Di banyak bidang seperti kedirgantaraan, manufaktur mobil, dan elektronik daya, lingkungan suhu tinggi menimbulkan tantangan besar bagi kinerja magnet. Magnet tradisional rentan terhadap atenuasi magnetik atau bahkan demagnetisasi pada suhu tinggi, dan munculnya magnet tahan suhu tinggi memberikan dukungan utama untuk pengembangan bidang -bidang ini.
Magnet tahan suhu tinggi terutama termasuk magnet NDFEB, magnet SMCO, magnet Alnico, dan magnet ferit. Berbagai jenis magnet tahan suhu tinggi memiliki karakteristik uniknya sendiri.
Magnet NDFEB adalah salah satu magnet tahan suhu tinggi yang lebih umum dan berkinerja tinggi di pasaran. Ini memiliki sifat magnetik yang sangat tinggi, dan BHMAX -nya lebih dari 10 kali lebih tinggi dari ferit. Dalam hal suhu operasi, magnet NDFEB kinerja tinggi dapat beroperasi pada suhu hingga 200 derajat Celcius, dan beberapa magnet NDFEB yang dirancang khusus bahkan dapat mempertahankan magnet dalam lingkungan suhu tinggi di atas 400 derajat Celcius. Namun, magnet NDFEB aktif secara kimiawi, dan untuk mencegah korosi, mereka biasanya membutuhkan perawatan permukaan seperti seng elektroplating, nikel, emas, dan epoksi.
Magnet kobalt Samarium dapat dibagi menjadi SMCO5 dan SM2CO17 sesuai dengan komposisinya. Sebagai magnet permanen tanah jarang, ia tidak hanya memiliki produk energi magnetik yang tinggi (14-28MGOE), tetapi juga memiliki gaya koersif yang andal dan karakteristik suhu yang baik. Magnet kobalt Samarium dapat mempertahankan gaya magnetnya yang tidak berubah di lingkungan suhu tinggi, dapat menahan lingkungan kerja suhu tinggi jauh di atas 500 ℃ -600 ℃, dan memiliki suhu Curie yang tinggi, yang memungkinkan mereka untuk secara stabil memainkan peran magnetik dalam lingkungan suhu tinggi.
Magnet Alnico adalah paduan yang terdiri dari aluminium, nikel, kobalt, besi dan logam jejak lainnya, dan dapat dibuat menjadi berbagai ukuran dan bentuk melalui proses pengecoran. Ini memiliki kemampuan mesin yang baik, dan magnet permanen Alnico memiliki koefisien suhu reversibel terendah dan dapat beroperasi pada suhu hingga 600 derajat Celcius.
Bahan baku utama magnet ferit adalah BAFE12O19 dan SRFE12O19, yang dibuat menggunakan teknologi keramik. Ini adalah bahan yang keras dan rapuh dengan ketahanan suhu, biaya rendah dan kinerja sedang, dan merupakan salah satu magnet permanen yang paling banyak digunakan.
Prinsip ketahanan suhu tinggi magnet tahan suhu tinggi
Alasan mengapa magnet tahan suhu tinggi dapat mempertahankan sifat magnetik yang stabil di lingkungan suhu tinggi adalah karena struktur fisik dan kimianya yang khusus. Dari sudut pandang mikroskopis, magnet magnet berasal dari momen magnetik yang dihasilkan oleh putaran dan gerakan orbital elektron di dalam atom. Pada suhu normal, susunan momen magnetik ini memiliki urutan tertentu, sehingga membentuk magnet macroscopic.
Ketika suhu naik, gerakan termal atom meningkat, yang akan mengganggu susunan momen magnetik. Untuk magnet biasa, ketika suhu naik, susunan momen magnetik yang tertib secara bertahap dihancurkan, mengakibatkan magnetisme yang melemah. Magnet tahan suhu tinggi meningkatkan interaksi antara momen magnetik melalui formulasi material khusus dan desain mikrostruktur, sehingga mereka masih dapat mempertahankan pengaturan yang relatif stabil pada suhu tinggi.
Sebagai contoh, susunan atom spesifik dari unsur tanah jarang samarium dan kobalt dalam magnet samarium kobalt membentuk struktur magnetik yang stabil yang dapat menahan gangguan gerakan termal yang disebabkan oleh suhu tinggi, sehingga mempertahankan sifat magnetik tinggi. Pada saat yang sama, struktur kristal magnet tahan suhu tinggi juga memiliki stabilitas termal yang tinggi, dapat menahan suhu tinggi tanpa perubahan fase yang jelas, dan selanjutnya memastikan stabilitas magnetnya.
Proses Produksi Magnet Tahan Suhu Tinggi
Proses produksi magnet tahan suhu tinggi memiliki pengaruh penting pada kinerjanya. Mengambil magnet NDFEB sebagai contoh, proses produksi umum termasuk NDFEB yang disinter dan NDFEB terikat.
Sintered ndfeb dibuat oleh metalurgi bubuk. Pertama, bahan baku NDFEB dilebur dan bubuk, kemudian ditekan dan dibentuk, disinter pada suhu tinggi untuk memadatkan magnet, dan akhirnya produk jadi diperoleh dengan pemrosesan mekanis dan perawatan permukaan. Sintered NDFEB memiliki produk energi magnetik yang sangat tinggi dan kekuatan koersif, tetapi teksturnya keras dan rapuh, dan rentan terhadap cacat seperti retakan selama pemrosesan.
