Compreender os Materiais Super-Resistentes — NdFeB
A sinterização de NdFeB, por ser o processo de preparação mais antigo e o mais universalmente aplicável, impulsionou o rápido desenvolvimento de materiais magnéticos permanentes de terras raras. Com a sua forte anisotropia magnética e baixo custo de matéria-prima, o NdFeB sinterizado tornou-se um alvo de investigação em muitos países. A produção de materiais magnéticos permanentes de NdFeB sinterizado utiliza a metalurgia do pó. A liga fundida é transformada em pó e prensada num compacto sob um campo magnético. O compacto é depois sinterizado em gás inerte ou vácuo para atingir a densificação. Além disso, para melhorar a coercividade do íman, é geralmente necessário um tratamento térmico de envelhecimento. O fluxo do processo é o seguinte: preparação da matéria-prima → fundição → preparação do pó → prensagem → sinterização e revenimento → ensaio magnético → retificação → maquinação → galvanoplastia → produto acabado.
Ao contrário do NdFeB sinterizado, as partículas individuais de pó magnético aglomerado necessitam de ter uma coercividade suficientemente elevada. Se a estrutura multifásica e a microestrutura necessárias para uma elevada coercividade forem severamente danificadas durante o processo de preparação do pó, será impossível produzir ímanes aglomerados de boa qualidade. Assim sendo, utilizando o método de solidificação rápida por centrifugação, a liga fundida a quente é inicialmente vertida ou pulverizada sobre uma roda de cobre refrigerada a água e em rotação de alta velocidade para formar uma tira fina com 100 μm de espessura.
O fabrico de ímanes prensados/deformados a quente requer a utilização de pó magnético de Nd-Fe-B arrefecido rapidamente, em vez de utilizar diretamente ligas fundidas. Ao empregar condições de sobre-arrefecimento (arrefecimento rápido), obtêm-se grãos mais finos, ou mesmo pó magnético amorfo. Durante a prensagem e deformação a quente, os grãos são aquecidos e crescem até atingirem um tamanho próximo do de domínio único, resultando numa elevada coercividade no íman final. O processo de prensagem a quente envolve a colocação do pó magnético num molde e a aplicação de pressão a alta temperatura para o forçar a formar um íman isotrópico de densidade sólida.
Aplicações
Motores de Íman Permanente
Nos motores de íman permanente, a utilização de ímanes permanentes para excitação não só reduz o consumo de energia e poupa recursos, como também melhora o desempenho do motor.
Máquinas Magnéticas
As máquinas magnéticas operam utilizando a força repulsiva de pólos iguais ou a força atractiva de pólos opostos em ímanes. Isto requer ímanes permanentes com alta remanência e alta coercividade intrínseca. Além disso, devido ao princípio da atração entre polos opostos, os acionamentos magnéticos podem ser construídos utilizando transmissão sem contacto, oferecendo vantagens como a ausência de atrito e ruído. Por conseguinte, os ímanes de Nd-Fe-B de alto desempenho são amplamente utilizados em componentes de acionamento de máquinas de mineração, chumaceiras magnéticas em giroscópios e turbinas em satélites e naves espaciais, e chumaceiras de rotor em bombas centrífugas para auxiliar a função cardíaca em equipamentos médicos.
Aeroespacial
Os materiais magnéticos permanentes de terras raras são indispensáveis para lançamentos de foguetões, posicionamento de satélites e tecnologias de comunicação. O Nd-Fe-B sinterizado de alto desempenho é particularmente útil em sistemas de transmissão/receção de micro-ondas para radar. Utilizando o efeito combinado de um campo magnético constante e de um campo magnético de micro-ondas alternado, ocorre a ressonância ferromagnética, permitindo o fabrico de circuladores de micro-ondas, isoladores, etc. Eletrónicos de Consumo
A indústria de eletrónica de consumo 3C sempre foi um setor importante para o NdFe-B sinterizado. O NdFe-B sinterizado possui características como um elevado produto de energia magnética, o que está alinhado com as tendências de miniaturização, redução de peso e espessura em produtos eletrónicos de consumo 3C. É amplamente utilizado em componentes eletrónicos como VCMs, motores lineares para telemóveis, câmaras, auscultadores, altifalantes e motores de acionamento de fusos.