آهنربای سریم با فراوانی بالا

با گسترش مداوم زمینه های کاربرد NdFeB متخلخل و رشد سریع خروجی، منابع خاکی کمیاب مربوطه نیز در مقادیر زیادی مورد بهره برداری قرار گرفته اند. عناصر مختلف خاکی کمیاب در سنگ‌های خاکی کمیاب همزیست هستند، اما در فرآیند تهیه NdFeB، عناصر پرازئودیمیم Pr و نئودیمیم Nd با کسر جرمی 25 درصد در خاک‌های کمیاب سبک عمدتاً استفاده می‌شوند. به این ترتیب نسبت خاکهای کمیاب سبک است. میزان استفاده از خاکهای کمیاب ارزان قیمت مانند 49% سریم Ce و 23% لانتانیم La بسیار کم است.

در سال های اخیر قیمت مواد کمیاب خاکی مانند پرازئودیمیم و نئودیمیم در بازار نوسانات زیادی داشته است که این امر باعث ایجاد مشکلات و محدودیت های زیادی برای شرکت های تولیدی از نظر هزینه مواد اولیه شده است. از زمان تولد NdFeB متخلخل، جستجو برای عناصر جایگزین برای Nd آغاز شده است. Ce فراوان ترین عنصر فلزی در بین تمام عناصر خاکی کمیاب است. قیمت آن کمتر از یک دهم Pr و Nd است و خواص مختلف Ce2Fe14B میدان ناهمسانگردی و پایداری فاز نیز بالاتر از La2Fe14B است. مزایای ذخایر بالا و هزینه کم Ce به طور طبیعی باعث می شود که Ce جایگزین Pr-Nd در تحقیقات صنعتی شود.

خواص ذاتی ترکیب RE Fe14B در دمای اتاق (22 درجه) می باشد

تصویر بالا خواص ذاتی ترکیبات RE2Fe14B عناصر مختلف خاکی کمیاب را در (22 درجه) نشان می دهد. مشاهده می شود که شدت قطبش مغناطیسی اشباع، میدان ناهمسانگردی مغناطیسی کریستالی و دمای کوری Ce2Fe14B کمتر از Pr2Fe14B و Nd2Fe14B است. مقدمه ناگزیر باعث کاهش عملکرد آهنربا و بدتر شدن مقاومت دما می شود. از آنجایی که فعالیت عنصر سریم بیشتر از پرازئودیمیم و نئودیمیم است، نیاز به آنتی اکسیداسیون در طول فرآیند آماده سازی بیشتر است. و آهنرباهای حاوی سریم به راحتی فاز CeFe2 پارامغناطیسی را در فاز مرزی دانه تشکیل می دهند. ظهور فاز CeFe2 از یک طرف کسر حجمی فاز اصلی را کاهش می دهد و از طرف دیگر این فاز دارای نقطه ذوب بالا و سیالیت و ترشوندگی ضعیف است که برای توزیع یکنواخت فاز مناسب نیست. فاز غنی از خاک کمیاب همه اینها دشواری تهیه آهنرباهای سریم با کارایی بالا را افزایش می دهد.
در مراحل اولیه صنعتی شدن آهنربای سریم، آهنرباهای N35-N42 و حتی N30 پایین‌تر با قدرت اجباری کمتر از 10kOe بیشتر تولید می‌شدند. علاوه بر این، آهنرباهای سریم اغلب با فرآیندهای فولاد مغناطیسی قراضه ترکیب می شوند و آهنرباهای سریم زمانی نماینده فولاد مغناطیسی کم عیار شدند. با ارتقای مکرر تجهیزات تولید، ترویج و بکارگیری فناوری های پیشرفته مانند فناوری کم اکسیژن، پالایش دانه و فناوری دو آلیاژی و همچنین درک کارکنان تولید و تحقیق و توسعه از مکانیسم موثر بر عملکرد سریم. آهن ربا، آهنرباهای سریم علمی بیشتری توسعه یافته اند. سیستم فرمول مگنت و فرآیند آماده سازی، انواع آهنرباهای سریم محصول با انرژی مغناطیسی بالا به بازار معرفی شده است. ترکیب با فناوری انتشار مرز دانه، SH، SHT، UH، و حتی EH محصولات مقاوم در برابر دمای بالا را می توان تولید کرد.

کاربرد آهنرباهای دائمی متخلخل NdFeB را می توان با توجه به مکانیسم به جهت های زیر تقسیم کرد:
با استفاده از جذب فولاد مغناطیسی به آهن، کبالت، نیکل و سایر مواد، عمدتاً شامل چاک های مغناطیسی، جداکننده های مغناطیسی، ماشین های تصفیه فاضلاب، پوشیدنی های هوشمند، سگک چمدان، سگک درب، اسباب بازی های آموزشی و غیره است.
از قانون القای الکترومغناطیسی فارادی و اصل نیروی لورنتس استفاده کنید. فولاد مغناطیسی به عنوان منبع مغناطیسی موتورهای آهنربای دائم و ژنراتورهای آهنربای دائم از جمله موتورهای سنکرون انرژی جدید، موتورهای هاب دوچرخه الکتریکی، ماشین‌های کششی، موتورهای سروو، کمپرسورهای تهویه مطبوع، توربین‌های بادی درایو مستقیم و نیمه مستقیم و غیره استفاده می‌شود. ;
میدان مغناطیسی سیم پیچ با تغییر جریان سیم پیچ تنظیم می شود و با میدان مغناطیسی تولید شده توسط آهنربا برای تولید ارتعاشات از جمله بوق های صوتی، بلندگوها، موتورهای VCM گیرنده ها و غیره در تعامل است.
استفاده از اصول فیزیک مغناطیسی مانند رزونانس مغناطیسی هسته ای و اثر هال، از جمله ابزارهای تشدید مغناطیسی هسته ای، سنسورهای مختلف و غیره.

همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است، سناریوهای کاربرد آهنرباهای سریم متنوع شده است. در مراحل اولیه تولید در مقیاس بزرگ، فولادهای مغناطیسی عمدتاً از گریدهای پایین‌تری مانند N25-N42 بودند که شکاف عملکرد بین آهنرباهای با عملکرد بالا و فریت‌ها را در تقاضا برای مواد آهنربای دائم پر می‌کرد. کاربردها بر روی آهنرباهای اسباب بازی جذب مغناطیسی، سگک درب، سگک چمدان، جداکننده مغناطیسی و سایر زمینه ها تمرکز دارند.

با درجات آهنربایی حاوی سریم که محصولات با عملکرد بالا مانند N45H، N48M و N52 را پوشش می‌دهند، برنامه‌های کاربردی محصول به حوزه‌های الکتروآکوستیک، پایانه‌های هوشمند موبایل، نیروی باد و تشدید مغناطیسی هسته‌ای گسترش یافته است. به ویژه، گریدهای 38M-38H به طور گسترده در زمینه موتورهای هاب دوچرخه برقی استفاده می شود.
محصولات اجباری بالا تولید شده با ترکیب فناوری انتشار مرز دانه را می توان در ماشین آلات معدن، موتورهای صنعتی، ماشین های کششی، کمپرسورهای تهویه مطبوع و سایر زمینه ها استفاده کرد.