Jun 12, 2019

Magnetau Neodymiwm-Haearn-Boron

Gadewch neges

Magnet magnetiwm (a elwir hefyd yn NdFeB, NIB neu Neo magnet), y math mwyaf cyffredin o fagnet daear prin, yw magnet parhaol wedi'i wneud o aloi neodymium, haearn, a boron i ffurfio'r strwythur crisialog Nd2Fe14B. Wedi'i ddatblygu'n annibynnol ym 1982 gan General Motors a Sumitomo Special Metals, magnetau neodymium yw'r math cryfaf o fagnet parhaol sydd ar gael yn fasnachol. Maent wedi disodli mathau eraill o fagnetau mewn llawer o gymwysiadau mewn cynhyrchion modern sydd angen magnetau parhaol cryf, fel moduron mewn offer diwifr, gyriannau disg caled, a chaewyr magnetig.

Mae neodymium yn fetel sy'n ferromagnetig (yn fwy penodol mae'n dangos priodweddau gwrth-gromagnetig), sy'n golygu y gellir ei fagnetio fel haearn i fod yn fagnet, ond ei dymheredd Curie (y tymheredd y mae ei ferromagnetig yn diflannu) yw 19 K (−254 ° ), felly ar ffurf bur nid yw ei fagnetism ond yn ymddangos ar dymheredd isel iawn. Fodd bynnag, gall cyfansoddion neodymiwm â metelau trosglwyddo fel haearn gael tymheredd Curie ymhell uwchlaw tymheredd yr ystafell, a defnyddir y rhain i wneud magnetau neodymium.

Mae cryfder magnetau neodymium oherwydd nifer o ffactorau. Y pwysicaf yw bod gan yr Nd 2 tetragonal strwythur crisial anisotroffi magnetocrystalline anarferol o uchel iawn ( H A ~ 7 T - cryfder maes magnetig H mewn unedau A / m yn erbyn eiliad magnetig yn A · m 2 ). Mae hyn yn golygu bod grisial o'r deunydd yn ffafrio magnis ar hyd echelin grisial benodol ond mae'n anodd iawn ei chwyddo mewn cyfeiriadau eraill. Fel magnetau eraill, mae aloi magnet neodymium wedi'i gyfansoddi o ronynnau microcystallin sydd wedi'u halinio mewn maes magnetig pwerus yn ystod y broses weithgynhyrchu, felly mae eu bwyeill magnetig i gyd yn pwyntio i'r un cyfeiriad. Mae gwrthiant y dellt crisial i droi ei gyfeiriad magnetization yn rhoi i'r cyfansoddyn gymhelliant uchel iawn neu wrthwynebiad i gael ei demagnetized.

Gall yr atom neodymiwm hefyd fod â phwynt momentwm magnetig mawr oherwydd mae ganddo 4 electron heb bâr yn ei strwythur electron yn hytrach na (ar gyfartaledd) 3 mewn haearn. Mewn magned, yr electronau digyffelyb, wedi'u halinio fel eu bod yn troelli i'r un cyfeiriad, sy'n cynhyrchu'r maes magnetig. Mae hyn yn rhoi cyfansoddyn dirlawnder uchel i'r N 2 2 Fe 14 B ( J s ~ 1.6 T neu 16 kG) ac yn nodweddiadol 1.3 teslas. Felly, gan fod y dwysedd ynni mwyaf yn gymesur â J s 2 , mae gan y cyfnod magnetig hwn y potensial i storio symiau mawr o egni magnetig ( max BH ~ 512 kJ / m 3 neu 64 MG · Oe). Mae'r gwerth ynni magnetig hwn tua 18 gwaith yn fwy na magnetau “cyffredin” yn ôl cyfaint. Mae'r eiddo hwn yn uwch mewn aloion NdFeB nag yn magnetau cobalt samarium (SmCo), sef y math cyntaf o fagnet prin-bridd i'w fasnacheiddio. Yn ymarferol, mae nodweddion magnetig magnetau neodymiwm yn dibynnu ar gyfansoddiad yr aloi, y microstrwythur a'r dechneg weithgynhyrchu a ddefnyddir.

Gellir disgrifio strwythur grisial Nd 2 Fe 14 B fel haenau o atomau haearn bob yn ail a chyfansoddyn neodymiwm-boron. Nid yw'r atomau boron diamagnetig yn cyfrannu'n uniongyrchol at y magnetedd ond maent yn gwella cydlyniad trwy fondio cofalent cryf. Mae cynnwys cymharol brin y ddaear (12% yn ôl cyfaint) a digonedd cymharol neodymium a haearn o'i gymharu â samarium a chobalt yn gwneud magnetau neodymiwm yn is mewn pris na magnetau samobium-cobalt.


Anfon ymchwiliad