Samarium Cobalt Magnets (SmCo): Vlastnosti, vlastnosti, výroba a aplikace
Samarium kobaltové magnety (SmCo) jsou vzácné zeminy. Hlavní vyráběné typy mají chemické složení SmCo5 a Sm2Ko17... Jsou velmi oblíbené a jsou druhým nejsilnějším magnetem, méně silné než neodymové magnety, ale mají také vyšší provozní teploty a vyšší koercitivní sílu. Tyto magnety velmi dobře odolávají korozi, ale jsou křehké, náchylné k praskání a praskání.
Vyrábějí se jako neodymové magnety lisováním v magnetickém poli a následným slinováním.
Představují skupinu s druhou nejvyšší vnitřní energií po neodymových magnetech (NdFeB). Protože jsou vysoce odolné vůči korozi a nevyžadují povrchovou úpravu, jsou takové magnety nejlepší neodymové magnety pro práci při vysokých teplotách a za nepříznivých podmínek.
Na rozdíl od neodymových (Nd) magnetů také SmCo magnety používají šířeji dostupné materiály, které jsou přirozeně stabilní při teplotách vysoko nad Curieovým bodem.Díky tomu jsou ceny pro SmCo stabilnější a méně náchylné ke změnám trhu.
Jejich nevýhodou je vyšší cena. Dalšími nevýhodami jsou vysoká křehkost, nízká pevnost v tahu a zvláště vysoký sklon ke štěpení.
Samarium-kobaltové magnety jsou extrémně odolné vůči vnějším demagnetizačním polím díky jejich vysoké maximální energii Hcmax... Tato vlastnost dělá samarium-kobaltové magnety obzvláště vhodné pro elektromechanické aplikace.
Tyto magnety lze použít při výrazně vyšších teplotách než neodymové magnety, maximální provozní teplota SmCo magnetů je 250 až 300 ° C. Jejich teplotní koeficient je 0,04 % při 1 °C.
Dalším faktorem ovlivňujícím odpor magnetu je jeho tvar a případná přítomnost vnějšího magnetického obvodu. Tenké magnety (typicky tyčovitého tvaru) se snadněji demagnetizují než silné magnety.
Magnety SmCo Samarium Cobalt vyvinuli Albert Gale a Dilip K. Das a jejich tým v Raytheon Corporation v roce 1970.
Pro výrobu samarium-kobaltových magnetů se suroviny taví v indukční peci naplněné argonem. Směs se nalije do formy a ochladí se vodou, dokud se nevytvoří ingot. Ingot je rozdrcen a částice rozdrceny, aby se zmenšila jejich velikost. Výsledný prášek je stlačen v magnetickém poli do formy požadovaného tvaru pro požadovanou orientaci magnetického pole.
Slinování probíhá při teplotě 1100–1250 °C, poté rozpouštěcí úprava při 1100–1200 °C. Nakonec se uvolňuje při teplotě asi 700–900 °C. Poté je uzemněna a dále magnetizována pro zvýšení magnetické síla. Hotový produkt je testován, zkontrolován a připraven k expedici zákazníkům.
Výrobní proces SmCo je tedy podobný výrobě neodymových magnetů — lisování v magnetickém poli a následné slinování.
Samarium-kobaltový magnetický materiál je velmi křehký, což znesnadňuje použití obráběcích strojů při jejich výrobě. Křehkost spojená se zrnem (krystalická struktura) kovového prášku vylučuje použití tvrdokovových nástrojů.
Většina magnetických materiálů je obráběna v nemagnetickém stavu a obrobený magnet je pak magnetizován do nasycení. Tyto magnety používají k vrtání otvorů diamantové nástroje a chladicí kapalinu na vodní bázi.
Odpad z mletí by neměl být zcela suchý, protože samarium-kobalt má nízký bod vzplanutí, pouze 150-180 °C. Malá jiskra, způsobená například statickou elektřinou, může materiál snadno zapálit. Výsledný plamen je velmi horký a obtížně ovladatelný.
Přesná magnetická montáž
Samarium-kobaltové magnety jsou extrémně silné a vyžadují velké magnetizační pole. Anizotropní povaha slinutých kobaltových samáriových magnetů vede k jednomu směru magnetizace. Musí být zachována během magnetizace při umístění magnetu do koncové sestavy.
Směr magnetizace se měří indikátorem, který při výrobě určuje konkrétní magnetický pól pro daný stroj nebo zařízení.
Samarium-kobaltové magnety jsou široce používány v automobilovém, leteckém, obranném a průmyslovém průmyslu v různých zařízeních, přístrojích a nástrojích, jako jsou elektromotory, elektrické generátory, elektromagnetické spojky, mikrofony, reproduktory, vakuová nanášecí zařízení, Hallovy senzory, urychlovače částice a mnoho dalších zařízení.