Propiedades físicas del boro-hierro-neodimio sinterizado
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Los indicadores de rendimiento mecánico del acero magnético incluyen dureza, resistencia a la compresión, resistencia a la flexión, resistencia a la tracción, tenacidad al impacto, módulo de Young, etc. El neodimio-hierro-boro es un material frágil típico. El acero magnético tiene alta dureza y resistencia a la compresión, pero baja resistencia a la flexión, resistencia a la tracción y tenacidad al impacto. Esto hace que el acero magnético pierda fácilmente las esquinas o incluso se agriete durante el procesamiento, la magnetización y el ensamblaje. El acero magnético generalmente se fija en componentes y equipos mediante ranuras para tarjetas o adhesivo, al mismo tiempo que proporciona absorción de impactos y protección de amortiguación. La superficie de fractura del neodimio-hierro-boro sinterizado es una fractura transgranular típica, y sus propiedades mecánicas están determinadas principalmente por su compleja estructura multifásica, así como por la composición de la formulación, los parámetros del proceso y los defectos estructurales (poros, granos grandes, dislocaciones, etc.). En términos generales, cuanto menor sea la cantidad total de tierras raras, peores serán las propiedades mecánicas del material. Al agregar metales de bajo punto de fusión, como Cu y Ga, con moderación, se puede mejorar la distribución de la fase del límite de grano y mejorar la tenacidad del acero magnético. La adición de metales de alto punto de fusión, como Zr, Nb, Ti, etc., puede formar fases de precipitación en los límites de grano, refinar el tamaño del grano y suprimir la propagación de grietas, lo que ayuda a mejorar la resistencia y la tenacidad; Sin embargo, la adición excesiva de metales de alto punto de fusión puede provocar una dureza excesiva de los materiales magnéticos, lo que afecta gravemente la eficiencia del procesamiento. En el proceso de producción real, es difícil equilibrar las propiedades magnéticas y mecánicas de los materiales magnéticos. Debido a los requisitos de costo y rendimiento, a menudo es necesario sacrificar su facilidad de procesamiento y ensamblaje.
Propiedades térmicas
Los principales indicadores de rendimiento térmico del acero magnético de boro y hierro de neodimio incluyen la conductividad térmica, la capacidad calorífica específica y el coeficiente de expansión térmica.
El rendimiento del acero magnético disminuye gradualmente con el aumento de la temperatura, por lo que el aumento de temperatura de los motores de imanes permanentes se convierte en un factor clave que afecta si el motor puede funcionar bajo carga durante mucho tiempo. Una buena conductividad térmica y disipación de calor pueden evitar el sobrecalentamiento y mantener el funcionamiento normal del equipo. Por lo tanto, esperamos que el acero magnético tenga una alta conductividad térmica y capacidad calorífica específica, que pueda conducir y disipar el calor rápidamente, al mismo tiempo que provoca un menor aumento de temperatura con la misma cantidad de calor. El acero magnético de neodimio, hierro y boro es fácil de magnetizar en una dirección específica (eje ∥ C), y el acero magnético se expandirá cuando se caliente en esta dirección; Pero existe un fenómeno de expansión negativa en las dos direcciones (eje ⊥ C) que son difíciles de magnetizar, es decir, la contracción térmica. La existencia de anisotropía de expansión térmica lo hace propenso a agrietarse durante el proceso de sinterización del acero magnético de anillo de radiación; Y en los motores de imanes permanentes, a menudo se utilizan marcos de material magnético blando como soporte para el acero magnético, y las diferentes características de expansión térmica de los dos materiales afectarán la adaptabilidad dimensional después del aumento de temperatura.
Rendimiento eléctrico
En el entorno de campo electromagnético alterno de la rotación del motor de imán permanente, se generarán pérdidas por corrientes parásitas en el acero magnético, lo que provocará un aumento de la temperatura. Como las pérdidas por corrientes parásitas son inversamente proporcionales a la resistividad eléctrica, aumentar la resistividad eléctrica de los imanes permanentes de neodimio-hierro-boro puede reducir eficazmente las pérdidas por corrientes parásitas y el aumento de la temperatura de los imanes. La estructura de acero magnético de alta resistividad ideal se logra aumentando el potencial del electrodo de la fase rica en tierras raras, formando una capa de aislamiento que pueda evitar la transferencia de electrones y logrando la envoltura y separación de los límites de grano de alta resistencia en relación con los granos de la fase principal, mejorando así la resistividad de los imanes de neodimio-hierro-boro sinterizados. Sin embargo, ni las técnicas de dopaje ni de estratificación de materiales inorgánicos pueden resolver el problema del deterioro de las propiedades magnéticas. Actualmente, todavía no existe una preparación eficaz de imanes que combinen alta resistividad y alto rendimiento.