آهنرباهای نئودیمیم

چرا نئودیمیم اینقدر مغناطیسی است؟

نئودیمیم یک فلز خاکی کمیاب است و همچنین فرومغناطیسی است. به این معنی؛ که مانند آهن، نئودیمیم را می توان مغناطیسی کرد. به طور طبیعی به شکل فلزی یافت نمی شود و نئودیمیم همیشه با سایر لانتانیدها مخلوط می شود زیرا بسیار واکنش پذیر است.

ما در مورد نئودیمیم زیاد نوشته‌ایم، زیرا علاقه زیادی به آهن‌رباهای قوی داریم، اما عنصر شیمیایی Nd قبل از تصفیه شدن، نیروی مغناطیسی ندارد.

نئودیمیم دومین عنصر فراوان در عناصر کمیاب خاکی است و در کانی های لانتانید یافت می شود. با عناصر دیگر مخلوط می شود، اما چندان نادر نیست، زیرا در مقادیر بسیار زیاد وجود دارد.

برای تبدیل شدن به یک آهنربای قوی، نئودیمیم معمولاً به شکل مایع همراه با آهن و بور پردازش می شود تا ساختار بلوری چهار ضلعی را تشکیل دهد. این آلیاژ از دانه های میکرو کریستالی تشکیل شده است. آنها در حال تولید و مغناطیسی هستند، بنابراین محورهای مغناطیسی آنها در یک جهت است.

قدرت کششی که آهنربای نئودیمیم می تواند به دست آورد، قوی ترین آهنرباهای دائمی است که می توانید بخرید. این بسیار قوی است زیرا حالت اشباع، مغناطیسی بسیار بالایی دارد. انرژی مغناطیسی که ترکیب نئودیمیم، آهن و بور می تواند ذخیره کند، آلیاژ را بسیار مغناطیسی می کند.

مقاومت شبکه کریستالی در جهت چرخش جهت مغناطیسی خود، منجر به اجبار می شود و به این معنی است که آهنرباهای نئودیمیم بسیار سخت می شوند.

بنابراین نگران خطر از دست دادن قدرت مغناطیس های فوق العاده خود نباشید، این امکان وجود دارد، اما در شرایط محافظت شده، آهنربای نئودیمیم قدرت قابل توجهی را از دست نخواهد داد. گرمای شدید و سایر آهنرباهای بسیار قدرتمند می توانند مقداری از قدرت را از بین ببرند، اما اگر از آن در زندگی روزمره خود استفاده می کنید، این چیزی نیست که نباید نگران آن باشید.

آهنرباهای نئودیمیم چگونه ساخته می شوند

تف جوشی
برای اینکه آهنربای سبز خاصیت مغناطیسی نهایی خود را داشته باشد، تف جوشی از گرمای زیر دمای ذوب آن برای متراکم شدن و شکل دادن به آن استفاده می کند. در یک محیط بی اثر و بدون اکسیژن، فرآیند باید به دقت کنترل شود. عملکرد آهنربای نئودیمیم را می توان با اکسیداسیون خراب کرد. برای اینکه ذرات به یکدیگر بچسبند، در دماهای تا 1080 درجه سانتیگراد اما کمتر از نقطه ذوب آنها خرد می شود. کوئنچ برای انجماد سریع آهنربا و کاهش فازها استفاده می شود که از انواع آلیاژی با ویژگی های مغناطیسی ضعیف هستند.

ذوب شدن
برای ساخت یک آلیاژ، نئودیمیم، آهن و بور را محاسبه کرده و در یک کوره قوس خلاء قرار می دهند. عناصر دیگری از جمله کبالت، مس، گادولینیم و دیسپروزیم برای درجات خاص برای کمک به مقاومت در برابر خوردگی اضافه می شوند. جریان های گردابی الکتریکی در خلاء گرما تولید می کنند تا آلاینده ها را از خود دور نگه دارند.

پودر کردن و پرس کردن
این آلیاژ ذوب شده خنک می شود و آنها را در فضای برودتی نیتروژن آسیاب می کنند و به پودر تبدیل می کنند. سپس این پودر را به رنگ فشرده کرده و به شکل دلخواه در می آورند. این ماده در حین فشار در معرض میدان مغناطیسی قرار می گیرد. سپس در قالب دوم به شکل بزرگ‌تری هل داده می‌شود و مغناطش آن را با جهت فشار هم‌تراز می‌کند. وسایلی که میدان مغناطیسی تولید می کنند در حین فشار دادن در برخی از رویکردها برای تراز کردن ذرات استفاده می شوند.
درست قبل از رها شدن آهنربای فشرده، یک پالس مغناطیسی زدایی به آن داده می شود که باعث می شود مغناطیسی زدایی شود و در نتیجه آهنربای سبز رنگی به وجود می آید که به راحتی خرد می شود و کیفیت مغناطیسی پایینی دارد.

ماشینکاری، پوشش، مغناطیس
برای شکل دادن به آهنرباهای متخلخل با تلورانس مناسب، از لبه های برش الماس یا سیم استفاده می شود. از آنجا که نئودیمیم به سرعت اکسید می شود و بنابراین در برابر خوردگی آسیب پذیر است، ویژگی های مغناطیسی آن می تواند از بین برود. برای حفظ آنها از پوشش های اکریلیک، نیکل، مس، روی، قلع و انواع دیگر استفاده می شود. علیرغم این واقعیت که آهنربا جهت مغناطیسی دارد، مغناطیسی نمی شود و باید به سرعت تحت یک میدان مغناطیسی قوی قرار گیرد که توسط یک سیم پیچ سیمی که آهنربا را احاطه کرده است، ایجاد می شود. برای تولید برق جریان قوی، از خازن و ولتاژ بالا در فرآیند مغناطیسی استفاده می شود.

پیوند
باندینگ که به عنوان باندینگ فشاری نیز شناخته می شود، یک تکنیک پرس رنگ است که ترکیبی از مخلوط پودر نئودیمیم و همچنین بایندر اپوکسی است. این مخلوط از 97 درصد ذرات مغناطیسی و 3 درصد اپوکسی تشکیل شده است.
این ترکیب اپوکسی و نئودیمیم یا فشرده یا اکسترود شده و برای پختن پخته می شود. آهنرباها را می توان به اشکال و الگوهای پیچیده ای درآورد زیرا مخلوط روی قالب فشرده شده یا اکسترود می شود. پیوند فشرده سازی آهنرباهایی با تلورانس نزدیک بدون نیاز به مراحل بیشتر ایجاد می کند.