A estabilidade a longo prazo dos ímãs é uma preocupação de todos os usuários. A estabilidade dos ímãs de samário-cobalto (SmCo) é mais importante para seu ambiente de aplicação severo. Em 2000, Chen[1]e Liu[2]et al., estudaram a composição e estrutura do SmCo de alta temperatura e desenvolveram ímãs de samário-cobalto resistentes a altas temperaturas. A temperatura máxima de operação (Tmáx.) dos ímãs SmCo foi aumentado de 350°C para 550°C. Depois disso, Chen et al. melhorou a resistência à oxidação do SmCo depositando níquel, alumínio e outros revestimentos nos ímãs SmCo.
Em 2014, o Dr. Mao Shoudong, o fundador da “MagnetPower”, estudou sistematicamente a estabilidade do SmCo em altas temperaturas, e os resultados foram publicados no JAP[3]. Os resultados gerais são os seguintes:
1. QuandoSmCoestá em um estado de alta temperatura (500°C, ar), é fácil formar uma camada de degradação na superfície. A camada de degradação é composta principalmente por uma incrustação externa (o samário está esgotado) e uma camada interna (muitos óxidos). A estrutura básica dos ímãs SmCo foi completamente destruída na camada de degradação. Conforme mostrado na Figura 1 e Figura 2.
Figura 1. As micrografias ópticas do Sm2Co17ímãs isotérmicos tratados ao ar a 500 °C por diferentes tempos. As camadas de degradação sob superfícies que são (a) paralelas e (b) perpendiculares ao eixo c.
Figura 2. Micrografia BSE e elementos EDS varredura de linha em todo o Sm2Co17ímãs isotérmicos tratados ao ar a 500 °C por 192 h.
2. A formação principal da camada de degradação afeta significativamente as propriedades magnéticas do SmCo, conforme mostrado na Figura 3. As camadas de degradação eram compostas principalmente por solução sólida de Co (Fe), CoFe2O4, Sm2O3 e ZrOx nas camadas internas e Fe3O4, CoFe2O4 e CuO nas escalas externas. O Co (Fe), CoFe2O4 e Fe3O4 atuaram como fases magnéticas suaves em comparação com a fase magnética dura dos ímãs centrais Sm2Co17 não afetados. O comportamento de degradação deve ser controlado.
Figura 3. As curvas de magnetização de Sm2Co17ímãs isotérmicos tratados ao ar a 500 °C por diferentes tempos. A temperatura de teste das curvas de magnetização é 298 K. O campo externo H é paralelo ao alinhamento do eixo c do Sm2Co17ímãs.
3. Se revestimentos com alta resistência à oxidação forem depositados no SmCo para substituir os revestimentos de galvanoplastia originais, o processo de degradação do SmCo pode ser inibido de forma mais significativa e a estabilidade do SmCo pode ser melhorada, conforme mostrado na Figura 4. A aplicação deOU revestimentoinibir significativamente o aumento de peso do SmCo e a perda de propriedades magnéticas.
Fig.4 a estrutura da resistência à oxidação OU revestimento no Sm2Co17ímã.
Desde então, “MagnetPower” realizou experimentos de estabilidade de longo prazo (~4.000 horas) em alta temperatura, o que pode fornecer uma referência de estabilidade de ímãs SmCo para uso futuro em altas temperaturas.
Em 2021, com base no requisito de temperatura máxima de operação, a “MagnetPower” desenvolveu uma série de classes de 350°C a 550°C （Série T）. Essas classes podem fornecer opções suficientes para aplicação de SmCo em alta temperatura, e as propriedades magnéticas são mais vantajosas. Conforme mostrado na Figura 5. Consulte a página da web para obter detalhes:https://www.magnetpower-tech.com/t-series-sm2co17-smco-magnet-supplier-product/
Fig.5 Os ímãs SmCo de alta temperatura (série T) de “MagnetPower”
CONCLUSÕES
1. Como ímãs permanentes de terras raras altamente estáveis, o SmCo pode ser usado em alta temperatura (≥350°C) por um curto período de tempo. O SmCo de alta temperatura (série T) pode ser aplicado a 550°C sem desmagnetização irreversível.
2. No entanto, se os ímãs SmCo forem usados em alta temperatura (≥350°C) por um longo período, a superfície estará propensa a produzir uma camada de degradação. O uso de revestimento antioxidante pode garantir a estabilidade do SmCo em altas temperaturas.
Referência
[1] CHChen, Transações IEEE em Magnética, 36, 3291-3293, (2000);
[2] JF Liu, Journal of Applied Physics, 85, 2800-2804, (1999);
[3] Shoudong Mao, Jornal de Física Aplicada, 115, 043912,1-6 (2014)
Horário da postagem: 08/07/2023
