Pot fi folosiți magneții de samariu cobalt mai mult de zece ani——stabilitatea pe termen lung a samariului cobalt la temperatură ridicată

Stabilitatea pe termen lung a magneților este o preocupare a fiecărui utilizator. Stabilitatea magneților de samariu cobalt (SmCo) este mai importantă pentru mediul lor dur de aplicare. În 2000, Chen^[1]și Liu^[2]et al., au studiat compoziția și structura SmCo la temperatură înaltă și au dezvoltat magneți de samariu-cobalt rezistenți la temperaturi înalte. Temperatura maximă de funcționare (T_max) de magneți SmCo a fost crescut de la 350°C la 550°C. După aceea, Chen și colab. a îmbunătățit rezistența la oxidare a SmCo prin depunerea de nichel, aluminiu și alte acoperiri pe magneții SmCo.

În 2014, dr. Mao Shoudong, fondatorul „MagnetPower”, a studiat sistematic stabilitatea SmCo la temperaturi ridicate, iar rezultatele au fost publicate în JAP^[3]. Rezultatele generale sunt următoarele:

1. CândSmCose află într-o stare de temperatură ridicată (500°C, aer), este ușor să se formeze un strat de degradare la suprafață. Stratul de degradare este compus în principal dintr-o scară externă (Samarium este epuizat) și un strat intern (mulți oxizi). Structura de bază a magneților SmCo a fost complet distrusă în stratul de degradare. După cum se arată în Figura 1 și Figura 2.

Fig.1. Micrografiile optice ale Sm₂Co₁₇magneți tratați izotermic în aer la 500 °C pentru timpi diferiți. Straturile de degradare sub suprafețe care sunt (a) paralele și (b) perpendiculare pe axa c.

Fig.2. Micrografie BSE și scanare liniare a elementelor EDS de-a lungul Sm₂Co₁₇magneți tratați izotermic în aer la 500 °C timp de 192 ore.

2. Formarea principală a stratului de degradare afectează în mod semnificativ proprietățile magnetice ale SmCo, așa cum se arată în Figura 3. Straturile de degradare au fost compuse în principal din soluție solidă de Co(Fe), CoFe2O4, Sm2O3 și ZrOx în straturile interne și Fe3O4, CoFe2O4 și CuO în scalele externe. Co(Fe), CoFe2O4 și Fe3O4 au acționat ca faze magnetice moi în comparație cu faza magnetică dură a magneților centrali Sm2Co17 neafectați. Comportamentul de degradare trebuie controlat.

Fig. 3. Curbele de magnetizare ale lui Sm₂Co₁₇magneți tratați izotermic în aer la 500 °C pentru timpi diferiți. Temperatura de testare a curbelor de magnetizare este de 298 K. Câmpul extern H este paralel cu alinierea axei c a Sm₂Co₁₇magneți.

3. Dacă acoperirile cu rezistență mare la oxidare sunt depuse pe SmCo pentru a înlocui acoperirile originale de galvanizare, procesul de degradare a SmCo poate fi inhibat mai semnificativ și stabilitatea SmCo poate fi îmbunătățită, așa cum se arată în Figura 4. Aplicarea de SmCoSAU acoperireinhibă semnificativ creșterea în greutate a SmCo și pierderea proprietăților magnetice.

Fig.4 structura rezistenței la oxidare SAU acoperire pe Sm₂Co₁₇magnet.

„MagnetPower” a efectuat de atunci experimente de stabilitate pe termen lung (~ 4000 de ore) la temperaturi ridicate, care pot oferi o referință de stabilitate a magneților SmCo pentru utilizare ulterioară la temperaturi ridicate.

În 2021, pe baza cerinței de temperatură maximă de funcționare, „MagnetPower” a dezvoltat o serie de grade de la 350°C la 550°C （seria T）. Aceste calități pot oferi suficiente opțiuni pentru aplicarea SmCo la temperatură înaltă, iar proprietățile magnetice sunt mai avantajoase. După cum se arată în Figura 5. Vă rugăm să consultați pagina web pentru detalii:https://www.magnetpower-tech.com/t-series-sm2co17-smco-magnet-supplier-product/

Fig.5 Magneții SmCo de înaltă temperatură (seria T) ai „MagnetPower”

CONCLUZII

1. Ca magneți permanenți cu pământuri rare extrem de stabile, SmCo poate fi utilizat la temperatură ridicată (≥350°C) pentru o perioadă scurtă de timp. SmCo de înaltă temperatură (seria T) poate fi aplicat la 550°C fără demagnetizare ireversibilă.

2. Cu toate acestea, dacă magneții SmCo au fost utilizați la temperatură înaltă (≥350°C) pentru o perioadă lungă de timp, suprafața este predispusă să producă un strat de degradare. Utilizarea acoperirii anti-oxidare poate asigura stabilitatea SmCo la temperaturi ridicate.

Referinţă

[1] CHChen, IEEE Transactions on Magnetics, 36, 3291-3293, (2000);

[2] JF Liu, Journal of Applied Physics, 85, 2800-2804, (1999);

[3] Shoudong Mao, Journal of Applied Physics, 115, 043912,1-6 (2014)