सॅमेरियम कोबाल्ट चुंबक दहा वर्षांहून अधिक काळ वापरता येतात का——उच्च तापमानात सॅमेरियम कोबाल्टची दीर्घकालीन स्थिरता

चुंबकांची दीर्घकालीन स्थिरता ही प्रत्येक वापरकर्त्याची चिंता असते. समारियम कोबाल्ट (SmCo) चुंबकांची स्थिरता त्यांच्या कठोर अनुप्रयोग वातावरणासाठी अधिक महत्त्वाची आहे. 2000 मध्ये, चेन^[१]आणि लिऊ^[२]et al., उच्च-तापमान SmCo च्या रचना आणि संरचनेचा अभ्यास केला आणि उच्च-तापमान-प्रतिरोधक समारियम-कोबाल्ट चुंबक विकसित केले. कमाल ऑपरेटिंग तापमान (टी_कमाल) SmCo चुंबक 350°C वरून 550°C पर्यंत वाढवले ​​होते. त्यानंतर, चेन इ. SmCo मॅग्नेटवर निकेल, ॲल्युमिनियम आणि इतर कोटिंग्ज जमा करून SmCo चे ऑक्सिडेशन प्रतिरोध सुधारला.

2014 मध्ये, “MagnetPower” चे संस्थापक डॉ. माओ शौडोंग यांनी उच्च तापमानात SmCo च्या स्थिरतेचा पद्धतशीरपणे अभ्यास केला आणि त्याचे परिणाम JAP मध्ये प्रकाशित झाले.^[३]. सामान्य परिणाम खालीलप्रमाणे आहेत:

1. केव्हाSmCoउच्च-तापमान स्थिती (500°C, हवा) मध्ये आहे, पृष्ठभागावर एक अधोगती थर तयार करणे सोपे आहे. डिग्रेडेशन लेयर मुख्यत्वे बाह्य स्केल (सॅमेरियम संपुष्टात आले आहे) आणि अंतर्गत स्तर (बरेच ऑक्साईड) बनलेले आहे. SmCo चुंबकांची मूलभूत रचना डीग्रेडेशन लेयरमध्ये पूर्णपणे नष्ट झाली. आकृती 1 आणि आकृती 2 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे.

अंजीर.1. Sm चे ऑप्टिकल मायक्रोग्राफ₂Co₁₇वेगवेगळ्या वेळी 500 डिग्री सेल्सिअस तापमानात हवेत इसोथर्मल मॅग्नेटचे उपचार केले जातात. (a) समांतर आणि (b) c-axis ला लंब असलेल्या पृष्ठभागांखालील निकृष्ट स्तर.

अंजीर.2. बीएसई मायक्रोग्राफ आणि ईडीएस घटक रेखा-स्कॅन संपूर्ण Sm₂Co₁₇192 तासांसाठी 500 डिग्री सेल्सिअस तपमानावर मॅग्नेट इसोथर्मल हवेत उपचार केले जातात.

2. आकृती 3 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, निकृष्ट स्तराची मुख्य निर्मिती SmCo च्या चुंबकीय गुणधर्मांवर लक्षणीय परिणाम करते. अध:पतन स्तर प्रामुख्याने Co(Fe) घन द्रावण, CoFe2O4, Sm2O3, आणि ZrOx अंतर्गत स्तरांमध्ये आणि Fe3O4, CoFe2O4, आणि CuO बाह्य स्केलमध्ये. Co(Fe), CoFe2O4, आणि Fe3O4 मध्यवर्ती अप्रभावित Sm2Co17 चुंबकांच्या कठोर चुंबकीय टप्प्याच्या तुलनेत मऊ चुंबकीय टप्पे म्हणून काम करतात. निकृष्ट वर्तनावर नियंत्रण ठेवले पाहिजे.

अंजीर 3. Sm चे चुंबकीकरण वक्र₂Co₁₇वेगवेगळ्या वेळी 500 डिग्री सेल्सिअस तापमानात हवेत इसोथर्मल मॅग्नेटचे उपचार केले जातात. चुंबकीकरण वक्रांचे चाचणी तापमान 298 K आहे. बाह्य क्षेत्र H Sm च्या c-अक्ष संरेखनाला समांतर आहे.₂Co₁₇चुंबक

3. मूळ इलेक्ट्रोप्लेटिंग कोटिंग्ज बदलण्यासाठी SmCo वर उच्च ऑक्सिडेशन प्रतिरोधक कोटिंग्ज जमा केल्यास, SmCo ची ऱ्हास प्रक्रिया अधिक लक्षणीयरीत्या प्रतिबंधित केली जाऊ शकते आणि आकृती 4 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे SmCo ची स्थिरता सुधारली जाऊ शकते.किंवा कोटिंगSmCo चे वजन वाढणे आणि चुंबकीय गुणधर्मांचे नुकसान लक्षणीयरीत्या प्रतिबंधित करते.

Fig.4 Sm वर ऑक्सिडेशन रेझिस्टन्स किंवा कोटिंगची रचना₂Co₁₇चुंबक

"MagnetPower" ने उच्च-तापमानावर दीर्घकालीन स्थिरतेचे (~4000hours) प्रयोग केले आहेत, जे उच्च तापमानात भविष्यातील वापरासाठी SmCo मॅग्नेटचा स्थिरता संदर्भ देऊ शकतात.

2021 मध्ये, कमाल ऑपरेटिंग तापमान आवश्यकतेवर आधारित, "मॅग्नेटपॉवर" ने 350°C ते 550°C पर्यंत श्रेणींची मालिका विकसित केली आहे.टी मालिका) हे ग्रेड उच्च-तापमान SmCo अनुप्रयोगासाठी पुरेसे पर्याय देऊ शकतात आणि चुंबकीय गुणधर्म अधिक फायदेशीर आहेत. आकृती 5 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे. कृपया तपशीलांसाठी वेब पृष्ठ पहा:https://www.magnetpower-tech.com/t-series-sm2co17-smco-magnet-supplier-product/

Fig.5 “MagnetPower” चे उच्च तापमान SmCo चुंबक (T मालिका)

निष्कर्ष

1. अत्यंत स्थिर दुर्मिळ पृथ्वीचे स्थायी चुंबक म्हणून, SmCo चा वापर उच्च तापमानात (≥350°C) अल्प कालावधीसाठी केला जाऊ शकतो. उच्च तापमान SmCo (T मालिका) अपरिवर्तनीय डिमॅग्नेटायझेशनशिवाय 550°C वर लागू केले जाऊ शकते.

2. तथापि, जर SmCo चुंबक उच्च तापमानात (≥350°C) दीर्घकाळ वापरले गेले, तर पृष्ठभागावर ऱ्हास थर निर्माण होण्याची शक्यता असते. अँटी-ऑक्सिडेशन कोटिंगचा वापर उच्च तापमानात SmCo ची स्थिरता सुनिश्चित करू शकतो.

संदर्भ

[१] सीएचचेन, चुंबकीयांवर IEEE व्यवहार, 36, 3291-3293, (2000);

[२] जेएफ लियू, जर्नल ऑफ अप्लाइड फिजिक्स, 85, 2800-2804, (1999);

[३] शौडोंग माओ, जर्नल ऑफ अप्लाइड फिजिक्स, ११५, ०४३९१२,१-६ (२०१४)