção atual, é difícil equilibrar as propriedades magnéticas e mecânicas dos materiais magnéticos. Devido aos requisitos de custo e desempenho, é frequentemente necessário sacrificar a facilidade de processamento e montagem.
propriedades térmicas
Os principais indicadores de desempenho térmico dos ímanes de NdFeB incluem a condutividade térmica, a capacidade térmica específica e o coeficiente de expansão térmica.
O desempenho do aço magnético diminui gradualmente com o aumento da temperatura, pelo que o aumento da temperatura do motor de ímanes permanentes se torna o principal fator que afecta o funcionamento a longo prazo do motor. Só uma boa capacidade de condução e dissipação de calor pode evitar o sobreaquecimento e manter o funcionamento normal do equipamento. Por conseguinte, esperamos que o aço magnético tenha uma elevada condutividade térmica e capacidade térmica específica. Por um lado, o calor pode ser rapidamente conduzido e dissipado e, ao mesmo tempo, o mesmo calor causará um menor aumento de temperatura.
Os ímãs NdFeB são fáceis de magnetizar em uma direção específica (eixo ∥C), e os ímãs se expandirão quando aquecidos nessa direção; mas há um fenômeno de expansão negativa nas duas direções (eixo ⊥C) que são difíceis de magnetizar, ou seja, encolhimento térmico. A existência de anisotropia de expansão térmica torna o aço magnético do anel radiante fácil de quebrar durante a sinterização; e em motores de ímã permanente, a estrutura de material magnético macio é frequentemente usada como suporte do aço magnético, e as diferentes caraterísticas de expansão térmica dos dois materiais afetarão o aumento da temperatura. Tamanho adequado.
propriedades eléctricas
No ambiente de campo eletromagnético alternado em que o motor de ímanes permanentes roda, o íman irá gerar perdas de corrente de Foucault e provocar um aumento de temperatura. Uma vez que a perda de corrente de Foucault é inversamente proporcional à resistividade, o aumento da resistividade do íman permanente NdFeB reduzirá eficazmente a perda de corrente de Foucault do íman e o aumento da temperatura do íman. A estrutura ideal de aço magnético de alta resistividade é aumentar o potencial do elétrodo da fase rica em terras raras para formar uma camada de isolamento que pode impedir a transmissão de electrões, e realizar o envolvimento e separação de limites de grãos de alta resistência em relação aos grãos da fase principal, melhorando assim o íman NdFeB sinterizado. Resistividade. No entanto, nem a dopagem de materiais inorgânicos nem a tecnologia de estratificação podem resolver o problema da deterioração das propriedades magnéticas, e ainda não existe uma preparação eficaz de ímanes com elevada resistividade e elevado desempenho.
Tem alguma ideia de como é criado o poderoso íman NdFeB? Os ingredientes necessários estão contidos numa liga que tem de ser moída em pequenas partículas, reunidas numa forma e depois sinterizadas. Depois disso, é cortado no tamanho necessário para o acabamento. Durante este processo, parece sempre que estamos a fazer um bolo.
Os motores de aeronaves de alto desempenho têm muitos requisitos tecnológicos e também muitas necessidades de matérias-primas. O desempenho do motor está intimamente relacionado com o desempenho das matérias-primas. Um motor de aviação tem um sistema operativo mais complexo. Gera muito calor, pelo que os componentes do motor têm de ser resistentes ao calor. Esta técnica é incrivelmente exigente e complexa. São necessários muitos metais de terras raras como matérias-primas para fazer estas ligas. O cobalto é um elemento bruto crucial para a criação de ligas resistentes ao calor, ligas duras, ligas anti-corrosão, ligas magnéticas e diferentes sais de cobalto devido à sua resistência a altas temperaturas como metal de terras raras.
O mercado das terras raras é diversificado. É mais do que um simples produto; é constituído por 15 elementos de terras raras, incluindo ítrio, escândio e outros compostos com níveis de pureza que variam entre 46% cloreto e 99,9999% metal de terras raras. tem várias aplicações. Existem inúmeros produtos, bem como substâncias e misturas relacionadas. Começamos por descrever os métodos de separação das terras raras e o processo de fundição, um a um, começando pela extração inicial do minério.
Beneficiação de terras raras
A utilização das variações nas caraterísticas físicas e químicas dos muitos minerais que compõem o minério é conhecida como beneficiação. Para melhorar os minerais benéficos do minério e eliminar as impurezas prejudiciais, são utilizadas várias técnicas de beneficiação, juntamente com vários processos e equipamentos de beneficiação. Para além disso, foi submetido a um processamento mecânico para remover os minerais de ganga.
