희토류 자석의 가장 일반적인 종류는네오디뮴 자석, 일반적으로NdFeB, NIB 또는 네오 자석. 네오디뮴, 철, 붕소가 결합되어 영구 자석의 Nd2Fe14B 정방정계 결정 구조를 만들었습니다. 네오디뮴 자석은 현재 시장에 나와 있는 영구 자석 중 가장 강력한 유형입니다. 1984년 General Motors와 Sumitomo Special Metals가 별도로 개발했습니다.
네오디뮴 자석밀도는 낮지만 기계적 성질이 높은 상대적으로 단단한 취성재료로, 다른 희토류 영구자석재료에 비해 생산단가가 저렴합니다. 현재 3세대 희토류 영구자석 재료와의 시장 점유율을 수평적으로 비교한 결과 네오디뮴 자석이 가장 높은 시장 점유율과 연간 생산량을 갖고 있으며 저가형 자석보다 낮습니다.페라이트 자석.
소결된 NdFeB 자석최고의 자성을 갖고 있어 도어 래치, 모터, 발전기, 중공업 부품 등 다양한 분야에 사용됩니다.
접착 압축 자석사출 성형 자석보다 강합니다.
사출 플라스틱 NdFeB 자석영구자석 분말과 플라스틱으로 구성된 차세대 복합재료로 뛰어난 자성과 플라스틱 품질은 물론 높은 정확도와 내응력성을 갖추고 있습니다.
소결 네오디뮴 자석
소결 네오디뮴 자석고잔자성, 고 보자력, 고자기 에너지 제품, 고성능 가격비 등 우수한 특성을 갖고 있을 뿐만 아니라 다양한 형태와 크기로 가공이 용이하며 특히 고출력 및 고출력 자석에 적합한 현대식 강력자석입니다. 높은 자기장을 비롯해 다양한 소형화, 경량화 대체 제품을 선보이고 있습니다.
소결 네오디뮴 자석은 주로 자동차(전기 구동, 전동 파워 스티어링, 센서 등), 풍력 발전, 정보 산업(하드 디스크 드라이브, 광 디스크 드라이브), 가전 제품(휴대폰, 디지털 카메라), 가정용 등에 사용됩니다. 가전제품(가변주파수 에어컨, 냉장고, 세탁기), 엘리베이터 리니어 모터, 핵자기공명영상기기 등 지능형 제조 분야에서는 로봇으로 대표되는 지능형 운전응용지능형 서비스와 같은 분야가 증가하고 있습니다.
보세 네오디뮴 자석
보세 네오디뮴 자석(Bonded Neodymium Magnet)은 빠르게 담금질된 나노 결정질 네오디뮴 철 붕소 자성 분말과 고분자(예: 열경화성 에폭시 수지, 열가소성 엔지니어링 플라스틱 등)를 바인더로 결합하여 만든 복합 영구 자석 재료의 일종으로,보세 네오디뮴 압축 자석그리고보세 네오디뮴 주입 자석. 매우 높은 치수 정확도, 우수한 자기 균일성 및 일관성을 가지며 소결 네오디뮴 자석에서는 달성하기 어려운 복잡한 형상으로 만들 수 있으며 성형을 위해 다른 금속 또는 플라스틱 구성 요소와 쉽게 통합할 수 있습니다. 보세 네오디뮴 자석은 또한 다양한 자화 방법, 낮은 와전류 손실 및 강한 내식성을 갖추고 있습니다.
보세 네오디뮴 자석은 주로 컴퓨터 하드 드라이브 및 광학 디스크 드라이브 스핀들 모터, 프린터/복사기 모터, 자기 롤러와 같은 정보 기술 산업뿐만 아니라 가변 주파수 에너지 절약 가전 제품 및 가전 제품의 드라이브 및 제어 구성 요소에 사용됩니다. 신에너지 차량의 마이크로 및 특수 모터와 센서에 대한 응용은 점차 신흥 주류 시장이 되고 있습니다.
힘의 설명
네오디뮴은 순수할 때 자기 특성을 나타내지만 19K(254.2°C, 425.5°F) 미만의 온도에서만 자기 특성을 나타내는 반강자성 금속입니다. 실온보다 훨씬 높은 퀴리 온도를 갖는 철과 같은 강자성 전이 금속을 포함하는 네오디뮴 화합물은 네오디뮴 자석을 만드는 데 사용됩니다.
