La practicabilitat de l'imant permanent es pot jutjar per l'estabilitat de la remanènciaBr, coercivitat intrínsecaHcj, i productes energètics màxims(BH) màxen condicions exteriors. Imant amb més altBrpot oferir una intensitat de camp magnètic més forta, després més granHcjpot servir molt millor capacitat anti-interferència. El valor de(BH) màxrepresenta la capacitat de l'imant permanent per proporcionar energia magnetostàtica. Es pot veure a la figura de sota, alt(BH) màxl'imant pot subministrar la mateixa intensitat del camp magnètic amb menys consum, llavors l'historial de desenvolupament de l'imant permanent és essencialment un procés per aconseguir un rendiment més alt.
La majoria dels elements de terres rares poden formar RE2Fe14compost B amb Fe i B, i Nd2Fe14El compost B té la magnetització de saturació més alta i el camp d'anisotropia magnetocristal·lí funcional entre aquests RE2Fe14compostos B. Més enllà d'això, el volum de reserva de neodimi a l'escorça terrestre és relativament abundant, cosa que pot mantenir l'estabilitat de la cadena de subministrament i l'avantatge de costos.
Moltes observacions de la microestructura indiquen que hi ha sis fases en els imants de neodimi sinteritzats, després Nd2Fe14La fase principal B i la fase rica en Nd són les més conegudes pels seus efectes sobre el rendiment magnètic. Nd2Fe14La fase principal B és l'única fase magnètica dura de l'imant sinteritzat i la seva fracció de volum determinaBri(BH) màxd'aliatge Nd-Fe-B. La fase rica en Nd té un paper clau en l'enduriment magnètic dels imants de neodimi sinteritzats. La seva composició, estructura, distribució i morfologia són molt sensibles a les condicions del procés. La fase rica en Nd és preferiblement en forma d'estructura en capes i distribuïda contínua en àrees de límit de gra.
Millora de la coercibilitat dels imants de neodimi sinteritzats
El generador d'energia eòlica, el vehicle d'energia nova, els electrodomèstics d'estalvi d'energia i el darrer terminal intel·ligent mòbil requereixen que els imants de neodimi sinteritzats no només tinguin un alt nivell.(BH) màx, però també tenen superiorHcj. Sempre és un tema important a millorarHcjtot mantenint-se altBri(BH) màx.
La coercivitat intrínseca dels imants de neodimi sinteritzats està influenciada principalment per la microestructura i la composició. L'optimització de la microestructura es centra en el refinament del gra i millora la distribució de la fase rica en Nd. La composició es pot optimitzar afegint altres elements per millorar el camp d'anisotropia magnetocristal·lí del gra de la fase principal. Hi ha una relació positiva entre la coercivitat dels imants de neodimi sinteritzats i el camp d'anisotropia magnetocristal·lí del gra de la fase principal. És a dir, com més gran sigui el camp d'anisotropia magnetocristal·lí del gra de la fase principal, més gran serà la coercivitat dels imants de neodimi sinteritzats. El HAde Dy2Fe14B i Tb2Fe14B són considerablement superiors a Nd2Fe14B, a continuació, afegint petites quantitats d'element Dy o Tb per substituir l'àtom Nd a la xarxa de fase principal es formarà (Nd, Dy)2Fe14B o (Nd, Tb)2Fe14B amb H més altAque pot millorar eficaçment la coercivitat intrínseca. Els mètodes d'addició utilitzats amb freqüència inclouen el procés d'aliatge tradicional, el procés de modificació del límit del gra i el procés de difusió del límit del gra.
Procés d'aliatge
El procés d'aliatge es refereix a afegir una certa proporció de HREE Dy o Tb a la matèria primera dels imants de neodimi sinteritzats, llavors tots els elements mostren una homogeneïtzació de la composició mitjançant el procés de fusió. El mecanisme de coercitivitat dels imants de neodimi sinteritzats indica que el domini magnètic invertit tendeix a nuclear a les àrees límit de la fase principal, i la distribució uniforme de HREE donarà lloc a un malbaratament de recursos i un cost. Sobretot, l'acoblament antiferromagnètic entre els àtoms de Fe i els àtoms de Dy generarà un greu efecte de dilució magnètica i es deteriorarà substancialment.Bri(BH) màx.
Procés de modificació del límit del gra
Per tal de millorar la relació d'utilització de HREE i evitar l'efecte de dilució magnètica, es proposa un procés de modificació del límit del gra. En primer lloc, el procés de modificació del límit de gra fabriquen Nd2Fe14L'aliatge principal B i l'aliatge auxiliar ric en HREE, respectivament, després pressionar i sinteritzar després de barrejar dos aliatges segons una determinada proporció. Dy i Tb es difondran al gra de la fase principal des del límit del gra durant el procés de sinterització, formant així (Nd, Dy)2Fe14B o (Nd, Tb)2Fe14B capes d'enduriment magnètic a les àrees límit de la fase principal i, per tant, disminueixen la nucleació del domini magnètic invertit. Fins i tot el procés de modificació del límit del gra ha promogut la relació d'utilització o HREE, HREE encara existeix inevitablement a l'interior del gra de la fase principal i dóna lloc a un efecte de dilució magnètica. El procés de modificació del límit del gra té una importància il·luminadora per al procés de difusió posterior del límit del gra.
Procés de difusió del límit del gra
El procés de difusió del límit del gra comença introduint la capa HREE a la superfície de l'imant i després experimentant un tractament tèrmic al buit per sobre del punt de fusió de la fase rica en Nd. Per tant, l'element HREE es difon a l'imant al llarg dels límits del gra i es forma (Nd, Dy, Tb)2Fe14B estructura nucli-closca al voltant del gra de la fase principal. Aleshores es millorarà el camp d'anisotropia de la fase principal, mentre que la fase límit del gra es farà més contínua i recta, cosa que debilitarà l'acoblament d'intercanvi magnètic entre les fases principals. La característica més significativa del procés de difusió del límit del gra és permetre augmentar l'imantHcjalhora que es manté altBr. A diferència del procés d'aliatge, els elements HREE no necessiten entrar en la fase principal, per la qual cosa es crea una reducció important en la quantitat de HREE i el preu de cost en els imants de neodimi sinteritzats d'alta coercivitat convencionals. El límit del gra també és capaç de fabricar alguns graus nous que abans eren inimaginables mitjançant un procés d'aliatge, com ara N54SH i N52UH.
El tractament de difusió del límit de gra s'implementarà després del procés de mecanitzat. La capa HREE es pot obtenir per polvorització, deposició física de vapor (PVD), electroforesi i evaporació tèrmica.
Limitacions del procés de difusió del límit del gra
El procés de difusió del límit del gra està restringit principalment pel gruix de l'imant i el grau de millora de la coercivitat intrínseca disminueix a mesura que augmenta el gruix. Augmentar la temperatura de difusió o allargar el temps de difusió pot augmentar la profunditat i la concentració de l'HREE difós, i després promoure la fracció de volum de l'estructura de la closca del nucli HREE. Tanmateix, la temperatura i el temps de difusió excessius donaran lloc al creixement del gra de la fase principal, mentre que l'estructura de la fase i la distribució de la fase rica en Nd també canviaran.
