Propriétés physiques du néodyme fer bore fritté

Les aimants permanents en néodyme fer bore fritté, en tant que composants fonctionnels de base, sont largement utilisés dans les instruments et équipements tels que les moteurs, l'électroacoustique, les aimants et les capteurs. Pendant le processus de service, les aimants seront soumis à des facteurs environnementaux tels que des forces mécaniques, des changements de froid et de chaleur et des champs électromagnétiques alternés. Si une défaillance environnementale se produit, cela affectera sérieusement la fonctionnalité de l’équipement et entraînera d’énormes pertes. Par conséquent, en plus des indicateurs de performance magnétique, nous devons également prêter attention aux propriétés mécaniques, thermiques et électriques des aimants, ce qui nous aidera à mieux concevoir et utiliser l'acier magnétique, et revêt une grande importance pour améliorer sa stabilité et sa fiabilité dans service.

Mécanique

Les indicateurs de performance mécanique de l'acier magnétique comprennent la dureté, la résistance à la compression, la résistance à la flexion, la résistance à la traction, la ténacité aux chocs, le module d'Young, etc. Le néodyme fer bore est un matériau cassant typique. L'acier magnétique a une dureté et une résistance à la compression élevées, mais une faible résistance à la flexion, à la traction et à la résistance aux chocs. Cela fait que l'acier magnétique tombe facilement dans les coins ou même se fissure pendant le traitement, la magnétisation et l'assemblage. L'acier magnétique doit généralement être fixé dans les composants et les équipements à l'aide de fentes ou d'adhésifs, tout en offrant également une absorption des chocs et une protection par amortissement.

La surface de fracture du bore de fer néodyme fritté est une fracture intergranulaire typique, et ses propriétés mécaniques sont principalement déterminées par sa structure multiphasique complexe, ainsi que par la composition de la formule, les paramètres du processus et les défauts structurels (pores, gros grains, dislocations, etc. .). D’une manière générale, plus la quantité totale de terres rares est faible, plus les propriétés mécaniques du matériau sont mauvaises. En ajoutant de manière appropriée des métaux à bas point de fusion tels que Cu et Ga, l'amélioration de la répartition de la phase limite des grains peut améliorer la ténacité de l'acier magnétique. L'ajout de métaux à point de fusion élevé tels que Zr, Nb, Ti peut former des précipités aux joints de grains, affiner les grains et supprimer l'extension des fissures, ce qui contribue à améliorer la résistance et la ténacité ; Cependant, l'ajout excessif de métaux à point de fusion élevé peut entraîner une dureté excessive du matériau magnétique, affectant sérieusement l'efficacité du traitement.

Dans le processus de production actuel, il est difficile d'équilibrer les propriétés magnétiques et mécaniques des matériaux magnétiques et, en raison des exigences de coût et de performances, il est souvent nécessaire de sacrifier leur facilité de traitement et d'assemblage.

Propriétés thermiques

Les principaux indicateurs de performance thermique de l'acier magnétique au néodyme fer bore comprennent la conductivité thermique, la capacité thermique spécifique et le coefficient de dilatation thermique.

Simulation de l'état de l'acier magnétique en fonctionnement du moteur

Les performances de l'acier magnétique diminuent progressivement avec l'augmentation de la température, de sorte que l'augmentation de la température des moteurs à aimants permanents devient un facteur d'influence clé pour le fonctionnement en charge à long terme du moteur. Une bonne conductivité thermique et une bonne capacité de dissipation thermique peuvent éviter la surchauffe et maintenir le fonctionnement normal de l'équipement. Par conséquent, nous espérons que l’acier magnétique aura une conductivité thermique et une capacité thermique spécifique élevées. D’une part, la chaleur peut être rapidement transmise et dissipée, tout en provoquant une augmentation plus faible de la température sous la même chaleur.

L'aimant en néodyme fer bore est facile à magnétiser dans une direction spécifique (axe II-C), et dans cette direction, l'acier magnétique se dilatera lorsqu'il sera chauffé ; Cependant, il existe un phénomène de dilatation négative dans les deux directions (axe Å C) difficiles à magnétiser, à savoir la contraction thermique. L'existence d'une anisotropie de dilatation thermique rend l'acier magnétique de l'anneau de rayonnement sujet à la fissuration pendant le frittage ; Et dans les moteurs à aimants permanents, les cadres en matériaux magnétiques doux sont souvent utilisés comme support pour l'acier magnétique, et les différentes caractéristiques de dilatation thermique des deux matériaux affecteront l'adaptabilité de la taille après une augmentation de la température.

Propriété électrique

Courants de Foucault magnétiques sous champ alternatif

Dans l'environnement de champ électromagnétique alternatif de la rotation du moteur à aimant permanent, l'acier magnétique générera une perte de courants de Foucault, ce qui entraînera une augmentation de la température. Comme la perte par courants de Foucault est inversement proportionnelle à la résistivité, l'augmentation de la résistivité de l'aimant permanent en néodyme fer bore réduira efficacement la perte par courants de Foucault et l'augmentation de la température de l'aimant. La structure en acier magnétique à haute résistivité idéale est formée en augmentant le potentiel d'électrode de la phase riche en terres rares, en formant une couche d'isolation qui peut empêcher la transmission d'électrons, en réalisant l'encapsulation et la séparation des limites de grains à haute résistance par rapport aux grains de phase principale, améliorant ainsi la résistivité des aimants frittés en néodyme fer bore. Cependant, ni le dopage de matériaux inorganiques ni la technologie de stratification ne peuvent résoudre le problème de la détérioration des propriétés magnétiques, et il n'existe actuellement toujours pas de préparation efficace d'aimants combinant haute résistivité et hautes performances.