네오디뮴 자석의 강도는 다양한 것들이 결합된 결과입니다. 가장 중요한 것은 정사각형 Nd2Fe14B 결정 구조(HA 7 T - Am2의 자기 모멘트에 대한 A/m 단위의 자기장 강도 H)의 매우 높은 단축 자기결정 이방성입니다. 이는 물질의 결정이 특정 결정 축을 따라 우선적으로 자화되지만 다른 방향으로 자화하는 것이 극히 어렵다는 것을 나타냅니다. 다른 자석과 마찬가지로 네오디뮴 자석 합금은 제조 과정에서 자기 축이 모두 같은 방향을 가리키도록 강한 자기장에 정렬된 미세결정 입자로 만들어집니다. 이 화합물은 자성 방향 변경에 대한 결정 격자의 저항으로 인해 매우 높은 보자력, 즉 감자에 대한 저항성을 갖습니다.
네오디뮴 원자는 철의 평균 3개와 비교하여 전자 구조에 4개의 짝을 이루지 않은 전자를 포함하기 때문에 상당한 자기 쌍극자 모멘트를 가질 수 있습니다. 스핀이 같은 방향을 향하도록 정렬된 자석의 짝을 이루지 않은 전자는 자기장을 생성합니다. 이로 인해 Nd2Fe14B 조합(Js 1.6 T 또는 16 kG)에 대한 강한 포화 자화와 1.3 테슬라의 일반적인 잔류 자화가 발생합니다. 결과적으로 이 자기상은 상당한 양의 자기 에너지(BHmax 512 kJ/m3 또는 64 MGOe)를 저장할 수 있는 능력을 갖고 있으며, 최고 에너지 밀도는 Js2에 비례하기 때문입니다.
이 자기 에너지 값은 "일반"보다 부피로는 약 18배, 질량으로는 12배 더 큽니다.페라이트 자석. 사마륨 코발트(SmCo)최초로 상업적으로 이용 가능한 희토류 자석인 는 NdFeB 합금보다 이러한 자기 에너지 특성이 더 낮습니다. 네오디뮴 자석의 자기 특성은 실제로 합금의 미세 구조, 제조 공정 및 구성에 의해 영향을 받습니다.
철 원자와 네오디뮴-붕소 조합은 Nd2Fe14B 결정 구조 내부의 교대 층에서 발견됩니다. 반자성 붕소 원자는 강한 공유 결합을 통해 응집력을 촉진하지만 자성에 직접적으로 기여하지는 않습니다. 네오디뮴 자석은 희토류 농도가 상대적으로 낮고(부피 기준 12%, 질량 기준 26.7%) 사마륨 및 코발트에 비해 네오디뮴 및 철의 상대적 가용성으로 인해 사마륨-코발트 자석보다 저렴합니다.
속성
성적:
네오디뮴 자석의 최대 에너지 곱(단위 부피당 자속 생성에 해당)을 사용하여 분류합니다. 더 강한 자석은 더 높은 값으로 표시됩니다. 소결된 NdFeB 자석에 대해 일반적으로 전 세계적으로 인정되는 분류가 있습니다. 값 범위는 28에서 52입니다. 네오디뮴 또는 소결 NdFeB 자석은 값 앞에 초기 N으로 표시됩니다. 값 뒤에는 고유 보자력 및 최대 작동 온도를 나타내는 문자가 표시됩니다. 이는 퀴리 온도와 양의 상관관계가 있으며 기본값(최대 80°C 또는 176°F)에서 TH(230°C 또는 446°F)까지의 범위입니다. .
N30-N56, N30M-N52M, N30H-N52H, N30SH-N52SH, N28UH-N45UH, N28EH-N42EH, N30AH-N38AH
영구 자석을 대조하는 데 사용되는 중요한 특성은 다음과 같습니다.
잔류성(Br),자기장의 세기를 정량화하는 것입니다.
보자력(Hci),재료의 감자 저항.
최대 에너지 제품(BH최대),자속밀도(B)배의 최대값
자기장 강도는 자기 에너지(H)의 밀도를 측정합니다.
퀴리 온도(TC), 물질이 더 이상 자성을 띠지 않는 지점입니다.
