Nam châm Neodymium

Tại sao neodymium lại có từ tính cao như vậy

Neodymium là một kim loại đất hiếm và cũng là sắt từ. Nghĩa là giống như sắt, neodymium có thể bị từ hóa. Nó không được tìm thấy tự nhiên ở dạng kim loại và neodymium luôn được trộn với các lanthanide khác vì nó rất dễ phản ứng.

Chúng tôi đã viết rất nhiều về neodymium vì chúng tôi đam mê nam châm mạnh, nhưng nguyên tố hóa học Nd không có lực từ tính trước khi được tinh chế.

Neodymium là nguyên tố phổ biến thứ hai trong các nguyên tố đất hiếm và được tìm thấy trong các khoáng chất lanthanide. Nó được trộn với các nguyên tố khác, nhưng không quá hiếm vì nó có số lượng rất lớn.

Để trở thành một nam châm mạnh, neodymium được xử lý, thường ở dạng lỏng, cùng với sắt và bo để tạo thành cấu trúc tinh thể tứ giác. Hợp kim được tạo thành từ hạt vi tinh thể. Chúng đang được sản xuất và từ hóa, do đó trục từ của chúng hướng theo cùng một hướng.

Lực kéo mà nam châm neodymium có thể đạt được là mạnh nhất trong số các nam châm vĩnh cửu mà bạn có thể mua. Nó mạnh như vậy vì nó có trạng thái bão hòa, từ hóa rất cao. Năng lượng từ tính mà sự kết hợp của neodymium, sắt và boron có thể lưu trữ, làm cho hợp kim có tính từ rất cao.

Sự cản trở của mạng tinh thể đối với việc thay đổi hướng từ hóa dẫn đến lực kháng từ và có nghĩa là nam châm Neodymium rất khó bị khử từ.

Vì vậy, đừng lo lắng về nguy cơ nam châm siêu mạnh của bạn mất đi sức mạnh. Điều đó có thể xảy ra, nhưng trong những trường hợp được bảo vệ, nam châm neodymium sẽ không mất đi bất kỳ sức mạnh đáng kể nào. Nhiệt độ cực cao và các nam châm rất mạnh khác có thể làm mất một số sức mạnh, nhưng nếu bạn sử dụng nó trong cuộc sống hàng ngày, thì đây không phải là điều bạn nên lo lắng.

Nam châm Neodymium được tạo ra như thế nào

Thiêu kết
Để tạo cho nam châm xanh những đặc tính từ tính tối ưu, quá trình thiêu kết sử dụng nhiệt dưới nhiệt độ nóng chảy của nó để ngưng tụ và định hình nó. Trong môi trường trơ, không có oxy, quá trình này phải được theo dõi cẩn thận. Hiệu suất của nam châm neodymium có thể bị phá hủy do quá trình oxy hóa. Để các hạt bám vào nhau, nó được nghiền ở nhiệt độ lên đến 1080 độ C nhưng thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của chúng. Một quá trình làm nguội được sử dụng để nhanh chóng làm đông nam châm và khử các pha, là các loại hợp kim có đặc tính từ tính yếu.

tan chảy
Để tạo ra hợp kim, Neodymium, Sắt và Boron được tính toán và đặt trong lò hồ quang chân không. Các nguyên tố khác, bao gồm coban, đồng, gadolinium và dysprosium, được thêm vào cho các cấp độ cụ thể để giúp chống ăn mòn. Dòng điện xoáy tạo ra nhiệt trong chân không để ngăn chất gây ô nhiễm.

Bột và ép
Hợp kim nóng chảy này được làm nguội và chúng được nghiền bằng tia trong môi trường nitơ lạnh và chuyển thành bột. Bột này sau đó được ép thành thuốc nhuộm và chúng được đúc thành hình dạng mong muốn. Vật liệu được đưa vào từ trường trong quá trình ép. Sau đó, nó được đẩy thành một hình dạng lớn hơn trong khuôn thứ hai, căn chỉnh từ tính của nó theo hướng ép. Các vật cố định tạo ra từ trường trong khi ép được sử dụng trong một số phương pháp để căn chỉnh các hạt.
Ngay trước khi nam châm nén được thả ra, nó được cung cấp một xung khử từ, khiến nam châm bị khử từ, tạo ra một nam châm màu xanh lá cây dễ vỡ vụn và có chất lượng từ tính thấp.

Gia công, phủ, từ hóa
Để định hình nam châm thiêu kết theo đúng dung sai, người ta sử dụng các cạnh cắt kim cương hoặc dây. Do neodymium bị oxy hóa nhanh và do đó dễ bị ăn mòn nên các đặc tính từ tính của nó có thể bị mất. Acrylic, niken, đồng, kẽm, thiếc và các loại lớp phủ khác được sử dụng để bảo quản chúng. Mặc dù nam châm có hướng từ hóa, nhưng nó không bị từ hóa và phải nhanh chóng tiếp xúc với từ trường mạnh, được tạo ra bởi cuộn dây bao quanh nam châm. Để tạo ra dòng điện mạnh, người ta sử dụng tụ điện và điện áp cao trong quá trình từ hóa.

Liên kết
Liên kết, còn được gọi là liên kết nén, là một kỹ thuật ép thuốc nhuộm kết hợp hỗn hợp bột neodymium cũng như chất kết dính epoxy. Hỗn hợp bao gồm 97% hạt từ tính và 3% epoxy.
Sự kết hợp epoxy và neodymium này được ép hoặc đùn và nung để đóng rắn. Nam châm có thể được đúc thành các hình dạng và hoa văn phức tạp vì hỗn hợp được nén vào khuôn hoặc đùn. Liên kết nén tạo ra nam châm có dung sai chặt chẽ mà không cần các quy trình tiếp theo.