NDFEB yang terikat adalah magnet komposit yang dibuat dengan mencampur bubuk NDFEB secara seragam dengan resin, plastik atau logam titik leleh rendah, dan kemudian menekan, mengekstrusi atau cetakan injeksi. NDFEB terikat memiliki magnet di semua arah dan dapat diproses menjadi cincin berdinding tipis atau magnet tipis dengan bentuk kompleks. Ini memiliki akurasi dimensi tinggi dan dapat secara sewenang -wenang memilih arah magnetisasi magnet. Namun, sifat magnetik NDFEB terikat lebih rendah daripada NDFEB yang disinter.
Proses produksi magnet kobalt samarium relatif kompleks, membutuhkan kontrol yang tepat dari komposisi dan proporsi bahan baku, serta parameter seperti suhu dan waktu sintering. Selama proses produksi, perlu untuk memastikan bahwa struktur mikro magnet seragam dan padat untuk mencapai sifat magnetik yang baik dan ketahanan suhu tinggi.
Bidang aplikasi magnet tahan suhu tinggi
Magnet tahan suhu tinggi banyak digunakan di banyak bidang. Di bidang kedirgantaraan, magnet suhu tinggi dapat digunakan untuk memproduksi sensor magnetik, peralatan listrik, dan komponen kunci dalam rotator berkecepatan tinggi dan sistem kontrol pesawat. Karena peralatan kedirgantaraan akan menghadapi lingkungan yang ekstrem seperti suhu tinggi, tekanan tinggi, dan radiasi yang kuat selama operasi, kinerja stabil magnet tahan suhu tinggi dapat memastikan keandalan dan keamanan peralatan.
Bidang manufaktur otomotif juga merupakan pasar aplikasi yang penting untuk magnet tahan suhu tinggi. Dalam pembuatan komponen seperti mesin mobil, generator, starter, dan sistem pengarah daya listrik, magnet tahan suhu tinggi memainkan peran kunci. Misalnya, pada mesin mobil, magnet tahan suhu tinggi dapat digunakan untuk memproduksi inti kumparan pengapian untuk meningkatkan efisiensi pengapian dan dengan demikian meningkatkan kinerja mesin.
Di bidang elektronik daya, magnet tahan suhu tinggi banyak digunakan dalam motor, generator, transformator, pompa elektromagnetik dan peralatan lainnya karena permeabilitas magnetik yang tinggi dan konsumsi energi yang rendah. Dalam industri petrokimia, magnet suhu tinggi dapat digunakan di berbagai reaktor, pemisah, kompresor, dan peralatan lainnya untuk mencapai kontrol otomatis peralatan dan mengoptimalkan proses produksi.
Di bidang perangkat medis, magnet suhu tinggi sering digunakan untuk memproduksi bagian-bagian presisi dari peralatan seperti magnetic resonance imaging (MRI) dan resonansi magnetik nuklir (NMR) untuk meningkatkan akurasi dan stabilitas peralatan. Selain itu, magnet suhu tinggi juga digunakan dalam astronomi, eksplorasi geologis, pemrosesan termal, descaling magnetik, terapi magnet dan medan lainnya.
Tren pengembangan magnet resisten suhu tinggi
Dengan kemajuan sains dan teknologi yang berkelanjutan, pengembangan magnet resisten suhu tinggi telah menunjukkan beberapa tren yang jelas. Dalam hal peningkatan kinerja, magnet resisten suhu tinggi diharapkan memiliki produk energi magnetik yang lebih tinggi, stabilitas suhu yang lebih baik dan ketahanan korosi yang lebih kuat di masa depan. Dengan meningkatkan formulasi material dan proses produksi, personel R&D dapat lebih meningkatkan sifat magnetik magnet sehingga mereka dapat mempertahankan magnetisme yang stabil pada suhu yang lebih tinggi.
Dalam hal ekspansi bidang aplikasi, Magnet tahan suhu tinggi dapat digunakan dalam lingkungan yang lebih suhu tinggi, kekuatan tinggi, dan sangat korosif, seperti energi nuklir, eksplorasi laut dalam dan bidang lainnya. Di bidang energi nuklir, magnet resisten suhu tinggi dapat digunakan dalam komponen utama seperti mekanisme penggerak batang kontrol reaktor nuklir untuk memastikan operasi reaktor nuklir yang aman dan stabil. Di bidang eksplorasi laut dalam, magnet tahan suhu tinggi dapat digunakan untuk memproduksi sensor dan mendorong perangkat untuk detektor laut dalam untuk beradaptasi dengan lingkungan keras tekanan tinggi dan suhu tinggi di laut dalam.
Dalam hal perlindungan lingkungan dan pembangunan berkelanjutan, produksi magnet resisten suhu tinggi di masa depan akan lebih memperhatikan perlindungan lingkungan dan penggunaan sumber daya yang rasional. Personel R&D akan berkomitmen untuk mengembangkan bahan-bahan yang ramah lingkungan dan proses produksi baru untuk mengurangi dampak pada lingkungan, sambil meningkatkan tingkat pemanfaatan sumber daya dan mencapai pengembangan berkelanjutan dari industri magnet resisten suhu tinggi.
Sebagai bahan magnetik dengan kinerja yang stabil di lingkungan suhu tinggi, magnet resisten suhu tinggi memainkan peran yang tak tergantikan dalam industri modern dan sains dan teknologi. Dengan kemajuan teknologi yang berkelanjutan, kinerja magnet resisten suhu tinggi akan terus meningkat, dan bidang aplikasi akan terus berkembang, membuat kontribusi yang lebih besar untuk pengembangan masyarakat manusia.