네오디뮴 자석은 잔류성, 보자력 및 에너지 곱 측면에서 다른 유형의 자석보다 성능이 뛰어나지만 퀴리 온도가 더 낮은 경우가 많습니다. 테르븀과 디스프로슘은 더 높은 퀴리 온도와 더 높은 온도 내성을 갖도록 만들어진 두 가지 특수 네오디뮴 자석 합금입니다. 네오디뮴 자석의 자기 성능은 아래 표에서 다른 영구 자석 유형의 자기 성능과 대조됩니다.
| 자석 | 브르(티) | Hcj(kA/m) | BHmaxkJ/m3 | TC | |
| (℃) | (°F) | ||||
| Nd2Fe14B, 소결 | 1.0-1.4 | 750-2000 | 200-440 | 310-400 | 590-752 |
| Nd2Fe14B, 보세 | 0.6-0.7 | 600-1200 | 60-100 | 310-400 | 590-752 |
| SmCo5, 소결 | 0.8-1.1 | 600-2000 | 120-200 | 720 | 1328 |
| Sm(Co, Fe, Cu, Zr)7 소결 | 0.9-1.15 | 450-1300 | 150-240 | 800 | 1472 |
| AlNiCi, 소결 | 0.6-1.4 | 275 | 10-88 | 700-860 | 1292-1580 |
| Sr-페라이트, 소결 | 0.2-0.78 | 100-300 | 10-40 | 450 | 842 |
부식 문제
소결 자석의 결정립계는 특히 소결 Nd2Fe14B의 부식에 취약합니다. 이러한 종류의 부식은 표면층이 부서지거나 자석이 작은 자성 입자 분말로 부서지는 등 심각한 손상을 초래할 수 있습니다.
많은 상용 제품은 환경 노출을 막기 위해 보호 덮개를 포함하여 이러한 위험을 해결합니다. 가장 일반적인 도금은 니켈, 니켈-구리-니켈 및 아연이며, 폴리머 및 래커 보호와 마찬가지로 다른 금속도 사용할 수 있습니다.코팅.
온도 영향
네오디뮴은 음의 계수를 갖고 있습니다. 즉, 온도가 상승하면 보자력과 최대 자기 에너지 밀도(BHmax)가 모두 떨어집니다. 주변 온도에서 네오디뮴-철-붕소 자석은 높은 보자력을 갖습니다. 그러나 온도가 100°C(212°F) 이상 증가하면 보자력은 약 320°C(608°F)인 퀴리 온도에 도달할 때까지 급격히 떨어집니다. 보자력의 감소는 풍력 터빈, 하이브리드 모터 등과 같은 고온 응용 분야에서 자석의 효율성을 제한합니다. 온도 변동으로 인한 성능 저하를 방지하기 위해 테르븀(Tb) 또는 디스프로슘(Dy)이 추가되어 비용이 증가합니다. 자석.
응용
강도가 높을수록 더 작고 가벼운 자석을 사용할 수 있기 때문입니다.애플리케이션, 네오디뮴 자석은 강력한 영구 자석이 필요한 현대 기술의 수많은 응용 분야에서 알니코 및 페라이트 자석을 대체했습니다. 다음은 몇 가지 예입니다.
네오디뮴 자석의 증가된 강도는 자석 보석 걸쇠, 어린이용 자석 건물 세트(및 기타 네오디뮴)와 같은 새로운 용도에 영감을 주었습니다.자석 장난감), 현재 스포츠 낙하산 장비의 폐쇄 메커니즘의 일부로 사용됩니다. 버키볼(Buckyballs)과 버키큐브(Buckycubes)로 알려진 한때 인기가 있었던 책상용 장난감 자석의 주요 금속입니다. 그러나 미국의 일부 상점에서는 어린이 안전 문제로 인해 판매하지 않기로 결정했으며 캐나다에서는 판매가 금지되었습니다. 같은 이유로.
초전도 자석의 대안으로 방사선과에서 신체를 관찰하는 데 사용되는 개방형 자기공명영상(MRI) 스캐너가 등장하면서 네오디뮴 자석의 강도와 자기장 균질성은 의료 산업에도 새로운 가능성을 열어주었습니다.
네오디뮴 자석은 하부 식도 괄약근(GERD) 주위에 외과적으로 이식된 자석 밴드인 외과 이식 항역류 시스템으로 위식도 역류 질환을 치료하는 데 사용됩니다. 또한 자기장의 감각적 감각을 가능하게 하기 위해 손가락에 이식되었습니다. 비록 이것은 바이오 해커와 그라인더에게만 익숙한 실험적 작업이지만 말입니다.
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