Comprensión de los materiales superresistentes: NdFeB
El NdFeB sinterizado, al ser el proceso de preparación más antiguo y de aplicación más universal, ha impulsado el rápido desarrollo de los materiales magnéticos permanentes de tierras raras. Gracias a su fuerte anisotropía magnética y al bajo costo de sus materias primas, el NdFeB sinterizado se ha convertido en un objetivo de investigación para muchos países. Los materiales magnéticos permanentes de NdFeB sinterizado utilizan la pulvimetalurgia. La aleación fundida se pulveriza y se compacta en un campo magnético. Posteriormente, la compactación se sinteriza en gas inerte o al vacío para lograr la densificación. Además, para mejorar la coercitividad del imán, suele requerirse un tratamiento térmico de envejecimiento. El proceso se desarrolla de la siguiente manera: preparación de la materia prima → fundición → preparación del polvo → prensado → sinterización y revenido → ensayo magnético → rectificado → mecanizado → electrodeposición → producto final.
A diferencia del NdFeB sinterizado, las partículas individuales de polvo de los imanes aglomerados deben tener una coercitividad suficientemente alta. Si la estructura multifásica y la microestructura necesarias para una alta coercitividad se dañan gravemente durante el proceso de preparación del polvo, será imposible producir imanes aglomerados de buena calidad. Por lo tanto, mediante el método de solidificación rápida por hilado de polvo magnético, la aleación fundida caliente se vierte o pulveriza sobre una rueda de cobre refrigerada por agua que gira a alta velocidad para formar una tira delgada de 100 μm de espesor.
La fabricación de imanes prensados/deformados en caliente requiere partir de polvo magnético de Nd-Fe-B enfriado rápidamente, en lugar de utilizar directamente aleaciones fundidas. Al emplear condiciones de sobreenfriamiento (enfriamiento rápido), se obtienen granos más finos, o incluso polvo magnético amorfo. Durante el prensado y la deformación en caliente, los granos se calientan y crecen hasta alcanzar un tamaño cercano al de un dominio único, logrando así una alta coercitividad en el imán final. El proceso de prensado en caliente consiste en colocar el polvo magnético en un molde y aplicar presión a alta temperatura para comprimirlo y convertirlo en un imán isotrópico de alta densidad.
Aplicaciones
Motores de imanes permanentes
En los motores de imanes permanentes, el uso de estos imanes para la excitación no solo reduce el consumo de energía y ahorra electricidad, sino que también mejora el rendimiento del motor.
Maquinaria magnética
La maquinaria magnética funciona mediante la fuerza repulsiva entre polos iguales o la fuerza atractiva entre polos opuestos en los imanes. Esto requiere imanes permanentes con alta remanencia y alta coercitividad intrínseca. Además, gracias al principio de atracción entre polos opuestos, los accionamientos magnéticos pueden construirse mediante transmisión sin contacto, lo que ofrece ventajas como la ausencia de fricción y ruido. Por lo tanto, los imanes de Nd-Fe-B de alto rendimiento se utilizan ampliamente en componentes de accionamiento de maquinaria minera, cojinetes magnéticos en giroscopios y turbinas de satélites y naves espaciales, y cojinetes de rotor en bombas centrífugas para asistir la función cardíaca en equipos médicos.
Aeroespacial
Los materiales magnéticos permanentes de tierras raras son indispensables para el lanzamiento de cohetes, el posicionamiento de satélites y las tecnologías de comunicación. El Nd-Fe-B sinterizado de alto rendimiento es particularmente útil en sistemas de transmisión/recepción de microondas para radar. Al aprovechar el efecto combinado de un campo magnético constante y un campo magnético de microondas alterno, se produce la resonancia ferromagnética, lo que permite la fabricación de circuladores de microondas, aisladores, etc. Electrónica de consumo
La electrónica de consumo 3C siempre ha sido una importante industria derivada del Nd-Fe-B sinterizado. Este material posee características como un alto producto de energía magnética, lo que se alinea con las tendencias de miniaturización, aligeramiento y reducción del grosor en los productos electrónicos de consumo 3C. Se utiliza ampliamente en componentes electrónicos como VCM, motores lineales para teléfonos móviles, cámaras, auriculares, altavoces y motores de accionamiento de husillo.