Süper Güçlü Malzemeleri Anlamak – NdFeB
Sinterlenmiş NdFeB, en eski hazırlama prosesi ve evrensel olarak en yaygın olarak uygulanabilirliği sayesinde nadir toprak kalıcı mıknatıs malzemelerinin hızla gelişmesini sağlamıştır. Güçlü manyetik anizotropisi ve düşük maliyetli hammadde girdisi ile sinterlenmiş NdFeB, birçok ülke için bir araştırma hedefi haline gelmiştir. Sinterlenmiş NdFeB kalıcı mıknatıs malzemeleri, toz metalurjisinden yararlanır. Eritilmiş alaşım toz haline getirilir ve manyetik alanda sıkıştırılmış bir yapıya preslenir. Sıkıştırılmış yapı daha sonra yoğunlaştırma sağlamak için inert gaz veya vakumda sinterlenir. Ayrıca, mıknatısın koersivitesini artırmak için genellikle yaşlandırma ısıl işlemi gerekir. İşlem akışı şu şekildedir: hammadde hazırlama → eritme → toz hazırlama → presleme → sinterleme ve temperleme → manyetik test → taşlama → işleme → elektrokaplama → bitmiş ürün.
Sinterlenmiş NdFeB’nin aksine, bağlı mıknatısların her bir toz partikülünün yeterince yüksek bir sıkıştırılmış yapıya sahip olması gerekir. Toz hazırlama işlemi sırasında yüksek koersivite için gereken çok fazlı yapı ve mikro yapı ciddi şekilde hasar gördüğünde, iyi bağlanmış mıknatıslar üretmek imkansız hale gelir. Bu nedenle, hızlı söndüren manyetik tozu eriterek döndürme yöntemi kullanılarak, sıcak erimiş alaşım önce yüksek hızlı dönen, su soğutmalı bir bakır tekerleğe dökülür veya püskürtülür ve 100 μm kalınlığında ince bir şerit oluşturulur.
Sıcak preslenmiş/sıcak deforme edilmiş mıknatısların üretimi, doğrudan döküm alaşımları kullanmak yerine, hızlı söndürülmüş Nd-Fe-B manyetik tozuyla başlanmasını gerektirir. Aşırı söndürme (hızlı soğutma) koşulları kullanılarak daha ince taneler veya hatta amorf manyetik toz elde edilir. Sıcak presleme ve sıcak deformasyon sırasında taneler ısıtılır ve neredeyse tek alan boyutuna kadar büyütülür, böylece nihai mıknatısta yüksek koersivite elde edilir. Sıcak presleme işlemi, manyetik tozun bir kalıba yerleştirilmesini ve izotropik, katı yoğunluklu bir mıknatısa dönüşmesi için yüksek sıcaklıkta basınç uygulanmasını içerir.
Uygulama
Daimi Mıknatıslı Motorlar
Daimi mıknatıslı motorlarda, uyarma için kalıcı mıknatısların kullanılması yalnızca güç tüketimini azaltıp enerji tasarrufu sağlamakla kalmaz, aynı zamanda motor performansını da artırır.
Manyetik Makineler
Manyetik makineler, mıknatıslardaki benzer kutupların itme kuvvetini veya farklı kutupların çekme kuvvetini kullanarak çalışır. Bu, yüksek kalıcı mıknatıslanma ve yüksek içsel zorlayıcılığa sahip kalıcı mıknatıslar gerektirir. Ayrıca, farklı kutuplar arasındaki çekim prensibi sayesinde, temassız iletim kullanılarak manyetik sürücüler üretilebilir ve sürtünme ve gürültü gibi avantajlar sunar. Bu nedenle, yüksek performanslı Nd-Fe-B mıknatıslar, madencilik makinelerinin tahrik bileşenlerinde, uydu ve uzay araçlarındaki jiroskop ve türbinlerdeki manyetik yataklarda ve tıbbi ekipmanlarda kalp fonksiyonunu desteklemek için santrifüj pompalardaki rotor yataklarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Havacılık
Nadir toprak kalıcı mıknatıs malzemeleri, roket fırlatmaları, uydu konumlandırma ve iletişim teknolojileri için vazgeçilmezdir. Yüksek performanslı sinterlenmiş Nd-Fe-B, özellikle radar için mikrodalga verici/alıcı sistemlerinde kullanışlıdır. Sabit bir manyetik alan ve alternatif bir mikrodalga manyetik alanının birleşik etkisinden yararlanılarak ferromanyetik rezonans oluşur ve bu da mikrodalga sirkülatörleri, izolatörler vb. üretimine olanak tanır. Tüketici Elektroniği
3C tüketici elektroniği, sinterlenmiş NdFeB için her zaman önemli bir alt sektör olmuştur. Sinterlenmiş NdFeB, 3C tüketici elektroniği ürünlerindeki minyatürleştirme, hafifletme ve inceltme trendleriyle uyumlu yüksek manyetik enerjili ürün gibi özelliklere sahiptir. VCM’ler, cep telefonu lineer motorları, kameralar, kulaklıklar, hoparlörler ve mil tahrikli motorlar gibi elektronik bileşenlerde yaygın olarak kullanılır.