Den långsiktiga stabiliteten hos magneter är ett bekymmer för varje användare. Stabiliteten hos samariumkobolt (SmCo)-magneter är viktigare för deras tuffa användningsmiljö. År 2000, Chen[1]och Liu[2]et al., studerar sammansättningen och strukturen av högtemperatur SmCo, och utvecklade högtemperaturbeständiga samarium-koboltmagneter. Den maximala driftstemperaturen (TmaxSmCo-magneter ökades från 350°C till 550°C. Efter det, Chen et al. förbättrade SmCos oxidationsbeständighet genom att avsätta nickel, aluminium och andra beläggningar på SmCo-magneterna.
Under 2014 studerade Dr Mao Shoudong, grundaren av "MagnetPower", systematiskt stabiliteten hos SmCo vid höga temperaturer, och resultaten publicerades i JAP[3]. De allmänna resultaten är följande:
1. NärSmCoär i högtemperaturtillstånd (500°C, luft) är det lätt att bilda ett nedbrytningsskikt på ytan. Nedbrytningsskiktet består huvudsakligen av en extern fjäll (Samarium är utarmad) och ett inre skikt (mycket oxider). SmCo-magneternas grundstruktur förstördes fullständigt i nedbrytningsskiktet. Som visas i figur 1 och figur 2.
Fig.1. De optiska mikrofotografierna av Sm2Co17magneter isotermiskt behandlade i luft vid 500 °C under olika tider. Nedbrytningsskikten under ytor som är (a) parallella och (b) vinkelräta mot c-axeln.
Fig.2. BSE-mikrofotografi och EDS-element linjeavsökning över Sm2Co17magneter isotermiskt behandlade i luft vid 500 °C i 192 timmar.
2. Den huvudsakliga bildningen av nedbrytningsskiktet påverkar avsevärt de magnetiska egenskaperna hos SmCo, som visas i figur 3. Nedbrytningsskikten bestod huvudsakligen av Co(Fe) fast lösning, CoFe2O4, Sm2O3 och ZrOx i de inre skikten och Fe3O4, CoFe2O4 och CuO i de yttre skalorna. Co(Fe), CoFe2O4 och Fe3O4 fungerade som mjuka magnetiska faser jämfört med den hårda magnetiska fasen hos de centrala opåverkade Sm2Co17-magneterna. Nedbrytningsbeteendet bör kontrolleras.
Fig. 3. Magnetiseringskurvorna för Sm2Co17magneter isotermiskt behandlade i luft vid 500 °C under olika tider. Testtemperaturen för magnetiseringskurvorna är 298 K. Det externa fältet H är parallellt med c-axelns inriktning av Sm2Co17magneter.
3. Om beläggningar med hög oxidationsbeständighet avsätts på SmCo för att ersätta de ursprungliga elektropläteringsbeläggningarna, kan nedbrytningsprocessen av SmCo inhiberas mer avsevärt och stabiliteten hos SmCo kan förbättras, som visas i figur 4. Appliceringen avELLER beläggningavsevärt hämmar viktökningen av SmCo och förlusten av magnetiska egenskaper.
Fig. 4 strukturen för oxidationsbeständigheten OR-beläggningen på Sm2Co17magnet.
"MagnetPower" har sedan dess genomfört experiment med långtidsstabilitet (~4000 timmar) vid hög temperatur, vilket kan ge en stabilitetsreferens för SmCo-magneter för framtida användning vid höga temperaturer.
År 2021, baserat på kravet på maximal drifttemperatur, har "MagnetPower" utvecklat en serie kvaliteter från 350°C till 550°C （T-serien）. Dessa kvaliteter kan ge tillräckliga valmöjligheter för SmCo-applikationer vid hög temperatur, och de magnetiska egenskaperna är mer fördelaktiga. Som visas i figur 5. Se webbsidan för detaljer:https://www.magnetpower-tech.com/t-series-sm2co17-smco-magnet-supplier-product/
Fig. 5 SmCo-magneterna med hög temperatur (T-serien) från "MagnetPower"
SLUTSATSER
1. Som en mycket stabil permanentmagnet för sällsynta jordartsmetaller kan SmCo användas vid hög temperatur (≥350°C) under en kort tidsperiod. Högtemperatur SmCo (T-serien) kan appliceras vid 550°C utan irreversibel avmagnetisering.
2. Men om SmCo-magneterna användes vid hög temperatur (≥350°C) under lång tid, är ytan benägen att producera ett nedbrytningsskikt. Användningen av antioxidationsbeläggning kan säkerställa stabiliteten hos SmCo vid hög temperatur.
Hänvisning
[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)
Posttid: 2023-08-08
