Samarij kobaltni magneti (SmCo): značajke, karakteristike, proizvodnja i primjena

Samarij kobalt magneti (SmCo) su rijetke zemlje. Glavni tipovi koji se proizvode imaju kemijski sastav SmCo5 i Sm2Ko17... Vrlo su popularni i drugi su najjači magnet, manje su jaki od neodimijskih magneta, ali također imaju više radne temperature i veću koercitivnu silu. Ovi magneti su vrlo dobri u otpornosti na koroziju, ali su krti, skloni pucanju i pucanju.

Izrađuju se poput neodimijskih magneta prešanjem u magnetskom polju i zatim sinteriranjem.

Predstavljaju skupinu s drugom najvećom unutarnjom energijom nakon neodimskih magneta (NdFeB). Budući da su vrlo otporni na koroziju i ne zahtijevaju površinsku obradu, takvi magneti su najbolji neodimijski magneti za rad na visokim temperaturama iu nepovoljnim uvjetima.

Također, za razliku od neodimijskih (Nd) magneta, SmCo magneti koriste šire dostupne materijale koji su inherentno stabilni na temperaturama znatno iznad Curiejeve točke.To čini cijene za SmCo stabilnijima i manje osjetljivima na tržišne promjene.

Mana im je viša cijena. Ostali nedostaci su visoka krtost, niska vlačna čvrstoća i osobito velika sklonost cijepanju.

Samarij-kobalt magneti izuzetno su otporni na vanjska demagnetizirajuća polja zbog svoje visoke maksimalne energije Hcmax... Ova značajka čini samarij-kobalt magnete posebno prikladnima za elektromehaničke primjene.

Ovi magneti se mogu koristiti na znatno višim temperaturama od neodimskih magneta, maksimalna radna temperatura SmCo magneta je 250 do 300 °C. Njihov temperaturni koeficijent je 0,04% na 1 °C.

Drugi faktor koji utječe na otpor magneta je njegov oblik i moguća prisutnost vanjskog magnetskog kruga. Tanki magneti (obično u obliku šipke) se lakše demagnetiziraju od debelih magneta.

SmCo Samarium Cobalt Magnets razvili su Albert Gale i Dilip K. Das i njihov tim u Raytheon Corporation 1970. godine.

Za proizvodnju samarij-kobalt magneta, sirovine se tope u indukcijskoj peći napunjenoj argonom. Smjesa se izlije u kalup i ohladi vodom dok se ne formira ingot. Ingot se drobi, a čestice se drobe kako bi se smanjila njihova veličina. Dobiveni prah se komprimira u magnetskom polju u kalup željenog oblika za željenu orijentaciju magnetskog polja.

Sinteriranje se odvija na temperaturi od 1100–1250 °C, zatim obrada otopine na 1100–1200 °C. Na kraju se oslobađa na temperaturi od oko 700–900 °C. Zatim se uzemljuje i dalje magnetizira kako bi se povećala magnetska snaga. Gotov proizvod se testira, provjerava i priprema za isporuku kupcima.

Stoga je proizvodni proces SmCo sličan proizvodnji neodimijskih magneta — prešanje u magnetskom polju i naknadno sinteriranje.

Magnetski materijal samarij-kobalt vrlo je krt, što otežava korištenje strojeva za rezanje metala u njihovoj proizvodnji. Krhkost povezana sa zrnom (kristalnom strukturom) metalnog praha onemogućuje upotrebu alata od karbida.

Većina magnetskih materijala obrađuje se u nemagnetskom stanju, a strojno obrađeni magnet se zatim magnetizira do zasićenja. Ovi magneti koriste dijamantne alate i rashladno sredstvo na bazi vode za bušenje rupa.

Otpad od mljevenja ne smije biti potpuno suh, budući da samarij-kobalt ima nisko plamište, samo 150-180 °C. Mala iskra, na primjer uzrokovana statičkim elektricitetom, može lako zapaliti materijal. Rezultirajući plamen postaje vrlo vruć i teško ga je kontrolirati.

Precizna magnetska montaža

Samarij-kobalt magneti su izuzetno jaki i zahtijevaju veliko polje magnetiziranja. Anizotropna priroda sinteriranih kobalt samarijevih magneta rezultira jednim smjerom magnetizacije. Mora se održavati tijekom magnetizacije kada se magnet postavlja u konačni sklop.

Smjer magnetiziranja mjeri se indikatorom koji određuje određeni magnetski pol za određeni stroj ili opremu tijekom proizvodnje.

Samarij-kobaltni magneti naširoko se koriste u automobilskoj, zrakoplovnoj, obrambenoj i industrijskoj industriji u različitoj opremi, aparatima i instrumentima kao što su električni motori, električni generatori, elektromagnetske spojke, mikrofoni, zvučnici, uređaji za raspršivanje vakuumskih premaza, Hallovi senzori, akceleratori čestice i mnoge druge naprave.