Apenas uma pequena percentagem, ou mesmo nenhuma, de óxidos de terras raras se encontra nos minérios de terras raras que são extraídos em todo o mundo. Antes da fundição, os minerais de terras raras são beneficiados para os separar dos minerais de ganga e de outros minerais valiosos, de modo a satisfazer as necessidades de produção da fundição. Para aumentar o teor de óxidos de terras raras, pode obter-se uma concentração de terras raras que satisfaça as necessidades da metalurgia das terras raras. A flotação é normalmente utilizada na beneficiação de minério de terras raras e é frequentemente combinada com a separação por gravidade e a separação magnética.
Método de decomposição de concentrados de terras raras
As formas comuns de terras raras nos concentrados incluem carbonatos, fluoretos, fosfatos, óxidos e silicatos, todos eles difíceis de dissolver na água. Através de vários processos químicos, as terras raras devem ser transformadas em substâncias solúveis em água ou em ácidos inorgânicos. Vários compostos mistos de terras raras, como os cloretos mistos de terras raras, são criados como produtos ou separados após dissolução, separação, purificação, concentração ou queima, etc. Este procedimento é conhecido como decomposição do concentrado de terras raras ou pré-tratamento de uma única matéria-prima de terras raras.
Existem várias técnicas para decompor as concentrações de terras raras, e estas técnicas podem geralmente ser classificadas em três grupos: método ácido, método alcalino e decomposição por cloração. A decomposição do ácido clorídrico, a decomposição do ácido sulfúrico e a decomposição do ácido fluorídrico são os três tipos de decomposição ácida. A decomposição de hidróxido de sódio, a fusão de hidróxido de sódio e a torrefação de soda são os três tipos de decomposição alcalina. Em geral, os conceitos de tipo, caraterísticas de qualidade, plano de produto, apoio à recuperação e utilização completa de elementos terrestres não raros, higiene laboral e proteção ambiental, e racionalidade económica são utilizados para escolher o fluxo de processo correto.
fusão de metais de terras raras
Os processos de hidrometalurgia e pirometalurgia são ambos utilizados para fundir as terras raras.
A maior parte de todo o processo na hidrometalurgia das terras raras é efectuada em solução e solvente. Por exemplo, as técnicas de separação química, como a extração por solventes e a permuta iónica, são utilizadas na decomposição de concentrados de terras raras, na separação de óxidos de terras raras, de compostos de terras raras e de metais de terras raras isolados. O método de extração por solventes orgânicos, um procedimento geral para a separação comercial de elementos únicos de terras raras de elevada pureza, é o mais frequentemente utilizado. O processo hidrometalúrgico é complexo, a pureza do produto é elevada e existem muitos artigos que podem ser produzidos utilizando esta técnica.
O rendimento é elevado e o processo pirometalúrgico é simples. Na fundição a fogo de terras raras, as ligas de terras raras são produzidas principalmente por redução térmica de silício, os metais ou ligas de terras raras são produzidos por eletrólise de sal fundido e as ligas de terras raras são produzidas por redução térmica de metais. A produção a altas temperaturas é um aspeto típico da pirometalurgia.
O método utilizado para produzir terras raras
Os dois principais produtos do sector das terras raras são o carbonato de terras raras e o cloreto de terras raras. Atualmente, estes dois produtos são produzidos principalmente através de dois métodos diferentes. O primeiro método é um método de torrefação com ácido sulfúrico concentrado, enquanto o segundo é o método da soda cáustica, também conhecido como método alcalino.
Uma parte significativa dos elementos de terras raras na natureza coabita com minerais de apatite e fosforite, para além de diferentes minerais de terras raras. Os estimados 100 mil milhões de toneladas de depósitos de rocha fosfática existentes em todo o mundo têm uma concentração média de terras raras de 0,5. No mundo, pensa-se que existem 50 milhões de toneladas de terras raras relacionadas com a rocha fosfática. Devido ao baixo teor de terras raras da mina e ao seu estado de ocorrência único, foram investigados numerosos processos de reciclagem, tanto a nível nacional como internacional. Estes processos podem ser divididos em métodos húmidos e métodos térmicos; nos métodos húmidos, o ácido de decomposição pode ser ácido nítrico, ácido clorídrico ou ácido sulfúrico.
Todos os tipos de recuperação de terras raras do processo químico do fósforo estão diretamente relacionados com a forma como a rocha fosfática é processada. A taxa de recuperação de terras raras durante o fabrico térmico pode aproximar-se de 60%.
Atualmente, está a centrar-se no desenvolvimento de rocha fosfática de baixa qualidade devido à exploração contínua de depósitos de rocha fosfática. O principal processo utilizado pela indústria química do fósforo é o processo de ácido fosfórico por via húmida do ácido sulfúrico. A área de investigação da produção de ímanes sinterizados é agora a recuperação de terras raras em ácido fosfórico produzido por processamento húmido de ácido sulfúrico. O processo de gestão do enriquecimento de terras raras em ácido fosfórico e a utilização de solventes orgânicos para a extração de terras raras é mais favorável do que os métodos anteriormente descobertos no fabrico de ácido fosfórico por via húmida de ácido sulfúrico.
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